[发明专利]一种燃气轮机压气机静叶环装焊定位夹具及相关装焊方法

说明书

本发明公开了一种燃气轮机压气机静叶环装焊定位夹具，静叶环由叶片装配而成，本燃气轮机压气机静叶环装焊定位夹具包括通用底座、叶片定位环、内围带压环、外围带压环和压板，叶片定位环、压板与通用底座连接，内围带压环和外围带压环分别压紧叶片的内、外围带。本发明还公开了应用该燃气轮机压气机静叶环装焊定位夹具的装焊方法。本发明可提高静叶环装配精度，提高装焊效率，有效消除变形，且通用性好，可降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机装配夹具，更具体地说，它涉及一种燃气轮机压气机静叶环装焊定位夹具及应用该燃气轮机压气机静叶环装焊定位夹具的装焊方法。

背景技术

在现有的燃气轮机中，静叶和动叶构成了最基本的级，而静叶通常装配成环后分成两半嵌入相应壳体叶根槽中，故在燃气轮机运行过程中，对静叶安装的要求，如安装角、辐射线、喉宽等精度极为苛刻。现有的燃气轮机压气机静叶环的装配方式主要是分体式的，即静叶环由三部分组成，包括内环、外环及型线叶片，其中内、外环圆周上均布各个榫孔，型线叶片两端带有凸台。装配时先将内、外环用工装固定，然后手动将叶片两端插入内、外环榫孔中，扶牢后点焊并焊固叶片。这种装焊方式装配精度与焊接质量都难以满足要求，首先因为内、外环榫孔单边留有间隙，叶片插入榫孔后通过手工定位，而且在点焊与焊固时，也是通过人工一手定位一手焊接的方式逐个完成，这种装焊方式效率极低且无法保证叶片的安装角与焊接变形。其次不同级数的静叶环的叶片有长有短，对于细长的叶片因刚性差，焊后更易出现变形大、焊缝产生裂纹等问题。近年来投放市场的新型燃气轮机的静叶环结构是由包含叶身和内、外围带的完整叶片逐只装配成环的，如图1，然后后期再进一步将整环焊固。但由于叶片数量众多，叶片逐只装配成环并点焊的过程中需要保证极高的装配精度与焊接精度，同时还要考虑抗焊接变形。另外，一个燃气轮机通常包含了多达十几级的静叶环，装配的级数众多，尺寸各不相同。基于上述需求，极有必要设计一种通用的，能够实现燃气轮机压气机静叶环装焊的定位夹具。

发明内容

现有的燃气轮机压气机静叶环装焊工艺由于缺少适用工装，装焊效率低下且无法保证极高的装配精度、焊接精度，以及抗焊接变形工艺要求，为克服这些缺陷，本发明提供了一种可在装配时对叶片进行定位，点焊叶片成环时控制变形，电子束焊接时抗变形的燃气轮机压气机静叶环装焊定位夹具。

本发明的技术方案是：一种燃气轮机压气机静叶环装焊定位夹具，静叶环由叶片装配而成，本燃气轮机压气机静叶环装焊定位夹具包括通用底座、叶片定位环、内围带压环、外围带压环和压板，叶片定位环、压板与通用底座连接，内围带压环和外围带压环分别压紧叶片的内、外围带。使用本夹具时，叶片定位环连接在通用底座上，用于支承并定位静叶环的各个叶片，叶片以叶片定位环为基准，逐个放到叶片定位环上使静叶环拼合成型后，将内围带压环和外围带压环分别压在叶片的内、外围带上并用压板压紧，使得所有叶片被充分压紧并保持静叶环的构型，便于后续焊接工序的实施。本燃气轮机压气机静叶环装焊定位夹具可保证装配尺寸的准确性，减少中间环节的累积误差，而且控制了点焊叶片时的变形，保证了装焊质量，进而保证整个静叶环产品的尺寸精度。

作为优选，通用底座周向均布有多条压板滑槽，压板滑槽内滑动连接有压板，通用底座与叶片定位环接触面上设有连接孔，通用底座通过连接孔及连接孔内的定位件与叶片定位环匹配连接。压板可沿压板滑槽变动位置，调整径向距离以适应不同级静叶环的装焊定位需要，提高通用性，此种提高通用性的设计可极大节约生产成本。

作为优选，压板通过由滑块和压紧组件构成的连接件滑动连接在压板滑槽内。压板通过连接件与压板滑槽的连接实现在通用底座上的滑动连接，通过压紧组件的调整产生必要的压紧力以适应不同级静叶环的厚度。

作为优选，本燃气轮机压气机静叶环装焊定位夹具还包括用于消除叶片内、外围带轴向高度差的垫片。为节约制作成本，叶片定位环宽度无需太大，一般只支撑叶片一端，这导致叶片一端上翘而另一端下沉，垫片用于支撑垫实叶片的下沉一端，以确定轴向装配基准。