CS256041B1

CS256041B1 - A method of welding a radial vane wheel, in particular a turbocharger

Info

Publication number: CS256041B1
Application number: CS858350A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Kroupa; Miroslav Stepanek; Milan Mizera
Original assignee: Vaclav Kroupa; Miroslav Stepanek; Milan Mizera
Priority date: 1985-11-19
Filing date: 1985-11-19
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS835085A1

Abstract

Řešením je způsob svařování radiálního lopatkového kola, zejména turbokompresoru, které sestává z nosného kotouče a kryoího kotouče, na niohž jsou obrobeny části oběžných lopatek. Spojovací svar je vytvořen ve střední části lopatek, jako jednostranný nebo oboustranná svar ve tvaru písmene I přetavením základního materiálu lopatek netavicí se elektrodou v ochranné atmosféře argonu.The solution is a method of welding a radial impeller, especially a turbocompressor, which consists of a support disk and a cooling disk, on which parts of the impeller blades are machined. The connecting weld is formed in the middle part of the blades, as a one-sided or two-sided I-shaped weld by remelting the base material of the blades with a non-consumable electrode in a protective argon atmosphere.

Description

Vynález se týká způsobu svařování radiálního lopatkového kola, zejména turbokompresoru, sestávajícího z nosného kotouče a z krycího kotouče, na nichž jsou obrobeny části oběžných lopatek, které po sestavení kola vytvářejí svarové plochy pro tupý svar.The invention relates to a method of welding a radial impeller, in particular a turbocompressor, consisting of a support disk and a cover disk, on which parts of the impeller blades are machined which, after assembly of the wheel, form weld surfaces for butt weld.

Až dosud jsou známé v podstatě tři různé způsoby svařování radiálního lopatkového kola* U prvního z nich se mezi nosný a krycí kotouč vloží lopatky, které se uvnitř kanálu přivaří k oběma kotoučům. U druhého známého způsobu se lopatky obrobí společně buá s krycím nebo nosným kotoučem, případně se k jednomu z nich přivaří. Po sestavení kola se spojovací svar vede z vnějšku přes drážky v jednom z kotoučů, lí třetího známého způsobu se části lopatek obrobí jak na nosném kotouči, tak i na krycím kotouči a spojovací svar se vede středem lopatky.To date, essentially three different methods of welding a radial impeller are known. In the first one, blades are inserted between the support and cover discs and are welded to the two discs within the channel. In a second known method, the blades are machined together with the cover or support disc, or welded to one of them. After assembly of the wheel, the joint weld is guided externally through grooves in one of the disks, except in a third known method, parts of the vanes are machined on both the support disk and the cover disk and the joint weld is guided through the center of the blade.

Způsob svařování podle vynálezu zdokonaluje třetí z uvedených známých způsobů svařování radiálního lopatkového kola, u kterého se části lopatek obrobí na nosném kotouči a svar se vede středem lopatky. Dosud se pro svařování v tomto případě používá bud technologie ručního obloukového svařování, nebo technologie svařování svazkem elektronů.The welding method according to the invention improves on the third known known method of welding a radial vane wheel, in which parts of the vanes are machined on a support disk and the weld is guided through the center of the vane. Until now, either manual arc welding or electron beam welding has been used in this case.

Hlavní nevýhody první technologie ručního obloukového svařování radiálního lopatkového kola, kterouThe main disadvantages of the first technology of manual arc welding of the radial impeller, which

256 041 se vyrábí většina radiálních lopatkových kol, spočívají v tom, že vzhledem k obtížné přístupnosti do kanálu vznikají ve svarech vady, které se musí velice obtížně opravovat. Svary mají z hlediska proudění a namáhání nevhodný tvar a musí se obtížně v kanálu kola přebrušovat. Technologie ručního obloukového svařování neumožňuje svařovat kola s nejužšími kanály a není ji možno mechanizovat· Hlavní nevýhody druhé technologie svařování radiálního lopatkového kola, to je svařování svazkem elektronů, sice nedostatky ručního obloukového svařování odstraňuje, ale zároveň přináší problémy nové· Především je to poměrně vysoká cena zařízení. Dále je omezena velikost kola rozměry vakuové komory. Jednotlivé části kola musí být pečlivě odmagnetovány tak, aby nedocházelo k vychylování svazku elektronů z osy svaru. Kola s výstupním úhlem lopatek blízkým k 90° lze tímto způsobem svařovat velice obtížně.256 041, the majority of radial impeller wheels are manufactured, due to the fact that, due to the difficulty of accessing the channel, the welds create defects which have to be very difficult to repair. Welds are unsuitable in terms of flow and stress and must be difficult to grind in the wheel channel. Hand-arc welding technology does not allow narrow-channel welding and cannot be mechanized · Major drawbacks of the second radial vane welding technology, that is electron beam welding, eliminates the shortcomings of hand-arc welding but also brings new problems. equipment. Further, the wheel size is limited by the dimensions of the vacuum chamber. The individual parts of the wheel must be carefully demagnetized so that the electron beam is not deflected from the weld axis. Wheels with an outlet blade angle close to 90 ° are very difficult to weld in this way.

Vynález si klade za úkol podstatně omezit výše uvedené nedostatky obou známých technologii svařování pro způsob svařování radiálního lopatkového kola, u kterého se části lopatek obrobí jak na nosném kotouči, tak i na krycím kotouči a spojovací svar se vede středem lopatky.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to substantially reduce the aforementioned drawbacks of the two known welding technologies for the radial vane wheel welding process, in which portions of the blades are machined on both the support disk and the cover disk.

Podstata způsobu svařování radiálního lopatkového kola, zejména turbokompresoru, u kterého se části lopatek obrobí jak na nosném kotouči, tak i na krycím kotouči, spočívá podle vynálezu v tom, že spojovací svar obou částí oběžné lopatky se provede ve střední části lopatky přetavením základního materiálu lopatek svařováním netavící se elektrodou v ochranné atmosféře argonu.According to the invention, the method of welding a radial impeller, in particular a turbocompressor, in which parts of the blades are machined both on the support disk and on the cover disk, is that the connecting weld of the two parts of the impeller is by welding a non-consumable electrode in a protective argon atmosphere.

Hlavní výhody způsobu podle vynálezu spočívají v tom, že celý proces je možno poměrně jednoduše mechanizovat, ve svarech vzniká podstatně méně vad, a tím výrazně klesají náklady na opravy. Povrch svaru je plochýThe main advantages of the process according to the invention are that the entire process is relatively simple to mechanize, significantly fewer defects occur in the welds and thus the repair costs are significantly reduced. The weld surface is flat

236 041 bezvrubý, a není ho proto třeba po svaření nijak dodatečně upravovat* Je možno svařovat kola do minimální Šířky kanálu 8 mm a s libovolným výstupním úhlem lopatek. Cena zařízení pro provádění způsobu je podstatně nižší než cena zařízení pro svařování svazkem elektronů. Lze tedy konstatovat,* že způsob svařování podle vynálezu umožňuje mechanizaci procesu a proti stávající technologii ručního obloukového svařování zabezpečuje vysokou kvalitu svarového spoje, s praktickým vyloučením jeho dodatečných mechanických úprav z hlediska aerodynamiky a namáhání. Cena zařízení pro svařování tímto způsobem je nižší než zařízení pro svařování svazkem elektronů, přičemž výstupní úhel lopatek není pro tento způsob svařování limitujícím faktorem.236 041 toothless and therefore does not require any after-treatment after welding * Wheels can be welded to a minimum channel width of 8 mm and with any blade outlet angle. The cost of the apparatus for carrying out the method is substantially lower than the cost of the electron beam welding apparatus. It can therefore be stated that the welding method according to the invention allows the process to be mechanized and, in comparison with the existing manual arc welding technology, ensures a high quality weld joint, with the practical exclusion of its additional mechanical modifications in terms of aerodynamics and stress. The cost of welding equipment in this manner is lower than that of electron beam welding, and the exit angle of the blades is not a limiting factor for this welding method.

Způsob podle vynálezu je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí.The method according to the invention is explained in more detail below by way of example with reference to the drawing.

Na obr. 1 je schematicky znázorněna polovina lopatkového kola v radiálním řezu, obr. 2 představuje příčný řez lopatkou v rovině podle čáry A - A z obr. 1.Fig. 1 is a schematic representation of a half of the impeller in radial section; Fig. 2 is a cross-section of the vane in a plane along line A-A in Fig. 1.

Jedna část 3 lopatky je vytvořena, s výhodou vyfrézováním, na nosném kotouči ,1, zatímco druhá část 4 lopatky je vytvořena na krycím kotouči 2 radiálního lopatkového kola turbokompresoru. Po sestavení obou částí kola se mezi oběma částmi 3, 4 lopatek vytvoří svarová plocha, která se spojí z obou Stran svary 5, čímž v podstatě vznikne svar ve tvaru písmene 1. Spojovací svar 5 se vytvoří přetavením základního materiálu svařováním netavící se elektrodou v ochranné atmosféře argonu®One blade part 3 is formed, preferably by milling, on the support disk 1, while the other blade part 4 is formed on the cover disk 2 of the radial impeller of the turbocharger. After assembly of the two parts of the wheel, a weld surface is formed between the two blade parts 3, 4, which is joined from both sides by the welds 5, thereby essentially forming a W-shaped weld. argon® atmosphere

Svar 5 může být vytvořen buá jednostranný nebo protilehle oboustranně. Pokud se provádí svar 5i jako protilehlý oboustranný svar, to je ve tvaru písmene I, jeThe weld 5 may be formed either on one side or opposite on both sides. If the weld 5i is performed as an opposed two-sided weld, i.e., I-shaped, it is

256 041 výhodné, aby se protilehlé spojovací svary E> částečně překrývaly. Svařování se provádí proudem 70 až 210 A s predehřevem, jehož teplota je dána použitým základním materiálem*a tloušlkou lopatky a pohybuje se od 20 do 350°C.256 041, it is preferable that the opposed connecting welds E> partially overlap. The welding is carried out with a current of 70 to 210 A with preheating, the temperature of which is given by the base material used * and the thickness of the blade and ranges from 20 to 350 ° C.

Claims

A method of welding a radial impeller, in particular a turbo-compressor, consisting of a support disk and a cover disk, on which parts of the impeller are machined, which form the butt weld seams after assembly of the impeller, in the central part of the blade by remelting the base material of the blades by welding with a non-consumable electrode in a protective argon atmosphere.

2. A method of welding a radial impeller according to claim 1, characterized in that the joint weld is performed opposite each other on both sides of the weld surfaces.

3. A method of welding a radial impeller according to claim 2, wherein the opposed connecting welds are partially overlapped.

4. The method of welding a radial impeller according to claim 1, wherein the connecting weld is carried out with a welding current of 70 to 210 A.

5. A method of welding a radial impeller according to claim 1, characterized in that the two parts of the impeller are preheated to a temperature of at least in the region of the weld.

20 DEG-350 DEG.

6. The method of welding a radial impeller according to claim 1, wherein the weld is welded at speeds of 1 to 5 mm / s.