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铸铁汽轮机隔板的焊条电弧冷焊修复工艺*N/O*E&I)R-K1r$S9I)P6^4HM5y(P'x一、缺陷情况及生成分析1．.u8]K-c$h7r0`o8f0Z即墨市热电厂4#汽轮发电机是一台1.2万千瓦的小型抽凝式汽轮发电机，由于运行过程中发生轴向位移，导致末极叶轮与末级隔板相互磨擦，因磨擦产生高热（根据开缸后经验目测，当时的温度以达到红热状态）导致隔板受热膨胀，由于受汽缸体的束缚而不能自由膨胀，而产生很大的压缩应力，停机后温度恢复，又产生收缩应力，致使隔板的铸铁部沿磨擦面被拉裂（没裂透），上隔板10条裂纹，下隔板9条裂纹，裂纹长度120—140mm不等，深度20——30mm不等，宽度1——1.5mm。2．裂纹情况如图10E.A.C1t$h:y;`;DFC3K+J*wi:\.c5wj7A5e%y3u下隔板裂纹情况跟上隔板一样%T'm'y7X5t;v0|)T二、修复方案选择2.1本铸铁隔板材料为HT200，其化学成分见表1，力学性能见表2表1+R%I+v(B8[+c#Z;FHT200化学成分﹪CSi8]O6o9_8d(\*eMn&X1m#Y'Z+\/I&}P!i0{#n(K,q.`4J/GS~+C$s!u6d6q2n&E*{!^*v0p2.7_—3.5&u#x7I,t8a.C6_8}1—2.70.5—1.21h'K+P4`8B,n＜0.3!_;r(K7p,U6^0p＜0.15+~#r0\6h.U表2'w7Y-\'m&k;}1?(nHT200力学性能抗拉强度!w:_:|i4F%h.n,nn抗弯强度硬度HB延伸率冲击值%]5U,v3v5}2r-n200Mpa400Mpa6M4B7V+J*?170—2009n!y6]2QN)I5n＜0．5﹪＜64J0D4KY+Z4F8B2.2铸铁的可焊性分析*l6U4V4M*m7i由于铸铁的固有性质及冶金特点，给焊条电弧焊带来了极大困难。1）-c:qU0v1T)J+H铸铁中的碳大部分以片状石墨形式存在，对基体具有较强的削弱作用，使铸铁的强度降低，塑性也很差，由于焊接过程中接头的冷却速度很快，导致石墨化过程不能充分进行，致半熔化区，甚至焊缝中的碳常以化合状态存在，即形成白口及淬硬组织,由于这些白口及淬硬组织的存在,将使焊缝产生裂纹并降低可加工性。4|6z*~:W.\&R.v+a2）2m$t*j8a.L1f:Y当采用镍基焊接材料焊接铸铁时，由于铸铁中含S、P等杂质高，镍与硫形成化合物Ni3S2Ni-Ni3S2的共晶温度很低（644℃）Ni与P生成Ni3P,而Ni-Ni3P的共晶温度也较低（880℃）均易形成低熔点共晶物，因此铸铁焊接时易产生热裂纹。3）8{8W,B$E2L&D-g/}铸铁组成成分中，碳的含量高，在焊接过程中部分碳被气化，容易产生气孔。.nT&r2t3EZ!_!E4h4）P&J&N.M7~铸铁在焊接时，熔化的液态金属流动性很差，严重妨碍焊接时的熔合，熔池中溶渣和有害气体难以逸出，会在焊缝中产生缺陷。5）实践表明，焊接电流一定时，焊缝含镍量越高，半熔化区白口层越小，接头的加工性能也越好。用纯镍焊条，小电流密度，不预热工件补焊铸铁时，半熔化区白口层宽度约为0.05-0.1mm,并呈断续状分布，焊缝强度与铸铁接近，但塑性好，所以有利于切削加工和有较好的抗裂性能。,K4O.o6d3i8J2.3焊接方法的选择铸铁焊条电弧焊可选用热焊和冷焊两种方法，热焊是指将工件加热到600-700℃后进行焊接，焊接过程保持此温度，焊后在炉中缓冷的焊接方法称为热焊。由于该工件要求精度高，热焊变形大，故采用电弧冷焊法修复。冷焊是指不用加热工件，严格控制层间温度，小的线能量进行焊接的方法。(未完待续)2.4焊接材料的选择灰口铸铁的可焊性较差，而本隔板价格较高（约为12万元），为保证焊接质量，采用纯镍焊条Z308进行焊接，选用￠2.5、￠3.2两种规格。Z308焊条的力学性能见表3。表3Z308焊条的力学性能焊缝金属抗拉强度.d0e(X9Q,f0@对接强度2q(q:k7D*O3\&j焊缝硬度HB热影响区硬度HB＞245N/mm2147-196N/mm2#d9V0h2D8T(`$}J6V130-170＜250%r/u,B/Y#Dd)}&u3gC7j5X9z,O!}3焊接}5Lvb7l*n0e3.1裂纹处焊前准备为减少焊缝中母材的熔合比，用角向磨光机对裂纹处开U形坡口。修磨时要求彻底清除所有裂纹，坡口边缘平缓过度，坡口两边表面各10mm打磨出金属光泽，裂纹两端钻￠10mm止裂孔，深30mm.3.2焊接在半熔化区中，由于该区冷却速度很快，在共析温度区间可能出现奥式体转变成马式体的过程。马式体是铸铁焊补过程中出现裂纹的区域。如果环境温度过低，应选用适当的预热来减慢该区冷却速度，以防止马氏体的产生，而且预热也能减少白口的出现，预热温度可选用40℃—50℃，因该工件焊接时环境温度为38℃，所以不考虑再给工件加热，但不能有穿堂风，以利保温。3.3焊接顺序.d#v9~;~(j!P5x#`*a3q5S采用分散焊，所有裂纹先焊完第一层，再焊所有裂纹的第二层，直至焊完。这样焊缝不至于局部过热和有利于温度的平均分布，使焊接的变形尽可能减少。)g#K%M?'v8q4w4f3.3.1焊前将焊条烘培到150℃，保温一小时，烘干后放入保温桶中保温，随用随取。3.3.28h6y1f1fX焊接时采用短道、快速、不摆焊条、断续焊法，每段长度30——40mm。%K!b'G9L/B-g,k6Q;p3.3.39\7Y.G?%G7N第一层和第二层采用尽可能小的焊接电流，以减小焊接热输入和与母材的熔合比，因此焊缝用￠2.5mm焊条焊接，并有利湿润。每焊完一段后，立即用纯头小锤由焊缝中间向两侧锤击焊道，以释放焊接应力，锤击频率2——3HZ力量由重逐渐到轻，整个焊道都要锤遍。3.3.4严格控制层间温度，每焊完一道必须冷却到60℃以下，方可继续下一道焊接。3.3.5)Q6u-O6j,rI9W7l4A:i0@清除熔渣后，用放大镜观察有无裂纹，如无裂纹再继续下一道焊接。0o5T1Q-Q'M5J:T9D7X4焊后检查9b(`0~-v&k1b4X%X6u)m.M&q工件焊完后，用角向磨光机将焊缝表面打磨至工件原基准面，用放大镜观察，无裂纹。5结论5r:e3u#X%x*f;~此工件焊后装机投入运行后已有一年余，无异常，说明对此类铸件采用焊条电弧冷焊修复，只要正确的选用焊接材料，配合合理的焊接工艺施焊，就能保证工件的修复成功。