При создании сварных - диафрагм турбины К-1200-240-3 было спроектировано и внедрено только в сборочно-сварочном цикле изготовления более 200 единиц технологического оснащения. Значительную роль в отработке конструкции, технологии и освоении производства сыграло изготовление диафрагм для экспериментальной натурной турбины ЭТПН-2, что позволило сократить цикл основного производства диафрагм в 2 раза.
Необходимо отметить особую роль сварочного производства в изготовлении турбины К-1200-240-3. Удельный вес сварных конструкций к общему весу турбины составил 75% по сравнению с 52% для серийно выпускаемых турбин. Одной из значительных проблем, решенных в процессе производства турбины, было создание сварных роторов низкого давления. В этой работе приняли участие ведущие институты страны: НПО ЦНИИТмаш, ИЭС имени Е. О. Патона АН УССР, НПО ЦКТИ имени И. И. Ползунова, ВПТИтяжмаш, а также ПО «Ижорский завод» имени А. А. Жданова и ПО турбостроения «Харьковский турбинный завод» имени С. М. Кирова.
Впервые в своей практике завод отказался от традиционно применяемой и технологически освоенной конструкции ротора низкого давления с насадными дисками. При использовании лопаток длиной 1200 мм, даже изготовленных из титанового сплава, уровень напряжений в таких дисках достигает своей предельной величины для освоенных марок стали. В результате этого потребовалась разработка сварной конструкции ротора с коваными дисками без центральных отверстий. Сложность задачи заключалась в существовании более высокого уровня напряжений в роторах турбины К-1200-240-3, определяемых крупными габаритами ротора и высокой частотой его вращения. К - материалу исходных заготовок сварного ротора предъявлялись требования достаточной прочности в сочетании с повышенной пластичностью, высокой сопротивляемости хрупкому разрушению и хорошей свариваемости. В результате научно-исследовательских работ, выполненных НПО ЦНИИТмаш и ПО «Ижорский завод» имени А. А. Жданова, разработана новая марка стали, которая обладает высокими механическими и хорошими технологическими свойствами. Для обеспечения высокого качества металла и необходимого уровня всего комплекса требуемых свойств использован метод электрошлакового переплава, разработана принципиальная технология сборки и сварки роторов, методы контроля выполнения сварных швов и режимы термической обработки сварной заготовки. Обобщение результатов испытаний - опытных и штатных поковок, исследование конструктивной прочности элементов сварного ротора, анализ надежности сварного соединения с учетом сопротивляемости развитию трещин, а также расчеты, выполненные методом конечных элементов по программе КИСИ на БЭСМ-6, показали достаточный уровень запасов прочности, надежности выбранной конструкции и примененной марки стали.
Для сборки и сварки роторов специалистами НПО ЦНИИТмаш и ВПТИтяжмаш было спроектировано сложное нестандартное оборудование: стенд для наплавки мягкой прослойки на дисках и хвостовиках роторов, стенд для общей сборки и сварки и портальная установка. В изготовлении этого оборудования, кроме ПО турбостроения «Ленинградский, металлический завод», приняли участие ПО турбостроения «Харьковский турбинный завод» имени С. М. Кирова и опытные заводы НПО ЦНИИТмаш и НПО ЦКТИ имени И. И. Ползунова. Оборудование для автоматической аргонодуговой сварки и сварки под слоем флюса, необходимые нагревательные устройства спроектированы и изготовлены НПО ЦНИИТмаш и ИЭС имени Е. О. Патона АН УССР.
Заключительным этапом всего комплекса работ по освоению технологии изготовления сварных роторов явилась сборка и сварка натурной модели. Качественное выполнение сварочных работ обеспечивалось следующими контрольными операциями: широким использованием ультразвуковой дефектоскопии; радиометрическим контролем и гамма-просвечиванием, визуальным осмотром наружного формирования шва и, частично, внутреннего проплавления, кромок корневой части сварного соединения; автоматической записью и анализом всех параметров аргонодуговой сварки; травлением наружных поверхностей сварных швов и мягкой наплавкой.
Разработанная методика метрологических измерений при сборке ротора и контроль его искривления в процессе сварки позволили свести к минимуму остаточные деформации. Выполнение всех сварочных работ и токарной обработки роторов, масса которых в заготовке составляла свыше 80 т, осуществлено на ХТЗ имени С. М. Кирова при непосредственном участии специалистов ПО турбостроения «Ленинградский металлический завод», НПО ЦНИИТмаш и ИЭС имени Е. О. Патона АН УССР.
