馬氏體不銹鋼轉(zhuǎn)輪焊接工藝

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1、萬方數(shù)據(jù)里!!!墮墨!!塵121竺旦∑竺!：!!墮!：!叢璺!：三Q塑：三莖量塹墊查：壟文章編號：1002-025X(2009)03-0025-03馬氏體不銹鋼轉(zhuǎn)輪焊接工藝陳松(浙江富春江水電設(shè)備股份有限公司，浙江杭州311504)摘要：著重論述了本公司在制造酉酬水電站混流式水輪機轉(zhuǎn)輪過程中的焊接工藝。通過研究、實踐，確定轉(zhuǎn)輪的最佳制造工藝及馬氏體不銹鋼材料的焊接方法。為今后混流式轉(zhuǎn)輪的制作度同種材質(zhì)材料的焊接積累了經(jīng)驗。關(guān)鍵詞：酉酬水電站；混流武水輪機；轉(zhuǎn)輪；馬氏體不銹鋼；焊接中圖分類號：嗍7文獻標志碼：

2、B1酉酬水電站水輪機情況概述混流式水輪機是世界上使用最廣泛的一種水輪機，由美國工程師弗朗西斯于1849年發(fā)明，故又稱弗朗西斯水軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機?；炝魇剿啓C適用的水頭范圍很大，為5-700111，混流式的轉(zhuǎn)輪一般用低碳鋼或低合金鋼鑄件?；蛘卟捎描T焊結(jié)構(gòu)。為提高耐汽蝕和抗泥沙磨損性能．可在易汽蝕部位堆焊不銹鋼，或采用不銹鋼葉片。有時也可整個轉(zhuǎn)輪采用不銹鋼。采用鑄焊結(jié)構(gòu)能降低成本，并使流道尺寸更精確，流道表面更光滑，有利于提高水輪機的效率，還可以分別用不同材料制造葉片、上冠和下環(huán)。重慶酉水酉酬水電站選用立軸混流

3、式水輪發(fā)電機組，裝機2臺，總?cè)萘?20MW。單機水輪機額定功率為61．86MW。水輪機最大水頭48．10nl，額定水頭43．00m，最小水頭36．63in，額定流量156．9m3／s，額定轉(zhuǎn)速125r／min，轉(zhuǎn)輪直徑4．25m。轉(zhuǎn)輪采用組焊結(jié)構(gòu)。其上冠、葉片和下環(huán)均采用ZG06Crl6Ni5Mo不銹鋼整體鑄造而成，具有足夠的強度、剛度，ZG06Crl6Ni5Mo不銹鋼具有很好的耐磨蝕性能，其化學(xué)成分及力學(xué)性能見表1。裹1母材(Zo晰Crl6Ni5Mo)化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù))l％)殛力學(xué)性能化學(xué)CMnSiCr

4、MoVNiWCuSP成分0．061．000．9015．5-17．5O．4～1．O0．034．5—6．OO．1O．50．030．035力學(xué)Rd／MPaRJMPaA(％)Z(％)AK棚(室溫)HB性能221—286588785153540轉(zhuǎn)輪共有14個葉片．酉酬水電站選用本公司制收穡日期：2008-08-06；修回日期：2009--02—20作的轉(zhuǎn)輪，能量性能及空化性能優(yōu)良，水輪機型號為HL(P045／820a)一LJ一425。圖1為酉酬水電站轉(zhuǎn)輪各部件及工裝圖。圈l酉兩水電站轉(zhuǎn)輪備部件殛工裝明2轉(zhuǎn)輪焊接工藝2

5、．1焊接材料及焊接方法的選擇本公司焊接轉(zhuǎn)輪時選用了與母材同材質(zhì)的低碳、低氫焊接材料HS367L焊絲(由哈爾濱焊接研究所提供)，并采用富氬混合氣體保護焊施焊，HS367L焊絲的化學(xué)成分及熔敷金屬力學(xué)性能見表2。裹2焊絲(I"IS367L)化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù))I％)及熔敷金屬力學(xué)性能化學(xué)CSiMnPSCrNiMo成分0．012O．561．220．007O．00216．665．490．50熔敷金屬尺d，MPa屁川PaA(％)Z(％)A棚(室溫)力學(xué)性能670875195l682．2焊接工藝評定對接接頭的諸多焊接工

6、藝參數(shù)是通過合理的焊接工藝評定確定的。由于首次采用HS367L焊材焊接的全部為馬氏體不銹鋼的母材。故本公司嚴格按照萬方數(shù)據(jù)26·工藝與新技術(shù)·焊接技術(shù)第38卷第3期2009年3月ASME標準進行焊接工藝評定。評定標準采用ASME《鍋爐及壓力容器規(guī)范》第Ⅸ卷“焊接和釬接評定”。母材為板厚40mm的ZG06Crl6Ni5Mo鋼，接頭形式、焊接層數(shù)及焊道順序如圖2所示。橫焊第l道至第3道后。用碳弧氣刨清根后焊第4道，依次焊接。電源極性為直流反接，焊絲直徑1．2mm，焊絲伸出長15～20mm，采用9(Ar)95％+

7、妒(C02)5％混合氣體保護．氣體流量15～20L／min。預(yù)熱溫度100—120℃，道間溫度最高為150℃。焊后隨即采取退火處理，升溫至590～610℃時保溫80min后，隨爐冷卻。工藝評定采用的焊接工藝參數(shù)見表3。驂一l罱導(dǎo)∥釤∥簇《蕊蕊對-i田2工藝評定試板接頭形式及焊接順序裹3焊接工藝參數(shù)焊層焊接電流，，A電弧電壓叫V焊接速度／(em·rain’1)l一3220～24034～3830^，354—9220-25034～3820，3010一18220-25034—3820—35試板焊接后，按照ASME標

8、準制備試樣，共制作4根拉伸試樣、4根彎曲試樣、6根沖擊試樣。焊接工藝評定合格的接頭力學(xué)性能見表4。裹4焊接接頭力學(xué)性能試驗結(jié)果lRdMPa側(cè)彎180。，d=40inmA棚(事溫)l焊縫母材1234焊縫區(qū)熱影響區(qū)l855870855870合格臺格526450585060由表4可知．焊接接頭的力學(xué)性能優(yōu)于ZG06Crl6Ni5Mo母材的，達到預(yù)期目標，根據(jù)ASME標準判定HS367L馬氏體不銹鋼焊絲用9(Ar)95％