风机叶片堆焊方法

HEATS

　　唐山某风机修理厂，近几年用高合金粉块堆焊风机叶片的方法，修复了100台左右的风机,取得了提高风机叶片使用寿命4倍左右的效果，探索出了较理想的堆焊工艺。

2 k# b- Y# c7 n s' t1 G6 ^

　　1.叶片强化方法及材料的选择

7 \, ]3 m4 }9 ~$ t- ? ) l% w9 }1 N0 d9 x; ]0 m# I

　　1.1选择强化方法

* Z6 Y0 C$ }* _' e D3 y8 [

　　该厂在试板上分别进行了氧乙炔喷焊与电弧堆焊的对比试验。喷焊加热速度慢、加热时间长，导致试件变形严重；而电弧堆焊加热时间短，试件变形较小，但稀释率较高。因叶轮的形状及刚度等原因，叶轮变形后校形较困难，加之在生产制造叶轮的过程中，叶轮本身已有一定的制造偏差，故为保证叶轮的尺寸及形位偏差这一基本要求，采用变形较小的电弧堆焊方法。

4 K4 n8 R. \$ O# {0 c$ p" M

　　1.2选择材料

- f) C3 A' d d _

　　受磨料磨损的工件，一般选用碳化钨或高铬合金铸铁作为堆焊材料。但采用电弧堆焊的方法，会使碳化钨原始颗粒大部分熔化，在堆焊层析出硬度并不算高的含钨复合化合物，影响耐磨性的提高；而采用唐山友达特种焊材有限公司生产的Fe-05高铬合金粉块作为堆焊材料，可使堆焊层含有Cr7C3高硬相，且其价格比碳化钨便宜。

; N5 z# B6 g+ G& v& f! C( L " H5 u: N0 C# p$ b

　　2堆焊工艺

　　工艺是影响堆焊质量的重要因素。根据对叶轮的要求，把堆焊叶片的工艺重点放在了降低稀释率和减少焊后变形这两个方面。

' Y( O/ G1 L* ?' M

　　2.1降低稀释率

0 H' Z! F0 }& n9 k9 a/ n2 Z9 @

　　堆焊层的稀释率，反映了堆焊层中母材熔入数量的百分比。叶轮母材一般为Q235或16 Mn。母材熔化后对耐磨合金材料起稀释作用，会降低堆焊层合金化的效果，影响耐磨性。在保证母材与耐磨合金相互熔合的前提下，降低稀释率就是减少母材熔化量。经过不断摸索,该厂认为：电流掌握在330-350(A),电压掌握在25-30(V),焊接时间掌握在1分30秒,的堆焊工艺规范效果最好。为减少母材熔化量，应注意使堆焊电流减小、电压降低、堆焊速度加快；但堆焊电流过小，会使耐磨合金粉块不易熔化，导致堆焊速度减慢。欲使堆焊速度加快，又需加大堆焊电流。这一矛盾只有通过试验才能找到最佳组合。焊工操作时需注意以下两点：

& q' f0 u6 l! N% Z$ \2 X3 I

　　(1)电弧摆动幅度尽量小，以刚超出粉块边缘为宜，但不可咬边；(2)采用坡度为5°～10°的下坡焊，使熔池流动方向与施焊方向一致。

" b6 z, `# ?* h# s3 Y4 ^3 a

　　2.2控制叶轮变形量

1 M2 d$ J) m: n7 J1 z6 b

　　堆焊后的叶轮，在验收时不仅需作静、动平衡试验，还需各表面的尺寸、形状及位置满足偏差要求。由于堆焊会使叶轮受热不均匀，产生焊接应力，导致焊接变形等，故还需采取适当工艺措施，才能把叶轮变形控制在公差范围内。在堆焊时采取了以下工艺措施：

2 O, V! V: Y% ]4 Z8 W. W0 h

　　(1)保证焊接顺序

　　在每一叶片上堆焊完一块粉块后，转动叶轮，在对称叶片相应位置，堆焊另一粉块。如此循环往复，直至把各叶片堆焊完毕。以此顺序堆焊，可使叶轮前、后盘均匀收缩，并可避免热应力过于集中，减少焊接变形。

, l7 E/ q ^* U

　　(2)锤击焊缝

! `/ W; X# J Q, k, s' K

　　叶轮变形是由于堆焊层在冷却过程中发生纵向、横向收缩造成的。每堆焊完一粉块，用小锤轻击，延展堆焊层，可补偿部分收缩量，减少变形。

　　(3)减少线能量减小线能量能使叶片受到的热输入量减少，热应力变小。这与降低稀释率的要求是一致的。