马氏体不锈钢转轮焊接工艺

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1、万方数据里!!!堕墨!!尘121竺旦∑竺!：!!堕!：!丛璺!：三Q塑：三茎量堑垫查：垄文章编号：1002-025X(2009)03-0025-03马氏体不锈钢转轮焊接工艺陈松(浙江富春江水电设备股份有限公司，浙江杭州311504)摘要：着重论述了本公司在制造酉酬水电站混流式水轮机转轮过程中的焊接工艺。通过研究、实践，确定转轮的最佳制造工艺及马氏体不锈钢材料的焊接方法。为今后混流式转轮的制作度同种材质材料的焊接积累了经验。关键词：酉酬水电站；混流武水轮机；转轮；马氏体不锈钢；焊接中图分类号：嗍7文献标志码：

2、B1酉酬水电站水轮机情况概述混流式水轮机是世界上使用最广泛的一种水轮机，由美国工程师弗朗西斯于1849年发明，故又称弗朗西斯水轴流转桨式水轮机。混流式水轮机适用的水头范围很大，为5-700111，混流式的转轮一般用低碳钢或低合金钢铸件。或者采用铸焊结构。为提高耐汽蚀和抗泥沙磨损性能．可在易汽蚀部位堆焊不锈钢，或采用不锈钢叶片。有时也可整个转轮采用不锈钢。采用铸焊结构能降低成本，并使流道尺寸更精确，流道表面更光滑，有利于提高水轮机的效率，还可以分别用不同材料制造叶片、上冠和下环。重庆酉水酉酬水电站选用立轴混流

3、式水轮发电机组，装机2台，总容量120MW。单机水轮机额定功率为61．86MW。水轮机最大水头48．10nl，额定水头43．00m，最小水头36．63in，额定流量156．9m3／s，额定转速125r／min，转轮直径4．25m。转轮采用组焊结构。其上冠、叶片和下环均采用ZG06Crl6Ni5Mo不锈钢整体铸造而成，具有足够的强度、刚度，ZG06Crl6Ni5Mo不锈钢具有很好的耐磨蚀性能，其化学成分及力学性能见表1。裹1母材(Zo晰Crl6Ni5Mo)化学成分(质量分数)l％)殛力学性能化学CMnSiCr

4、MoVNiWCuSP成分0．061．000．9015．5-17．5O．4～1．O0．034．5—6．OO．1O．50．030．035力学Rd／MPaRJMPaA(％)Z(％)AK棚(室温)HB性能221—286588785153540转轮共有14个叶片．酉酬水电站选用本公司制收穑日期：2008-08-06；修回日期：2009--02—20作的转轮，能量性能及空化性能优良，水轮机型号为HL(P045／820a)一LJ一425。图1为酉酬水电站转轮各部件及工装图。圈l酉两水电站转轮备部件殛工装明2转轮焊接工艺2

5、．1焊接材料及焊接方法的选择本公司焊接转轮时选用了与母材同材质的低碳、低氢焊接材料HS367L焊丝(由哈尔滨焊接研究所提供)，并采用富氩混合气体保护焊施焊，HS367L焊丝的化学成分及熔敷金属力学性能见表2。裹2焊丝(I"IS367L)化学成分(质量分数)I％)及熔敷金属力学性能化学CSiMnPSCrNiMo成分0．012O．561．220．007O．00216．665．490．50熔敷金属尺d，MPa屁川PaA(％)Z(％)A棚(室温)力学性能670875195l682．2焊接工艺评定对接接头的诸多焊接工

6、艺参数是通过合理的焊接工艺评定确定的。由于首次采用HS367L焊材焊接的全部为马氏体不锈钢的母材。故本公司严格按照万方数据26·工艺与新技术·焊接技术第38卷第3期2009年3月ASME标准进行焊接工艺评定。评定标准采用ASME《锅炉及压力容器规范》第Ⅸ卷“焊接和钎接评定”。母材为板厚40mm的ZG06Crl6Ni5Mo钢，接头形式、焊接层数及焊道顺序如图2所示。横焊第l道至第3道后。用碳弧气刨清根后焊第4道，依次焊接。电源极性为直流反接，焊丝直径1．2mm，焊丝伸出长15～20mm，采用9(Ar)95％+

7、妒(C02)5％混合气体保护．气体流量15～20L／min。预热温度100—120℃，道间温度最高为150℃。焊后随即采取退火处理，升温至590～610℃时保温80min后，随炉冷却。工艺评定采用的焊接工艺参数见表3。骖一l罱导∥钐∥簇《蕊蕊对-i田2工艺评定试板接头形式及焊接顺序裹3焊接工艺参数焊层焊接电流，，A电弧电压叫V焊接速度／(em·rain’1)l一3220～24034～3830^，354—9220-25034～3820，3010一18220-25034—3820—35试板焊接后，按照ASME标

8、准制备试样，共制作4根拉伸试样、4根弯曲试样、6根冲击试样。焊接工艺评定合格的接头力学性能见表4。裹4焊接接头力学性能试验结果lRdMPa侧弯180。，d=40inmA棚(事温)l焊缝母材1234焊缝区热影响区l855870855870合格台格526450585060由表4可知．焊接接头的力学性能优于ZG06Crl6Ni5Mo母材的，达到预期目标，根据ASME标准判定HS367L马氏体不锈钢焊丝用9(Ar)95％