一种不锈钢水轮机用堆焊药芯焊丝的研制.pdfVIP

里! ! 垫g! ! ! 坠呈坐些型丝』些』坠竺坠———————————————————堡丝丝堕垫坠：』垒 文章编号 ：1002—025X(2013) 09—0059-05 一种不锈钢水轮机用堆焊药芯焊丝的研制 王 磊1，李 伟1一，王士山1一，王学东1, 2 卢兰志1，2 ( 1 ．北京金威焊材有限公司，北京1022 06；2．中冶建筑研究总院有 限公司，北京10 0088) 摘要：研制了一种适合焊接 Cr l 3Ni 5Mo型马氏体不锈钢水轮机的E4l ONi Mo堆焊 用药芯焊丝。该焊丝熔敷金属化学成分与母材的相近 ， 且具有 良好的耐含沙水流冲蚀性能和焊接性能。采用金相显微镜观察了母材与各熔敷金属组织并测量硬度，用水砂冲蚀磨损试验机对 比研究了母材 、E4 10Ni Mo药芯焊丝熔敷金属和其他焊接方法熔敷金属的耐冲蚀性能，并通过 扫描电镜分析其耐冲蚀机理 。最后，利 用MLS一225型湿式橡胶轮磨粒磨损试验 机研究上述材料耐磨粒磨损性能，并通过SEM扫描电镜进行形貌和机理分 析。 关键词：水轮机；E4 10Ni Mo 药芯焊丝：磨粒磨损；冲蚀 中图分类号：TG422 ．3 文献标志码：B 焊缝的塑性和韧性。焊接材料 中通常会添加少量的 0前言 Mo，Ti ，A1等合金元素 ，且需配合特定的工艺措施 ， 水轮机作为水 电站的核心设备。其转轮可采用 从而得到较好的焊接修复效果胂 。因此．研发一种 碳钢或不锈钢制作 。从1960年代初至今，我国在不 适合Cr l 3Ni 5Mo型马 氏体不锈钢的E4 10Ni Mo堆焊 同水域使用的具有代表性的水轮机过流部件材料有 用药芯焊丝，使之成分与母材相近，具有 良好的焊 普通碳素钢( 如45钢) 、低合金钢( 如20Si Mn) 、奥 接性能，并且熔敷金属具有良好的耐含沙水流冲蚀 氏体不锈钢( 如1Cr l 8Ni 9Ti ) 和马 氏体不锈钢( 如 的性能，具有较大的市场价值和科研意义。 0Cr l 3Ni 5Mo) E1 ‘3 。但从耐气蚀、耐泥沙磨损和抗断裂 性能上考虑，不锈钢优于碳钢，特别是Cr l 3Ni 5马 1 E4 10Ni Mo堆焊用药芯焊丝配方设计 氏体不锈钢效果最好 ．因此，近年来有采用 E410Ni Mo药芯焊丝所用钢带为ER430钢带．根 Cr l 3Ni 5Mo马氏体不锈钢为转轮母材的趋势[ 4 。 据生产线的需求选用钢带的尺寸为10 mi nx0 ．4 mm， 针对水轮机的修复，焊接是一种重要方法． 目 其化学成分见表1。 前其常用的修复Cr l 3Ni 5Mo马氏体不锈钢水轮机的 衰l E R430钢 带化学成分( 质量分数) ( ％ C Cr Ni Si Mn 焊材有焊条、堆焊焊带和药芯焊丝等。其中，药芯 ≤0 ．12 16～ 18 ≤O．6 ≤O．7 5 ≤l 焊丝具有调整方便、焊接效率高、熔合 比低和焊接 S P Cu C Cr 变形小等特点，可 以满足水轮机焊接的需要 。并且 ≤0 ．030 ≤0 ．04 ≤O、5 ≤0． 12 16～ 18 该种方法的焊接成本相对较低 。同时对于Cr l 3型马 E4 10Ni Mo药芯焊丝的药粉主要有矿石粉和金属 氏体不锈钢来说，焊后即使是空冷也会由高温状态