直焊式隔板操作指导书.docx
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直焊式隔板操作指导书
保密资料
不得外传
东汽实业开发有限责任公司
钢结构厂
直焊式隔板操作指导书
（GJ/JB-DQ-001-A-2006）
编制
校对
审核
批准
（GJ/JB-DQ-001-A-2006）
总述
1.1适用范围
本操作指导书适用于直焊式隔板焊接
2材料
汽轮机直焊式隔板涉及到的金属材料有：
Q235-B、Q345、1Cr13
2.1焊接材料
J422（E4303）J506（E5016）ER50-6
ER316L（氩弧焊焊丝）A307（E1-23-13-15）
2.3辅助材料
CO2气体（纯度99.6％）Ar气体（纯度99.9%）
氧气、乙炔、天然气钨电极Φ2、Φ3.2
防飞溅剂、纱布、石棉布、工业用丙酮
3本操作指导书采用标准
DZ2.12.2.1-88《常用焊接材料手册》
DB8.20.2.12《焊接材料管理办法》
DB8.20.2.15《材料管理办法》
DB8.20.1.22《容器合格证、钢印管理办法》
DZ6.5.1-55《焊接缺陷返修工艺守则》
4基本要求
4.1焊工资格
从事本手册涉及产品焊接的焊工应专门培训并考试合格
4.2本操作指导书与产品图样、技术要求、工艺规程、安全操作规程、设备保养规程同时使用。
要求焊工必须严格执行本书所规定的各操作规程和工艺参数
4.3所用材料和焊接材料必须按DB8.20.2.15《材料管理办法》和DB8.20.2.12《焊接材料管理办法》规定检验合格
5工位
5.1设备
aWSE-400型交直流钨极氩弧焊机（空冷或水冷式）
b半自动CO2弧焊机（空冷或水冷式）
c交直流弧焊机
d焊接变位器
e装配定位装置系统
5.2专用及标准工具
a卷尺i撬棍
c角尺j斜铁块
c游标卡尺kCO2加热器
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dCO2、Ar减压－流量计l氧气带、乙炔带
e角型砂轮m氧气减压器、乙炔减压器
f清渣工具组件n割咀1＃～4＃
g气铣及磨头组件o割矩2＃中号枪
h钢丝刷p气割枪、气割咀
6装焊
直焊式隔板由内环、外环、叶片等组合装焊而成，分上、下两半。
其结构复杂，焊接操作难度大。
合理的安排装配顺序、焊接顺序是保证整体装焊质量的关键。
装焊中要注意以下几点：
6.1有些零件待整体装配好后是无法焊接的，必须“边装边焊”
6.1.1内环装焊：
（图1）内环立体简图
6.1.1.1装配要求
1）检查内环体和倒流筋来料尺寸。
其中内环体坡口尺寸误差应≤5mm；倒流筋的圆度应用弧形样板进行检测；
2）装配时首先用三块等高垫块（垫块高度根据图纸计算确定）将内环体在平台上垫平，并测量内环体中分面至90°方向保证等高。
倒流筋用撬棍、斜铁等工具与内环体进行装配，保证圆弧装配间隙≤5mm
3）装配尺寸自检合格后，在固定点焊时采用（图1）所示“1～4”的顺序进行，一面固定后翻身按同样顺序进行另一面的固定。
固定焊缝要求长度≥20mm
6.1.1.2焊接内环要求
1）焊接时采用的方法：
焊接采用“平敷焊”。
具体焊接顺序见（图2），要求先对进汽侧焊接7～9层后翻转零件再焊接出汽侧至焊缝达图纸要求，然后第二次翻身焊接进汽侧焊缝达图纸要求
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（图2）焊接顺序示意图
2）控制焊接变形采用“烙饼法”进行焊接。
按照焊接工艺要求，CO2气保焊的平敷焊接厚度5mm，宽度20mm（单层）；堆高层在第一组合层中δ≥20～25mm；翻面焊接第二组合层δ≥30～35mm；第三组合层翻面δ≥40～45mm；第四组合层翻面δ≥50～55mm。
依次递增“翻烙饼”（图2）次数达到图纸尺寸要求（注意看图标注的角缝要求）。
3）对于若用手工焊，则一般焊缝厚度在15mm时就应该开始翻身
4）有关电流、电压及其他工艺参数类似于外环
6.1.2外环装焊
（图3）外环立体简图
6.1.2.1半园锥筒的检查：
先将平台清理干净，放样外环毛坯尺寸线。
放
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样件1半园锥筒毛坯尺寸线，注意0°、30°、45°60°、90°、120°、135°、150°、180°顺时针共计9点专用米字交叉线位置，用2块或3块垫板成33°～38°（图样要求）不等的各角度板检查半园锥板，见（图4）。
装配时注意米字形交错线
6.1.2.2半园筒与半园锥体的装配：
平台上放样并就位简4半园筒，将半园锥板两端的预弯头（成型后有钢印标识）手工切割去除，配件1半园锥板与件4半园筒的角度，要求与工装垫板的结合面紧密。
在保证半园锥板图纸要求33°～38°前提下气割修配与半园筒接配的角度。
注意在修配时多观察半园锥板的弧度变型情况，并按0°、30°、45°、60°、90°、120°、135°、150°、180°检测其相对高度均匀。
点固，按垂直角内弧毛坯尺寸线测量的情况定点角内。
半园锥板一般由2块或3块组成。
第一块装配完工要注意切割第二块拼接线，要注意弧度的下凹线。
见（图5）
6.1.2.3焊接拉筋的布置：
半园锥板点焊牢固后，焊接中分面拉筋。
中分
面拉筋如（图6）
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6.1.2.4半园筒与半园锥板的定位焊接及半园板的装配：
焊接半园锥板与半园筒间内弧4mm焊缝并用打磨、空压风吹等方式清理干净。
装配件2半园板，按图配准半园板与半园锥板的相对位置，装配时注意坡口角度，严禁装配后间隙≥6mm。
对于超过6mm间隙的情况，一定要先在零件状态时对半园板进行补焊后才可再次装配；
6.1.2.5汽封体装焊：
6.1.2.5.1汽封体的装配采用“定位装配法”。
首先将3段拼接的汽封体在装焊平台上按放样尺寸进行装配并点焊牢固，根据图纸要求在件4半园筒上端面以半园筒外圆中心为基准用“地规”划出汽封体外圆线，并自制5件等高垫块在此线处延180°圆周方向均匀定位焊牢，见（图7）
6.1.2.5.2如（图7）所示，汽封体在装配时对于存在圆度超差的情况，可利用卡兰、撬棍、斜铁等工具予以校形，保证汽封体装配位置的
准确
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6.1.2.5.3点焊汽封体要求180°方向均匀5段，每段长度≥100mm，同时注意外侧与内侧应交错进行
6.1.2.6对于其他结构的外环结构形式，其装配顺序基准更改为汽封体时，
需要注意的事项为：
6.1.2.6.1由于汽封体作为基准，则首先在汽封体组焊时必须保证汽封内外圆的精度，平台放样组对时要在中分面及90°方向增加150～180的槽钢拉筋防止焊接变形；同时，汽封体的拼接必须用“清根焊＋烙饼法”的方法控制变形，保证焊接质量
6.1.2.6.2装配时，由于是将汽封体坡口向上在平台上进行定位，所以对于汽封体坡口钝边的直径将要求较为严格，在定位后应先检查坡口钝边直径，在发现超差现象时，应先将超差部位进行补焊等处理后方可进行半园筒等的装配
6.1.3焊接要求：
6.1.3.1根据母材及焊接部位所处工作条件选用合适的焊接材料，见表1；焊接参数见表2
表1焊接材料的选择
焊接坡口的位置
母材
焊接材料
焊接方法
半园筒、半园板、汽封体
16Mn（Q345）
J506（E5016）
ER5016（H08Mn2SiA）
手工电弧焊
CO2气体保护焊
半园锥板、衬板、拉筋
Q235-B
半园锥板与叶片
Q235B+1Cr13
ER316L
E1－23－13－15（A307）
手工氩弧焊（TIG）
手工电弧焊
表2半自动CO2气体保护焊焊接规范参数表
焊接层
焊接电流（A）
焊丝
（Φ1.2）
电弧电压（V）
流量计
（L/min）
焊丝伸长
打底
180~220A
ER50-6
18~22V
12
焊丝直径的10～13倍
中间层
260~300A
24~26V
18
表层
230~260A
22~24V
15
6.1.3.2若为手工电弧焊，则焊条直径的选择见表3；焊条焊接参数见表4
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表3焊条直径的选择
焊接部位
焊条直径
焊接坡口根部6mm内
Φ3.2
中间各层
Φ4
焊接坡口表面20mm内
横焊、立焊：
Φ4
平焊：
Φ5或Φ5.8
表4各种直径电焊条焊接电流使用参数表
名称
焊接电流工艺参数值
焊条直径（mm）
Φ2.5
Φ3.2
Φ4.0
Φ5.0
Φ5.8
焊接电流（A）
50~80
100~130
160~210
200~270
260~300
6.1.3.3焊材烘干及保温见表5
表5焊条材料烘干及保温
焊材型号（牌）号
烘干温度℃
时间h
E4303
150~200
1~1.5
E5016
400
1~1.5
E1-23-13-15
250~300
1~1.5
6.1.3.4焊接前的预热见表6
表6钢材焊前预热
钢材型号
厚度（mm）
预热温度℃
Q235-A、Q235-B、20g、25＃
≥90
100～150
16Mn
＞32
100～150
1Cr13
＞15
250～300
6.1.3.5焊接过程控制要素：
1）半园筒、半园锥筒、半园板间焊缝：
1.1对进汽面半园板侧焊接1/3，其电流、电压、流量计参考表2，焊接方法见（图8）。
横焊基本雷同于角焊；横焊时，焊层厚度5mm，宽度要求20～25mm；若立焊时，则焊层厚度7mm，宽度要求30～35mm；
1.2打底焊接时特别要注意不要有气孔，如发现一定要气刨清除、打磨后补平填满。
若不处理，气孔缺陷将翻上层。
CO2焊接的特点是起层较共17页第7页
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快，主要的优势焊接方法是立焊。
对比电流、电压及焊接规范工艺参数，根据电焊选择的原则：
平＞横＞立＞仰。
其焊接速度参数一定要根据厚度和宽度来选择，按（图8）堆焊顺序图所述进行，不要超过极限。
由于焊接件采用中厚板焊接，属滴状过渡，焊接中一般的质量缺陷属于夹渣和未熔合状态。
分析其原因，均在于清渣不净，覆盖层的结合不佳；而颗粒状过渡更多的是粗粒状过渡，焊工操作的弧长大于规定高度（压弧），缺陷的产生中属此三种原因居多。
因此，焊接操作中焊好第一层，清渣干净是优良焊缝的保证
1.3适当控制每道焊缝的厚度：
为保证焊缝质量，减少焊接应力，控制焊接变形，对中厚板焊接时，要采用多层焊、多道焊。
在半自动CO2气体保护焊时中间填充宽度不超过20mm，表面层允许宽一点。
立焊宽度30～35mm
1.4焊接时不要忘了涂飞溅剂，距钢板件40mm涂飞溅剂。
焊枪涂硅油也是防飞溅剂同时也是避免堵塞、粘连焊丝
1.5焊接进汽侧1/3后，对出汽侧焊接半园锥筒与半园筒的焊缝，规范、参数参照表2进行。
堆焊顺序参照内环堆焊顺序进行见（图1）。
举例外环焊接方法，计算进汽面焊接厚度δ50÷3≈18（1/3深），分3次翻转先出汽面焊接深度28mm，翻转（烙饼法）焊接进汽面共计38～42mm深，再翻转出汽面焊接完毕冷却后，准备对汽封体装配
2）汽封体焊缝：
2.1由于汽封体焊接坡口深，考虑到产品重量、安全起吊以及占地面积等因素，焊接时其顺序可进行横焊、立焊。
深度坡口前30mm横焊（先内侧、后外侧），焊接方向从中间往中分面进行。
操作时也可采用分段焊接（L≥600～800mm）每人次进行，达到减少焊接应力和焊接变形的控制能力。
为了提高效率和清渣方便，熔深30mm即可采用立焊（爬坡焊）。
手工电弧焊和半自动CO2气体保护焊电流、电压参照表4、表2。
按照平＞横＞立＞仰电流顺序调整进行。
3）焊接操作技术要求
3.1为了保证获得最佳质量的焊缝，应按照表2、表4选择焊接规范
3.2选择焊接规范时，除了用电流表等测量外，施焊前焊工还应在钢板上进行试焊（非产品引弧板）来判断规范选择是否合适，确认后方可进行施焊。
3.3要适当控制每道焊道的厚度，并采用“烙饼法”控制变形
3.4焊接时焊工应仔细观察熔池，焊完每条焊道要进行自检，在发现焊接缺陷情况下要立即清除，不允许掩盖缺陷
3.5当发现点固焊缝有裂纹及未熔合等缺陷时，应该铲掉并重新焊接，不
允许留在焊缝内
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3.6焊接时要采取各种有效的防止焊接裂纹的措施
3.7因装焊的图纸要求偏差要进行返修，达到合格后清理掉氧化皮等杂滓方可进行焊接（一般是切割或气刨部位）。
要尽量的对称焊接，刚性大的部位焊接时不能随意中止。
施焊的焊缝厚度必须达到坡口深度的1/3以上时方可停止。
对局部应力比较大的焊缝可适当进行锤击
3.8按照质保手册要求，焊缝要打操作者钢印，并在部套简图上做好记录，部套简图由质技组提供（质量记录卡）。
在端面筋板上打上订货号、台份、班组钢印
7回火：
内、外环部套完工后要尽快（24小时内）回火。
回火要求见东汽锻冶科热处理工艺卡执行
8清理：
清理焊渣、焊豆等杂滓，去除外环中分面拉筋，位于非加工面的拉筋气割痕平整，非加工面因缺肉而堆焊的部位要打磨平整。
9检查：
9.1生产现场检查：
在生产制造过程中，质技人员要进行巡回检查，及时发现问题并纠正，提高预防为主，杜绝未遂事件
9.2产品尺寸检查：
凡不符合质量要求的部位由生产班组按有关规定要求进行返修
9.3焊缝外观质量检查：
凡不符合质量要求的部位由操作工按有关规定要求进行返修
9.4清洁度检查：
按照东汽《汽轮机清洁度》（JB4058-1999）标准，焊洁－2要求执行
9.5焊缝无损检验：
按照东汽（DZ7.18.1.42-93）标准执行
9.6整体目视检查见东汽DW801A5055A-2003
10直焊式隔板
直焊式隔板由三大组合件（零件）拼装而成，见（图9）
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10.1内环、叶片、外环都是粗加工过的，在组装前必须进行来料检查（等高线刻度、外环粗加工尺寸、内环板体余量等）
10.2装焊顺序：
10.2.1定位：
将整体加工后的内环吊在专用工装螺旋五爪卡盘定置环内，以及整体外环专用水平工作台内，进行内、外环中分面找正重合装配，用铅垂线测量中分面的重合度，找正好后固定位置，先出汽面后进汽面。
固定位置如（图10）。
拉筋共计16件，进、出汽位置呈“米”字形框架，对称定位焊接；
10.2.2划线：
按照尺寸要求节距进行出汽面圆周等分叶片数划线。
划线前用丙酮、棉纱清洗内环、外环加工的汽道面。
清洁后用游标卡尺在内环上等分叶片数。
等分时注意节距等分前尺寸位置线，有余量一定要放开。
依次等分出每个圆周弧等分不能超过1.5mm；外环平分时注意立车上划有等高位置线，在等高线内划分。
同时要求划出叶片安装角的下点参考位置线，保证每个等分余量控制在1.5mm内
10.2.3试装：
试装位置一般从30°、180°、210°、360°共定位置叶片各2块进行。
试装叶片需进行喉高的控制，喉宽的测量控制，待4点位置按图示喉宽测定节圆直径点进行。
块规的测试注意控制等高线的水平度。
水平喉宽、喉高均符合图纸要求方可进行点固
10.2.4点固：
点固叶片，用氩弧焊连接，点固如（图11）
10.2.5氩弧焊：
氩弧焊时严格控制电弧电压，规范使用参数见表7
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表7氩弧焊气体保护焊焊接规范参数（钸钨极Φ2.4）
焊接层
焊接电流（A）
焊丝
（材料）
点焊电压（V）
流量计L/min
焊丝伸长
mm
底层
140~160
ER316L
16~18
8
10~12
盖层
180~200
ER316L
16~18
12
10~12
10.2.6边装边焊：
为了保证焊缝外观质量，对于出汽边装配叶片，采用氩弧焊每片边装边焊，焊接长度按叶片的背弧度开始至叶尖空约10mm处。
第一遍焊压底层注意高度，第二遍盖面注意焊缝宽度。
焊接一段后要注意观察气体流量，保护效果，以麦黄色成型为佳。
注意焊角高：
氩弧焊Ⅰ区高4mm，Ⅱ区高6mm，Ⅲ区高7mm，Ⅳ区即叶尖10mm范围不焊，区域分布见（图11）
10.2.7上变位器：
上变位器时要求对设备首先进行运转调试，判定安全、正常后将直焊式隔板固定在变位器360°方向均匀5点的固定板上并焊接牢固，角焊肉≥20mm，焊接无误后可翻转变位器
10.2.8手工电弧焊：
手工电弧焊焊接叶片进汽弧段，将转胎旋转至与变位器夹角约82°（仰7°～9°）并定位焊接。
焊接叶片时注意所使用的碱性焊条需保温、烘干。
要求将焊条置于随身携带的保温筒内，随用随取。
按图纸要求角焊尺寸焊接，同时注意接头的清渣，保证焊接质量，达到技术要求
10.2.9焊中分面：
将整体焊接隔板从变位器上取下，在从中分面拆开成上、下两半的直焊式隔板。
按工艺要求补焊中分面，补焊用手工电弧焊或CO2气体保护焊，焊接时注意清渣，电弧、电压按表2、表5严格执行，
10.2.10回火：
参照东汽锻冶科回火工艺执行：
进炉≤100℃，升温≤100℃，回火温度600～620℃，保温（隔板）10小时、（外环）8小时，降温H≤60℃，出炉H≤300℃空冷，见（图12）
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10.2.11清理焊渣，切割拉筋，打磨焊缝，堆焊处需平整
10.2.12检查：
汽道、喉宽、加工余量等在平台上检测并做好记录。
计算通流量符合设计要求。
尺寸检查合格后进行着色检查氩弧焊及手工电弧焊接配处，验收按规定的标准《DB7.8.18.88》执行
11返修：
由于直焊式隔板重量及体积都比较庞大，结构制造要求高、人工装配、焊接困难，对于可能产生的缺陷需要在转出工厂前进行返修；
11.1内环板体大端面补焊：
进、出汽侧板面5mm精加工余量不够的情况，需要在转出前进行补焊。
分析其原因为，焊接的集束应力所致，同时因回火时摆放的不平稳（内环为悬空件），使得理论情况下回火时内环板体应上移而实际为下垂，造成整个节圆直径变小.其补焊方法依据原则为“背靠背固定法”，具体为
11.1.1材料准备：
δ60×80×400条形拉筋12件
δ100×100×100垫块3件
150×250×4500方箱拉筋1件
ER5016Φ1.2焊丝
11.1.2工具：
撬棍、直尺（300）、卷尺（5M）、高度游标卡尺（300）、中分面水平检测直尺、4.5M×3M划线平台、专用直焊式隔板等高检查座（或百分表架杆）、8磅大锤
11.1.3测量及固定：
将需补焊的隔板在划线平台上找正测量，用3个螺旋千斤顶（专用升降工具）、等高检查座（或百分表架杆）找平，调整隔板平行度。
按照附表1（直焊式隔板装焊检查尺寸表）检查并计算各加工面余量后得出所需补焊的端面位置及数据，同时记录在“质量记录卡”上。
需要特别提出的几个关键尺寸为“节圆直径”“内、外环相对高度”、“叶尖与内、外环相对高度”等。
测量基准可依据外环已加工的汽封端面作为基准。
具体“背靠背“固定方法见（图13）直焊式隔板加固拉筋立体草图，见
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（图13）
拉筋分布俯视图见（图14）
两个半付隔板形成进汽面相对，用3个方块拉筋支撑连接，然后用长条拉筋在内、圆圆面固定，拉筋数量见（图14），其位置为圆周均匀分布。
加固拉筋焊接的位置见（图15）拉筋焊接剖视图
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加固焊接拉筋时注意事项：
1）起吊方块拉筋时，要注意拉筋与上下隔板要有连接焊缝；
2）焊接拉筋位置，两个半付隔板各焊一边分开（交叉），严禁焊接在同侧，见（图15），焊肉16～20mm
3）加固焊接拉筋后，中分面拉筋必须布置2件
4）回火时，不允许内环放空不进行垫平。
正确做法是耐火砖支撑内环面
在完成前3个步骤后可进行内环端面的补焊，焊接工艺参数按表2、表4进行。
补焊后回火注意事项按第4条进行
以上为2个半付均需补焊时采用的方法。
若为半圈进行补焊时，其修复方法如下：
11.1.4找正测量出端面所需补焊尺寸，将整个端面按圆周方向分为7段，采用小规范、小电流跳焊进行补焊。
为了控制CO2焊接熔渣，在垂直方向（90°）外环垫高约100mm，焊接角度形成5°～8°，包括其焊接顺序见（图16）
补焊分段进行时，焊接中分面拉筋（方箱），焊接工艺参数按表2、表4进行。
补焊完毕后检查节圆直径，如果直径收缩变小，要切割内环板体，切割的具体位置为90°方向，在内环板体最小直径处用千斤顶支撑并校形节圆直径，要求直径在理论要求基础上撑大2mm，然后用拉筋在外环中分面处固定，补焊切割位置，要求切割位置在补焊前开45°对称钝边坡口，焊接采用清根焊。
焊接后，用长槽钢拉筋在45°、135°方向连接外环端面与方箱拉筋，具体
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见（图17）
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11.2局部夹渣、未熔合补焊：
局部点状的夹渣、未熔合缺陷在加工后的暴露将影响整体外观质量，为此进行的外观返修是非常必要的，其返修方法是采用氩弧焊的焊接，具体方法如下：
11.2.1材料：
棉纱、工业用丙酮、氩弧焊焊丝H08Mn2Si/Φ2.5（CO2焊丝）或Steuite/Φ1.6（因可镍）
11.2.2工具：
角型砂轮、气铣或电铣、旋转挫、扁铲、榔头
12.2.3氩弧焊补焊方法：
将需补焊的缺陷，夹渣、未熔合的地方先用丙酮清洗，棉纱擦净，再用角型砂轮清磨见金属光泽。
补焊时用氩弧焊填丝方法，第一遍由于切削油的渗透，气体保护不佳，在热影响下会出现“黑渣”，用电铣、旋转挫清楚“黑渣”、残迹，磨光见金属本色，第二遍再用氩弧焊填丝则表面质量可满足要求，补焊高度高于母材1mm，此时需要注意的是，在气体保护下，熔敷金属应呈麦黄和银亮色。
最后用抛光砂轮修磨高出母材的熔敷金属部分，修磨至与母材平起。
使用氩弧焊注意事项：
1）清洗残渣，保证清洁度要求
2）在施焊过程中，注意自我保护，防弧光措施必须到位
3）氩弧焊丝的选择原则为：
235-B、16Mn用H08Mn2Si/Φ2.5（CO2焊丝），叶片材料为1Cr13用Steuite/Φ1.6（因可镍）
4）焊接工艺参数见表7补焊过程中严格控制咬边的程度
12.2.4如无氩弧焊的条件，可采用手工电弧焊的方法:
：
将需补焊的缺陷，夹渣、未熔合的地方先用丙酮清洗，棉纱擦净，再用角型砂轮清磨见金属光泽清磨深度3～5mm。
补焊时采用小规范焊接，补焊高度高于母材1mm。
最后用抛光砂轮修磨高出母材的熔敷金属部分，修磨至与母材平起。
使用手工电弧焊注意事项：
1）焊接工艺参数严格按照表4进行；
2）手工电弧焊易形成较大咬边，为此在操作方法上注意收弧时要略有停顿，控制咬边
3）焊条选用E5016/Φ2.5（碳钢）、A307/Φ2.5（不锈钢）
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附表1直焊式隔板装焊尺寸检查表（节圆直径参照）
序号
图号及名称
直径（Φ）
测内径Φ
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