[发明专利]大中型混流式水轮机转轮混合气体保护焊接工艺

说明书

所属领域

本发明涉及一种混合气体保护焊接工艺，特别是大中型混流式水轮机转轮混合气体保护焊接工艺。

背景技术

大中型混流式水轮机其转轮都具有直径大、重量重、叶片厚度大、焊缝深、宽度大，并且构成转轮的上冠、下环、叶片材质可焊性较差，对焊接工艺要求高等特点。如采用手工电弧焊，铬232不锈钢焊条焊接，预计需约5000Kg焊条。按传统工艺，手工电弧焊，铬232焊条焊接，预热后施焊，焊接过程中保温，焊接周期长，焊材及能源消耗巨大。并且铬232焊条焊接时稍有不慎，焊缝打底层会产生裂纹，影响焊缝质量，造成超声波探伤不合格而返修，增加生产周期及焊材，能源的重复消耗。而在电站转轮用户交货期均紧急情况下，现有工艺根本无法满足交货期要求，必须探索新的焊接工艺方法来满足交货期及节能降耗，降本增效要求。

发明内容

本发明的目的即在于克服现有技术的缺点，提供一种焊接效率高，且焊接变形小，焊缝质量好而且成形美观的大中型混流式水轮机转轮混合气体保护焊接工艺，该工艺焊材消耗约为手工电弧焊的2/3。由于效率高，可大大缩短焊接周期，降低能耗，降低焊工劳动强度。

本发明的目的通过以下技术方案来实现，大中型混流式水轮机转轮混合气体保护焊接工艺，其特征在于，采用80％Ar+20％CO₂混合气体保护焊，国产YC-YBG217 Φ1.6不锈钢药芯焊丝，它包括以下步骤：

(1)预热：转轮装配完毕、检验合格、点固定位焊接牢固后，吊入退火炉按升温度速度80℃-100℃/h，保温温度250℃，保温时间120分钟的转轮整体预热，缓慢升温并保温，让转轮各处温度一致；

(2)加热保温：预热完毕，出炉后转轮上冠向下吊放在摆放平整，圆周均布的6件工艺支撑上，下面靠焦碳炉加热保温，下环外圆圆周均布安装8片，每片10KW的红外陶瓷加热片加热保温，保证施焊全过程转轮各部位均处于预热保温状态；

(3)焊丝打底：采用奥氏体的YC-YB102(Q) Φ1.6不锈钢药芯焊丝打底，利用奥氏体不锈钢良好的塑性和延伸率，避免焊缝打底层出现微裂纹；

(4)施焊：打底后采用YC-YBG217 Φ1.6同材质不锈钢焊丝焊接三层反面清根，打磨圆滑、光洁、施焊三层，正反两面交替施焊，将叶片坡口焊满后取下陶瓷加热片立即进退火炉退火、打磨、超声波探伤合格后重新入炉整体预热，加焦碳炉和陶瓷加热片加热保温，采用YC-YBG217 Φ1.6药芯焊丝按要求焊出角焊缝及满足打磨要求的焊缝，进退火炉二次退火，打磨，划检校，超声波探伤，打磨，抛光。

通过上面的叙述可以看出，本发明具有以下优点：采用混合气体保护焊，国产焊丝焊接大、中型混流式水轮机转轮的焊接工艺和原手工电弧焊，铬232不锈钢焊条焊接工艺相比，提高工效2倍以上，至少节省了焊接时间20天以上，大大缩短了生产周期，提高了生产速度，满足了用户交货期要求。节约了大量的不锈钢焊材，由于缩短了焊接周期，按每台转轮平均节省焊接时间20天计算，就可节省大量的能源，真正达到了节约能源，提高工效，降本增效，确保质量的目的。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述：大中型混流式水轮机转轮混合气体保护焊接工艺，其特征在于，采用80％Ar+20％CO₂混合气体保护焊，国产YC-YBG217 Φ1.6不锈钢药芯焊丝，它包括以下步骤：

(1)预热：转轮装配完毕、检验合格、点固定位焊接牢固后，吊入退火炉按升温度速度80℃-100℃/h，保温温度250℃，保温时间120分钟的转轮整体预热，缓慢升温并保温，让转轮各处温度一致；

(2)加热保温：预热完毕，出炉后转轮上冠向下吊放在摆放平整，圆周均布的6件工艺支撑上，下面靠焦碳炉加热保温，下环外圆圆周均布安装8片，每片10KW的红外陶瓷加热片加热保温，保证施焊全过程转轮各部位均处于预热保温状态；

(3)焊丝打底：采用奥氏体的YC-YB102(Q) Φ1.6不锈钢药芯焊丝打底，利用奥氏体不锈钢良好的塑性和延伸率，避免焊缝打底层出现微裂纹；

(4)施焊：打底后采用YC-YBG217 Φ1.6同材质不锈钢焊丝焊接三层反面清根，打磨圆滑、光洁、施焊三层，正反两面交替施焊，将叶片坡口焊满后取下陶瓷加热片立即进退火炉退火、打磨、超声波探伤合格后重新入炉整体预热，加焦碳炉和陶瓷加热片加热保温，采用YC-YBG217 Φ1.6药芯焊丝按要求焊出角焊缝及满足打磨要求的焊缝，进退火炉二次退火，打磨，划检校，超声波探伤，打磨，抛光。

操作时，设计并制造了6件工艺支撑，每件可承受20吨压力，共可支撑100吨以上的重物，在上冠大平面上制作并装焊一件50mm厚大法兰作为支撑面，上冠下面准备了一加热炉。准备了8件陶瓷加热片和自动温控柜，24小时控制加热，保温温度。转轮装焊、检验合格并点固定位焊牢固后整体吊人退火炉，严格按工艺要求加热，保温，整体预热合格后吊上早已准备好的加热炉及工艺支撑上固牢。立即施焊叶片与上冠间焊缝背弧面，在下环外圆加装陶瓷加热片加热，保证了转轮各部分温度均匀。避免了转轮焊接过程中各部位温度不一，收缩不同而产生的焊接缺陷。采用奥氏体YC-YB102(Q) Φ1.6打底三层后采用YC-YBG217Φ1.6同材质焊丝焊接的工艺要求，并坚持每焊一层，风枪振动去应力，彻底清渣，钢丝刷清刷焊缝，仔细检查焊缝质量，确认无缺陷，方才施焊下一层，保证了每层焊缝的质量。将焊缝焊满坡门后立即拆下陶瓷加热，入退火炉，严格按要求超声波探伤。转轮经第一次退火、探伤合格后重新人炉预热。按第一次要求加热，保温后施焊角焊缝及打磨图示R所需焊缝。全部焊完二次退火、清理、打磨。冷作划线检查，并经监督检查，出水边单个开口值，平均开口值，进水边节距等均合格后，第二次超声波探伤所有转轮均一次合格、精打磨、抛光。至此，转轮焊接工序全部完成。