烧结D1600离心鼓风机转子焊接工艺优化

烧结D1600离心鼓风机是烧结生产的重要设备。由于转子叶轮叶片受粉尘强烈的冲刷

图4-64 风机转子整体简图

1—中盘 2—叶轮片 3—盖盘 4—主轴

图4-65 转子各部位零件简图

1—中盘 2—中间盘 3—轮壳

作用，使叶片、叶轮磨损非常快，降低使用寿命。根据磨损情况对叶轮叶片堆焊硬质耐磨合金，延长使用寿命。

1.D1600离心鼓风机转子的组成

D1600离心鼓风机转子可分成两大部分：主轴及叶轮。叶轮由中盘、盖盘、叶片三部分组成，风机转子整体简图及各部位零件简图如图4-64、4-65所示。

D1600离心鼓风机转子主轴是ZG35加工件，转子中盘和轮壳是铸35加工件，中盘板材质为Q390（15MnV），厚5mm；盖盘和进风圈板材质是ZG35；侧板材质是Q345（16Mn），厚10mm，叶片材质为Q390（15MnV），厚度为14mm，共计24片。

焊接转子的工艺过程如图4-66所示。

2.转子材料和焊条选择

D1600离心鼓风机转子是鼓风机的心脏。由于离心力大，磨损不平衡，产生振动，易导致事故的发生，所以在焊接风机转子时，必须注意零件和焊条材料的选择，只有符合设计要求，才能保证风机的正常运转。

1）转子材料和焊条选定条件

①风机转子材质是选用Q390（15MnV）或Q345（16Mn），根据其化学成分和力学性能来选定使用焊条。

②选定焊接材料要求焊接性好，有一定的韧性，另外还要求有较好的耐高温、耐磨性能。

③所用的材料应是我国发展方向的钢种。

根据以上的条件，选定低合金焊条E5015，经试验和分析，E5015焊条的化学成分和力学性能都与Q390（15MnV）、Q345（16Mn）的相似，三种材料的化学成分和力学性能如表4-10、表4-11所示。

表4-10 三种材料的化学成分

表4-11 三种材料的力学性能

经实际应用检验，决定选用E5015和A107焊条为转子焊接材料。

2）风机转子焊接参数

接头形式采用T形焊和堆焊；焊条牌号为E5015、A107，用直流焊机。焊条直径：E5015为4～5mm，A107为3.2～4mm。焊接电流：E5015为150～250A，A107为130～200A，焊接电压为50～60V。焊接层数：E5015为三层，A107为一层。焊接次序为分段跳格相等对接焊。

3.焊接工艺

1）焊接前的准备工作

①焊接风机转子使用一台500kW直流电焊机。

②焊接前制造转动台（专用），使转子可以转动。

③使用500～1000kW烘焙箱，烘焙焊条。

④将转子所焊部位的锈、油等全部清除干净。

⑤焊前要保证室内温度在15～20℃，通风良好；焊前对所有的定位焊处进行一次全面检查，检查是否有开焊情况，以防止变形。

⑥焊前将焊条烘焙2h，温度为180～200℃。(www.xing528.com)

2）焊接转子的要求

①焊接强度不低于母材强度。

②按设计技术标准检查出厂。

③焊接后变形不大于0.9mm。

④焊接后焊肉要光滑，无焊瘤、砂眼、气孔、夹渣和咬边等缺陷。

⑤焊接后进行静平衡或动平衡试验。

⑥焊接后进行运转试验。

3）风机转子焊接方法

焊接D1600风机转子采用了定位焊、分段焊、对称焊、堆焊几种综合焊接方法。

①焊接温度。因为风机转子要求精度高，所以在焊接时要特别注意防止变形和裂纹的产生。主要办法是掌握好焊接温度。焊接时首先要保证转子的温度均匀，防止温度过高或过低。温度在90～120℃为宜，不能超过或低于这个温度。这样变形小，裂纹少，保证了风机转子的焊接质量。

②定位焊：在组装风机转子时，定位焊是非常重要的。定位焊组装，定位要适当，要结实，要少而精。如果定位得好，可提高焊缝的强度并保证焊肉外形美观。如果定位不好，焊接时很容易变形（图4-67）。

图4-67 叶片定位焊示意图

4.风机转子分段焊接和对称焊接方法

在焊接风机转子时，为了防止变形和裂纹产生，要注意掌握焊接转子温度，因此采用分段对称焊和运条方法（图4-68）。

图4-68 分段对称焊和运条方法

1）分段焊接要均匀。对称焊缝长度不能超过200mm。

2）分段焊接就是焊一段后移动到对称的另一位置再焊一段，即所谓的分段对称交叉焊接，每段长均为50mm。

3）分段焊接和对称焊接是联系在一起的，缺一不可。一层焊接所用的电流为120～150A，二层电流为130～160A。

4）分段焊接和对称层次：要求焊2～3层，焊缝必须符合设计标准，也可采用二人同规范对称焊法。

5）运条的方法：第一层为直线形，第二层为连环形。焊坡立焊位置时，运条方法采用月牙形。

5.风机转子堆焊

叶片是用Q390（15MnV）钢制作的，耐磨而不耐腐蚀，所以叶片两端磨损和腐蚀非常快。为了增强其耐磨性和耐腐蚀性，在叶片两端堆焊一层A107焊条，这种焊条具有较好的耐磨性和耐腐蚀性。焊接时用直流焊机，运条的方法走直线（图4-69）。

图4-69 叶片堆焊

堆焊注意事项：

1）堆焊叶片时，两端焊缝的长度一样。

2）堆焊时，温度不应过高。温度达到均匀时应为150～200℃。

3）堆焊后每根焊条尾要保存，以便进行称量。

4）堆焊要美观光滑，不要有夹渣、气孔等缺陷。

6.风机转子焊接后的静平衡

补焊转子平衡偏块是在静平衡支架上进行的，首先粗找平衡，然后再进行加块、焊接找平衡。加块补焊部位是在叶片的非工作侧，即叶片凹面出风口处或两侧盖盘内侧圆周上。偏块较大时，可分作两块焊在两盖盘外侧，但与圆周直径距离应大于30mm，并呈扇形。补焊焊缝中所有的熔渣要去除，焊肉要光滑，如不光滑可以用手砂轮修理。静平衡做完后，再进行两次静平衡复查。