汽轮机堆焊工艺.docx

汽轮机堆焊工艺 汽轮机堆焊工艺 堆焊的特点与用途 汽轮机零部件表面的堆焊，主要是为了是焊件表面获得具有特殊性能的金属层，以满足工作要求。例如阀座、阀头的耐磨堆焊，调节阀阀座的耐磨堆焊，汽缸防缝隙腐蚀堆焊、进汽插管堆焊以及转子轴颈堆焊等。使其达到延长使用寿命和节约用材。堆焊作为汽轮机焊接技术中的主要组成部分，随着技术发展，焊接方法趋于先进，焊接材料更加合理，充分发挥出堆焊的优越性，使应用范围更加广泛。 在焊接表面堆焊特殊性能的金属，充分发挥堆焊覆层的作用，达到，耐磨、耐磨、耐蚀以提高使用寿命。避免使用整体特殊材料制作， 即节约了贵重材料又节省了加工工时，同时满足了机组使用要求，具有很大的经济效果。 根据汽轮机零部件的使用要求，堆焊的主要用途是为了提高耐磨性，耐高温性能，耐蚀性和耐冲击性。 阀门、阀座堆焊方法的选择 堆焊技术的应用，主要掌握的是正确、合理的选用堆焊材料和堆焊方法。为此，必须了解被堆焊零部件的材质，工作条件和对堆焊层的使用要求，在选定堆焊材料之后确定适宜的堆焊方法及堆焊工艺， 解决堆焊中出现的技术问题。 目前广泛采用的堆焊方法有氧—乙炔堆焊、焊条电弧焊、埋弧焊、氩弧焊和等离子弧堆焊。 堆焊方法选择的依据是堆焊金属稀释率小，熔敷速度快，生产率高，综合成本低，劳动条件好。 结合生产实际情况，我公司生产中阀门堆焊司太立合金分别采用过氧—乙炔气焊、焊条电弧焊、氩弧焊、Cr12 钢堆焊采用埋弧焊。 氧—乙炔火焰堆焊司太立合金 氧—乙炔火焰堆焊设备简单，使用方便，火焰能率较低，熔深浅， 母材熔化量少，稀释率低，焊缝质量高；但是生产率低，劳动条件差， 要求操作技术高，难度大，对于堆焊司太立合金是一种传统的成功方法。它和普通的气焊法完全不同，首先必须按焊件厚度选择焊炬和焊嘴，保证熔化温度和速度适宜，同时，火焰性质是重要因素，直接影响着操作和熔敷金属。司太立合金堆焊的火焰是所谓的“3 倍乙炔过剩焰”（3 倍还原焰），见示意图 1. e3e焰心 内焰（还原焰） e 3e 这种碳化焰，温度较低，对堆焊金属和工件加热和冷却较缓和，利于避免裂纹产生，同时火焰保护气氛良好，堆焊金属中的碳和合金元素烧损最少，同时还使工件表面渗碳。但对不锈钢零件的堆焊宜采用“2—2.5 倍乙炔过剩焰”，以防止不锈钢基体因火焰渗碳而降低抗腐蚀性能。 氩弧焊堆焊司太立合金 氩弧焊方法中目前应用较多的是钨极氩弧焊，由于氩气的保护堆焊过程中基体金属和焊丝中的合金元素不易氧化烧损，同时，可使熔点不同或熔点相差的不同金属熔焊在一起，而且避免了焊层中气孔等缺陷，使焊缝质量得到保证，适合于特殊材料的堆焊。与氧—乙炔堆焊相比，钨极氩弧焊具有操作简单，质量好，生产率高，劳动条件好等优点，尤其是没有渗碳现象，更适合要求耐腐蚀的奥氏体不锈钢基体的堆焊。但是在堆焊熔敷过程中，在第一层的操作时，不要使电弧直接对着基体金属，使电弧产生在焊丝和钨极之间，尽量减小基体金属的溶深。为了保证堆焊金属的性能，一般要求堆焊 2～3 层。 堆焊金属的选择 堆焊金属选择的原则是满足零部件工作条件下使用性能要求，具有良好的焊接和经济性。 作为汽轮机制造行业，零部件的表面堆焊都长期工作在高温工况下，因此，堆焊金属不但具有耐磨性，而且要具有耐高温性能，我公司使用的司太立合金(Co-Cr-W)堆焊金属具有耐磨、耐腐蚀、耐热等性能，尤其是在高温下硬度降低较少(俗称红硬性)的特性，更适宜汽轮机、船机的各种类型高温阀门的堆焊。 司太立合金系列包括许多牌号，因其用途不同而化学成分有所变化。几种常用牌号合金的化学成分和性能见表 1 和表 2。 表 1 司太立合金的化学成分和硬度 合金牌号 合金牌号 化学成分 平均硬度 适用堆焊方法硬度HRc Co Ni Cr W Mo Fe C HRc 氧-乙炔 焊条 TIG Satellite No1 基 ≤3 30 12 — ≤3 2.5 52 54 46 无数据 Satellite No6 基 ≤3 28 4 — ≤3 1 42 44 37 39 Satellite No12 基 ≤3 29 8 — ≤3 1.4 47 47 40 无数据 Satellite No21 基 ≤2.5 27 — 5 ≤2 0.25 26 — 33 25 Satellite No32 基 ≤2.2 26 12 — ≤2 1.8 43 44 — 40 表 2 司太立合金物理、力学性能 合金牌号 物理性能 力学性能 比重 熔点 比热 热膨胀系数 常温抗拉强 常温抗压强 硬度常温 g/cm2 ℃ Cal/g. ℃ (20℃～600℃)×106/℃ 度 Kg/mm2 度 Kg/mm2 HRC Satellite No1 8.49 1215 Satellite No6 8.42 1260 ～ 1357 Satell