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

背景技術：

大型混流式水輪機葉片均為復雜的雕塑曲面結(jié)構(gòu)，如圖1所示，分為立面一1、立面二2、出水邊3和進水邊4，以某種水輪機葉片為例，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。現(xiàn)有技術中，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。由于澆注時兩塊砂芯豎直對接，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險，因此需提前在砂芯相對應的砂芯芯骨中焊接兩根對應的把合管件，用一根通長螺桿從管件中心穿過，將兩塊對應砂芯把合，以增強鑄件澆注時型腔的強度。

上述水輪機葉片鑄件豎直高度接近6000mm，如圖2所示，砂芯設置時至少需設計上中下3對把合砂芯，每對砂芯高度約2000mm，每對砂芯對接后尺寸為5000mm×2500mm×2500mm，在每對砂芯對應的芯骨中需設置若干對同軸對接的把合組件以增加砂芯對接強度，組芯澆注前用螺桿貫穿把合件以拉緊兩對應的砂芯。組芯造型時從最底層砂芯開始在把合方鋼內(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，重復以上步驟放置上兩層砂芯，造型完成。

實際生產(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提前焊接好各把合方鋼，且流砂對接時把合件對接后尺寸偏差不能超過一定的范圍，否則對接會發(fā)生錯位，導致螺桿無法貫通。而返工修復工作量大，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。此修復的工作量加大，延誤生產(chǎn)周期，且修補后的把合部位強度降低，澆注時漲箱風險加大。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中水輪機葉片組芯造型時芯骨把合件容易錯位的問題，提供一種水輪機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始將砂芯把合件相對芯骨支架準確定位，防止組芯把合時把合件發(fā)生錯位。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種水輪機葉片芯骨支架的焊接定位方法，所述水輪機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置若干層，相同層的前砂芯和后砂芯之間分別設置若干貫穿相應砂芯的芯骨把合管件，同層的芯骨把合管件同軸對應并通過把合螺桿拉緊，各砂芯的芯骨通過如下方法焊接定位：

第一步，將鑄件的各砂芯分別順序編號；

第二步，準備一塊厚鋼板用于砂芯型造和芯骨焊接的平臺，芯骨焊接時，所述把合管件與鋼板垂直設置，根據(jù)把合管件沿砂芯側(cè)向的分布位置，預先在鋼板上標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，將每個砂芯的把合管件對應的凸臺分別編制與步驟一的砂芯相同的編號；

第三步，按砂芯編號順序，逐一焊接各砂芯的芯骨支架，焊接每個芯骨支架時，先焊接固定與該編號砂芯對應的各把合管件，并保證把合管件與鋼板平臺垂直，然后以把合管件為基準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應凸塊的焊接部位，以卸開焊好的芯骨支架。

第五步，重復步驟三和步驟四，直接將各編號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)面為定位基準面，并采用平整度好的鋼板作為焊接的基準平臺，在芯骨支架組裝焊接階段，為固定把合件的方向和位置，預先標識把合件在基準面內(nèi)的投影位置，在把合件的投影位置上設置用于固定把合件的凸臺,以保證把合件焊接過程中的位置精度。另外，本發(fā)明中，通過在平臺上編號標識各砂芯的把合件的位置，以實現(xiàn)用同一平臺完成一個鑄件中所有砂芯芯骨的焊接定位。

為適應砂芯側(cè)立面不在同一平面需要，所述步驟三中，當芯骨支架對應的砂芯外側(cè)面為非同一平面時，所述把合管件相對砂芯外側(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，該把管件通過輔助段端部與鋼板表面對應的凸臺焊接固定；所述步驟四中卸開焊好的芯骨支架后，切除相應把合管件的輔助段。

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。

附圖說明

圖1為水輪機葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為水輪機葉片的砂芯組芯示意圖。

圖3為鋼板平臺示意圖。

圖4為鋼板平臺上固定把合管件的示意圖。

圖5為鋼板平臺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。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖2—圖6詳細說明本發(fā)明的水輪機葉片芯骨支架的焊接定位方法，如圖2所示，水輪機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置若干貫穿相應砂芯的芯骨把合管件10，同層的芯骨把合管件10同軸對應并通過把合螺桿拉緊，各砂芯的芯骨通過如下方法焊接定位：

第一步，將鑄件的各砂芯分別順序編號；

第二步，準備一塊厚鋼板8用于砂芯型造和芯骨焊接的平臺，為保證平臺的平整度，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，將把合管件10與鋼板8垂直設置，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，預先在鋼板8上標記各把合管件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，將每個砂芯的把合管件10對應的凸臺9分別編制與步驟一的砂芯相同的編號；

第三步，按砂芯編號順序，逐一焊接各砂芯的芯骨支架，焊接每個芯骨支架時，先焊接固定與該編號砂芯對應的各把合管件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為參考基準焊接芯骨支架11的其它管件；為適應砂芯側(cè)立面（指相對澆注狀態(tài)時砂芯的外側(cè)立面）不在同一平面時把合管件10的長度不能直延伸固定在鋼板平臺上，把合管件10相對砂芯外側(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處于同一平面上以方便在鋼板平臺上的定位焊接，焊接把合管件10時，該把管件通過輔助段端部與鋼板表面對應的凸臺焊接固定；所述步驟四中卸開焊好的芯骨支架后，切除相應把合管件的輔助段；

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應凸塊的焊接部位，以卸開焊好的芯骨支架，再切除把合管件的輔助段10A，完成一個砂芯的芯骨支架11的焊接；

第五步，重復步驟三和步驟四，直接將各編號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)面為定位基準面，并采用平整度好的鋼板作為焊接的基準平臺，在芯骨支架11組裝焊接階段，為固定把合件的方向和位置，預先標識把合件在基準面內(nèi)的投影位置，在把合件的投影位置上設置用于固定把合件的凸臺,以保證把合件焊接過程中的位置精度。另外，本發(fā)明中，通過在平臺上編號標識各砂芯的把合件的位置，以實現(xiàn)用同一平臺完成一個鑄件中所有砂芯芯骨的焊接定位。