本發(fā)明涉及鑄造砂芯的制作工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水輪機(jī)葉片芯骨支架的焊接定位方法。

背景技術(shù)：

大型混流式水輪機(jī)葉片均為復(fù)雜的雕塑曲面結(jié)構(gòu)，如圖1所示，分為立面一1、立面二2、出水邊3和進(jìn)水邊4，以某種水輪機(jī)葉片為例，其沿立面方向的投影尺寸規(guī)格為5251mm×3970mm，立面的翹曲度為1700mm?，F(xiàn)有技術(shù)中，這類鑄件常用的造型方式為組芯造型，即制作芯盒、流砂造型、砂芯對(duì)接組合、流砂造型、澆注。并且，采用平躺造型、直立澆注的方式。由于澆注時(shí)兩塊砂芯豎直對(duì)接，不能依靠砂芯自身重力壓緊分型面，存在鋼液從分型面溢出的風(fēng)險(xiǎn)，因此需提前在砂芯相對(duì)應(yīng)的砂芯芯骨中焊接兩根對(duì)應(yīng)的把合管件，用一根通長(zhǎng)螺桿從管件中心穿過(guò)，將兩塊對(duì)應(yīng)砂芯把合，以增強(qiáng)鑄件澆注時(shí)型腔的強(qiáng)度。

上述水輪機(jī)葉片鑄件豎直高度接近6000mm，如圖2所示，砂芯設(shè)置時(shí)至少需設(shè)計(jì)上中下3對(duì)把合砂芯，每對(duì)砂芯高度約2000mm，每對(duì)砂芯對(duì)接后尺寸為5000mm×2500mm×2500mm，在每對(duì)砂芯對(duì)應(yīng)的芯骨中需設(shè)置若干對(duì)同軸對(duì)接的把合組件以增加砂芯對(duì)接強(qiáng)度，組芯澆注前用螺桿貫穿把合件以拉緊兩對(duì)應(yīng)的砂芯。組芯造型時(shí)從最底層砂芯開(kāi)始在把合方鋼內(nèi)橫穿螺桿，用墊片和螺母緊固，周圍放置砂箱，砂芯與砂箱邊用冷鐵等支頂措施，防止?jié)沧q箱，流砂，重復(fù)以上步驟放置上兩層砂芯，造型完成。

實(shí)際生產(chǎn)中，這種工藝方案中存在不足，此組芯工藝要求在焊接芯骨時(shí)提前焊接好各把合方鋼，且流砂對(duì)接時(shí)把合件對(duì)接后尺寸偏差不能超過(guò)一定的范圍，否則對(duì)接會(huì)發(fā)生錯(cuò)位，導(dǎo)致螺桿無(wú)法貫通。而返工修復(fù)工作量大，需人工搗碎把合管件部位的砂子，切割掉偏移芯骨，重新焊接、把合。此修復(fù)的工作量加大，延誤生產(chǎn)周期，且修補(bǔ)后的把合部位強(qiáng)度降低，澆注時(shí)漲箱風(fēng)險(xiǎn)加大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中水輪機(jī)葉片組芯造型時(shí)芯骨把合件容易錯(cuò)位的問(wèn)題，提供一種水輪機(jī)葉片芯骨支架的焊接定位方法，以便于從芯骨支架制作階段開(kāi)始將砂芯把合件相對(duì)芯骨支架準(zhǔn)確定位，防止組芯把合時(shí)把合件發(fā)生錯(cuò)位。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種水輪機(jī)葉片芯骨支架的焊接定位方法，所述水輪機(jī)葉片的鑄件采用直立澆注的方式，所述鑄件的砂型沿立面兩側(cè)分別設(shè)置前砂芯和后砂芯，所述前砂芯和后砂芯沿直立澆注的高度方向分層設(shè)置若干層，相同層的前砂芯和后砂芯之間分別設(shè)置若干貫穿相應(yīng)砂芯的芯骨把合管件，同層的芯骨把合管件同軸對(duì)應(yīng)并通過(guò)把合螺桿拉緊，各砂芯的芯骨通過(guò)如下方法焊接定位：

第一步，將鑄件的各砂芯分別順序編號(hào)；

第二步，準(zhǔn)備一塊厚鋼板用于砂芯型造和芯骨焊接的平臺(tái)，芯骨焊接時(shí)，所述把合管件與鋼板垂直設(shè)置，根據(jù)把合管件沿砂芯側(cè)向的分布位置，預(yù)先在鋼板上標(biāo)記各把合管件的垂直投影位置，并焊接固定厚度為15—20mm的用于垂直套接把合管件的凸塊，所述凸塊的外形尺寸與把合管件的內(nèi)腔壁尺寸相配，將每個(gè)砂芯的把合管件對(duì)應(yīng)的凸臺(tái)分別編制與步驟一的砂芯相同的編號(hào)；

第三步，按砂芯編號(hào)順序，逐一焊接各砂芯的芯骨支架，焊接每個(gè)芯骨支架時(shí)，先焊接固定與該編號(hào)砂芯對(duì)應(yīng)的各把合管件，并保證把合管件與鋼板平臺(tái)垂直，然后以把合管件為基準(zhǔn)焊接芯骨支架的其它管件；

第四步，芯骨支架焊接結(jié)束，校正芯骨支架各部件的相對(duì)位置，并保證把合管件與鋼板處于垂直狀態(tài)，然后拆焊各把合管件與鋼板上對(duì)應(yīng)凸塊的焊接部位，以卸開(kāi)焊好的芯骨支架。

第五步，重復(fù)步驟三和步驟四，直接將各編號(hào)砂芯的芯骨支架焊接完成。

本發(fā)明的芯骨支架焊接定位方法，以砂芯側(cè)面為定位基準(zhǔn)面，并采用平整度好的鋼板作為焊接的基準(zhǔn)平臺(tái)，在芯骨支架組裝焊接階段，為固定把合件的方向和位置，預(yù)先標(biāo)識(shí)把合件在基準(zhǔn)面內(nèi)的投影位置，在把合件的投影位置上設(shè)置用于固定把合件的凸臺(tái),以保證把合件焊接過(guò)程中的位置精度。另外，本發(fā)明中，通過(guò)在平臺(tái)上編號(hào)標(biāo)識(shí)各砂芯的把合件的位置，以實(shí)現(xiàn)用同一平臺(tái)完成一個(gè)鑄件中所有砂芯芯骨的焊接定位。

為適應(yīng)砂芯側(cè)立面不在同一平面需要，所述步驟三中，當(dāng)芯骨支架對(duì)應(yīng)的砂芯外側(cè)面為非同一平面時(shí)，所述把合管件相對(duì)砂芯外側(cè)面的一端固定連接有輔助段使把合管件外端面處于同一平面上，焊接把合管件時(shí)，該把管件通過(guò)輔助段端部與鋼板表面對(duì)應(yīng)的凸臺(tái)焊接固定；所述步驟四中卸開(kāi)焊好的芯骨支架后，切除相應(yīng)把合管件的輔助段。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述步驟二中的鋼板厚度大于5mm,平整度小于2mm。

作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述把合管件為方鋼管或圓鋼管。

附圖說(shuō)明

圖1為水輪機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為水輪機(jī)葉片的砂芯組芯示意圖。

圖3為鋼板平臺(tái)示意圖。

圖4為鋼板平臺(tái)上固定把合管件的示意圖。

圖5為鋼板平臺(tái)上以把合管件為參考繼續(xù)焊接芯骨支架的示意圖。

圖6為焊后的芯骨支架的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖2—圖6詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的水輪機(jī)葉片芯骨支架的焊接定位方法，如圖2所示，水輪機(jī)葉片的鑄件采用直立澆注的方式，該鑄件的砂型沿立面兩側(cè)分別設(shè)置前砂芯和后砂芯，前砂芯和后砂芯沿直立澆注的高度方向分層設(shè)置為上層砂芯5、中層芯砂6和下層砂芯7，相同層的前砂芯和后砂芯之間分別設(shè)置若干貫穿相應(yīng)砂芯的芯骨把合管件10，同層的芯骨把合管件10同軸對(duì)應(yīng)并通過(guò)把合螺桿拉緊，各砂芯的芯骨通過(guò)如下方法焊接定位：

第一步，將鑄件的各砂芯分別順序編號(hào)；

第二步，準(zhǔn)備一塊厚鋼板8用于砂芯型造和芯骨焊接的平臺(tái)，為保證平臺(tái)的平整度，該鋼板厚度一般選取大于5mm的碳鋼板，鋼板的平面度小于2mm；芯骨焊接時(shí)，將把合管件10與鋼板8垂直設(shè)置，為方便取材，把合管件可以采用方鋼管或圓鋼管；根據(jù)把合管件10沿砂芯側(cè)向的分布位置，預(yù)先在鋼板8上標(biāo)記各把合管件10的垂直投影位置，并焊接固定厚度為15—20mm的用于垂直套接把合管件的凸塊9，該凸塊9的外形尺寸與把合管件10的內(nèi)腔壁尺寸相配方形凸塊或圓形凸塊，將每個(gè)砂芯的把合管件10對(duì)應(yīng)的凸臺(tái)9分別編制與步驟一的砂芯相同的編號(hào)；

第三步，按砂芯編號(hào)順序，逐一焊接各砂芯的芯骨支架，焊接每個(gè)芯骨支架時(shí)，先焊接固定與該編號(hào)砂芯對(duì)應(yīng)的各把合管件10，如圖4所示，并保證把合管件10與鋼板8垂直，然后以把合管件10為參考基準(zhǔn)焊接芯骨支架11的其它管件；為適應(yīng)砂芯側(cè)立面（指相對(duì)澆注狀態(tài)時(shí)砂芯的外側(cè)立面）不在同一平面時(shí)把合管件10的長(zhǎng)度不能直延伸固定在鋼板平臺(tái)上，把合管件10相對(duì)砂芯外側(cè)面的一端固定連接有輔助段10A，該輔助段10A使各把合管件外端面在焊接時(shí)處于同一平面上以方便在鋼板平臺(tái)上的定位焊接，焊接把合管件10時(shí)，該把管件通過(guò)輔助段端部與鋼板表面對(duì)應(yīng)的凸臺(tái)焊接固定；所述步驟四中卸開(kāi)焊好的芯骨支架后，切除相應(yīng)把合管件的輔助段；

第四步，芯骨支架11焊接結(jié)束，校正芯骨支架11各部件的相對(duì)位置，并保證把合管件10與鋼板8處于垂直狀態(tài)，然后拆焊各把合管件與鋼板上對(duì)應(yīng)凸塊的焊接部位，以卸開(kāi)焊好的芯骨支架，再切除把合管件的輔助段10A，完成一個(gè)砂芯的芯骨支架11的焊接；

第五步，重復(fù)步驟三和步驟四，直接將各編號(hào)砂芯的芯骨支架焊接完成。

本發(fā)明的芯骨支架焊接定位方法，以砂芯側(cè)面為定位基準(zhǔn)面，并采用平整度好的鋼板作為焊接的基準(zhǔn)平臺(tái)，在芯骨支架11組裝焊接階段，為固定把合件的方向和位置，預(yù)先標(biāo)識(shí)把合件在基準(zhǔn)面內(nèi)的投影位置，在把合件的投影位置上設(shè)置用于固定把合件的凸臺(tái),以保證把合件焊接過(guò)程中的位置精度。另外，本發(fā)明中，通過(guò)在平臺(tái)上編號(hào)標(biāo)識(shí)各砂芯的把合件的位置，以實(shí)現(xiàn)用同一平臺(tái)完成一個(gè)鑄件中所有砂芯芯骨的焊接定位。