堆焊修复应用

中国农业科学院表面技术研究所王瑞军黄晓鸥电力工业作为国民经济的基础产业,一直是国家发展的重点对象。过去的二十年是中国电力发展史上发展最快、成就最大的二十年。截至1998年末,我国电力装机容量达到277,289 MW,年发电量达到11576亿千瓦时。中国有68座大型火电厂(装机容量超过1000 MW)[1]。

随着电厂数量的增加,单机容量和参数的不断提高,机组的维护和检修变得越来越复杂和重要。发电机转子作为汽轮发电机组的心脏部件,运转精度高,运转速度快,制造成本高。一旦损坏,将直接导致整个单位的衰落甚至瘫痪。曾采用热喷涂、氩弧焊、贴片机、电刷镀等工艺进行修复[2],但修复后的实际效果并不理想。

本文采用中国农业科学院表面工程技术研究所研制生产的DZ-1400电火花堆焊设备,对发电机转子密封段磨损轴径进行修复,取得了满意的效果和成功的经验。截至目前,已修复近20根磨损的转子轴径,其中修复后最长运行时间超过两年半。实践证明,电火花堆焊技术在电站部件修复中发挥了重要作用,产生了巨大的经济效益和社会效益。3.1样品的制备

50mm10mm根据转子轴径常用材料,选择35CrMoA作为试样基体材料,堆焊焊条采用尺寸为25mm6.0mm的Inconel高合金焊条。化学成分如表2所示。

13.堆焊焊条材料的选择以工厂要求为准:堆焊层硬度与基体一致,具有自润滑、自抛光、抗气蚀和高合金含量。

车削法、电刷镀、修补法、电火花堆焊和1。加工精度高。

1.适合现场处理。

成本低。

3.保证原设计尺寸。

1.适合现场处理。

4.效率高。

1.现场施工

周期短。

3.确保原始尺寸。

4.粘合强度高。

⒌最小残余应力⒈轴径缩减。

4.需要重新配瓷砖,零件互换性差。

[13]周期长,成本高,现场处理难度大。

1.粘合强度低。

涂层厚度是有限的。

3.铜镀层耐磨性差,易形成电偶腐蚀。

1.贴片的层间孔隙率高。

2.粘合强度低-效率低

表2堆焊焊条的成分

镍铬铁钼锰硅其他

70 14 4.5 - 7.8 0.5巴

[13] 2测试分析

用砂纸和铜丝刷去除样品表面的氧化物,然后用丙酮溶液清洗样品表面的油污。用电火花堆焊机的接地线紧固试样基体,在试样表面堆焊,堆焊厚度为65438±0mm

3000),可知:‘电火花堆焊后,用线切割方法获得堆焊层的横截面,并制备金相试样。图5是堆焊层横截面的金相照片(

(1)堆焊层无气孔、氧化夹渣和裂纹等焊接缺陷。

⑵堆焊层和母材过渡层晶粒细小,无长大倾向。

⑶堆焊层显微组织为极细小的柱状晶组织,证明堆焊层具有良好的耐蚀性和耐磨性。

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基体的显微硬度测量表明,堆焊层和热影响区的平均硬度为HV220,与基体硬度非常接近。剧院影响区Tm。这不仅证明了电火花堆焊可以获得与母材冶金结合良好的堆焊层,而且说明堆焊热影响区极窄,焊接残余应力可以忽略。图6显示了堆焊层。图5显示了堆焊层中Ni和Cr元素的能谱分析。经测量,电火花堆焊热影响区厚度仅为10。

3.结果

m),堆焊层硬度与基体硬度一致。上述分析结果满足电站对电机转子轴径修复的要求。图7和图8显示了修复后的发电机转子轴直径。m试验表明,Inconel合金采用电火花堆焊工艺进行堆焊,堆焊层与母材呈冶金结合,无焊接缺陷。焊后热影响区极窄(堆焊层达到1mm时,热影响区仅为0.01 ⒈电火花堆焊层与母材为冶金结合,所以堆焊热影响区极窄,残余应力可以忽略不计。

4.利用电火花堆焊技术修复电厂关键部件的损伤,可在线操作,工艺简单。补焊后加工量小,减少停机时间。

13.电火花堆焊技术在电厂中具有广阔的应用前景,蕴含着巨大的经济效益和社会效益。

参考

[1]电力可靠性管理中心,全国大型机组手册[M],1998,4

[2]电站焊接技术展望[C],中国电机工程学会成立60周年学术报告论文集

[3]Williams A,D,Humphries J.L .第15届国际热喷涂会议(1998年,ITSC)论文选集