一種汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽輪機葉片加工領(lǐng)域，尤其是涉及一種汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽輪機葉片水蝕是汽輪機葉片損傷的主要原因，葉片防水蝕能力的優(yōu)劣直接關(guān)系到汽輪機機組的安全運行，通過激光將合金粉末熔覆在葉片進氣邊是最近發(fā)展起來的防水蝕技術(shù)。汽輪機葉片的防水蝕通常有感應(yīng)或激光淬火，釬焊司太立合金片等方法，激光熔覆是最近發(fā)展起來的一種防水蝕技術(shù)，其特點是熔覆合金粉與基體冶金結(jié)合，激光熔覆的特點保證了較小的稀釋率及對母材的熱輸入，防水蝕效果較好，葉片變形較小。
[0003]但用于激光熔覆的激光設(shè)備價格昂貴，并且電光轉(zhuǎn)化效率較低，造成采用激光熔覆防水蝕技術(shù)的葉片成本較高，往往只應(yīng)用與超超臨界或核電機組的末級葉片，限制了應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法，其在保證防水蝕效果的同時，大大降低防水蝕成本，以解決現(xiàn)有技術(shù)中汽輪機葉片防水蝕處理中存在的上述問題。
[0005]為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法，其包括以下步驟:
[0007]1)將葉片通過夾具固定于冷金屬過渡焊接設(shè)備上；
[0008]2)根據(jù)葉片類型及坡口形式調(diào)整焊槍位置，設(shè)定參數(shù)；
[0009]3)然后對熔覆坡口進行堆焊并供入保護氣體，經(jīng)多次搭接堆滿熔覆坡口 ；堆焊焊絲為司太立6實心焊絲，焊絲直徑1.2mm，保護氣體為98%氬氣與2%二氧化碳混合氣體；
[0010]4)拆下葉片，完成防水蝕處理。
[0011]特別地，所述葉片的類型包括帶有葉冠結(jié)構(gòu)的葉片及自由葉片的任一種。
[0012]特別地，所述坡口形式為沿汽輪機葉片進氣邊方向由葉片葉冠向葉根延伸，坡口截面為一由葉片背弧向葉片進氣邊傾斜的平滑圓弧曲面和進氣邊側(cè)面平滑過渡連接構(gòu)成，所述進氣邊側(cè)面與葉片內(nèi)弧型面垂直連接。
[0013]特別地，所述坡口由汽輪機葉片的進氣邊內(nèi)弧面、坡口基準面、連接圓弧面、坡口圓弧面以及所述汽輪機葉片的進氣邊背弧面依次連接組成，其中所述坡口基準面與所述坡口圓弧面之間通過所述連接圓弧面平滑過渡連接。
[0014]特別地，所述葉片的類型為帶有葉冠結(jié)構(gòu)的葉片，所述焊槍位置對于帶有葉冠結(jié)構(gòu)的汽輪機葉片，焊槍需避開葉冠，與堆焊坡口呈50°?60°角，并與焊接方向垂直。
[0015]特別地，所述葉片的類型為不帶葉冠的汽輪機葉片，焊槍與堆焊坡口和焊接方向垂直。
[0016]特別地，焊接參數(shù)為:保護氣流量:20?30L/min;焊接電流:120?160A;焊接速度:7?10mm/s ；擺動長度為:1.5?2.5mm;擺動寬度為:5?8mm。
[0017]特別地，堆接過程中的擺動方式采用Z型、V型或三角形的任一種。
[0018]特別地，所述擺動寬度方向為防水蝕坡口切線方向。
[0019]特別地，所述多次搭接的方式為:根據(jù)坡口寬度不同背弧側(cè)堆焊2?4道，搭接率50 %，背弧側(cè)堆焊完成后，葉片旋轉(zhuǎn)，堆焊進氣邊，進氣邊堆焊2層。
[0020]本發(fā)明的有益效果為，與現(xiàn)有技術(shù)相比所述汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法能夠?qū)崿F(xiàn)堆焊材料與母材冶金結(jié)合，并且防水蝕能力與激光熔覆防水蝕方法相當，但工藝成本大幅降低，有利于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明【具體實施方式】1提供的汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法的帶葉冠結(jié)構(gòu)的汽輪機葉片堆焊示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明【具體實施方式】2提供的汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法的不帶葉冠結(jié)構(gòu)的汽輪機葉片堆焊示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法的堆焊搭接示意圖。
[0024]圖中:
[0025]1、汽輪機葉片;2、焊槍;3、母材;4、堆焊層。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0027]實施例一:
[0028]請參閱圖1所示，圖1是本發(fā)明【具體實施方式】1提供的汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法的帶葉冠結(jié)構(gòu)的汽輪機葉片堆焊示意圖。
[0029]—種汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法，本實施例中對一種27.5英寸汽輪機末級葉片進行熔化極氣體保護焊堆焊強化，該汽輪機葉片1具有葉冠結(jié)構(gòu)。采用福尼斯冷金屬過渡焊接(CMT)焊機及ABB焊接機器系統(tǒng)進行堆焊。堆焊焊絲為司太立6實心焊絲，焊絲直徑1.2_。保護氣體為98%氬氣與2% 二氧化碳混合氣體。
[0030]堆焊過程為首先將葉片裝夾至夾具，調(diào)整焊槍2位置至與坡口呈60°角，選擇如下參數(shù)進行堆焊。
[0031 ]焊接模式:冷金屬過渡焊接
[0032]保護氣流量:20/min
[0033]焊接電流:120A
[0034]焊接速度:7mm/s
[0035]擺動長度為:1.5m
[0036]擺動寬度為:5mm
[0037]擺動方式:Z型
[0038]首先在背弧側(cè)堆焊2道，背弧側(cè)堆焊完成后，葉片旋轉(zhuǎn)，堆焊進氣邊，進氣邊堆焊2層，道次搭接率50%左右，層間溫度<300°C，即在母材3上形成堆焊層4。拆下葉片，完成防水蝕處理。
[0039]對葉片進行滲透檢測、射線檢測熔覆區(qū)域未出現(xiàn)裂紋、線性缺陷，以及大于0.5mm以上單個缺陷，滿足汽輪機末級葉片防水蝕質(zhì)量要求。堆焊層硬度大于400HV，滿足防水蝕性能要求，與激光熔覆工藝相比成本下降50%以上。
[0040]實施例二:
[0041 ] 一種汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法，本實施例中對一種30英寸汽輪機末級葉片進行熔化極氣體保護焊堆焊強化，該汽輪機葉片1為自由葉片沒有葉冠結(jié)構(gòu)。采用福尼斯冷金屬過渡焊接(CMT)焊機及ABB焊接機器系統(tǒng)進行堆焊。堆焊焊絲為司太立6實心焊絲，焊絲直徑1.2mm。保護氣體為98%氬氣與2%二氧化碳混合氣體。
[0042]堆焊過程為首先將葉片裝夾至夾具，調(diào)整焊槍2位置至與坡口垂直，與堆焊方向成90°角，選擇如下參數(shù)進行堆焊。
[0043]焊接模式:冷金屬過渡焊接
[0044]保護氣流量:30L/min
[0045]焊接電流:160A
[0046]焊接速度:10mm/s
[0047]擺動長度為:2.5mm
[0048]擺動寬度為:8mm
[0049]擺動方式:三角形
[0050]首先在背弧側(cè)堆焊4道，背弧側(cè)堆焊完成后，葉片旋轉(zhuǎn)，堆焊進氣邊，進氣邊堆焊2層，道次搭接率50%左右，層間溫度<300°C，即在母材3上形成堆焊層4。拆下葉片，完成防水蝕處理。
[0051]對葉片進行滲透檢測、射線檢測熔覆區(qū)域未出現(xiàn)裂紋、線性缺陷，以及大于0.5mm以上單個缺陷，滿足汽輪機末級葉片防水蝕質(zhì)量要求。堆焊層硬度大于400HV，滿足防水蝕性能要求，與激光熔覆工藝相比成本下降50%以上。
[0052]以上實施例只是闡述了本發(fā)明的基本原理和特性，本發(fā)明不受上述事例限制，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還有各種變化和改變，這些變化和改變都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項】
1.一種汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法，其特征在于，其包括以下步驟: 1)將葉片通過夾具固定于冷金屬過渡焊接設(shè)備上； 2)根據(jù)葉片類型及坡口形式調(diào)整焊槍位置，設(shè)定參數(shù)； 3)然后對熔覆坡口進行堆焊并供入保護氣體，經(jīng)多次搭接堆滿熔覆坡口；堆焊焊絲為司太立6實心焊絲，焊絲直徑1.2mm，保護氣體為98 %氬氣與2 % 二氧化碳混合氣體； 4)拆下葉片，完成防水蝕處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法，其特征在于，所述坡口形式為沿汽輪機葉片進氣邊方向由葉片葉冠向葉根延伸，坡口截面為一由葉片背弧向葉片進氣邊傾斜的平滑圓弧曲面和進氣邊側(cè)面平滑過渡連接構(gòu)成，所述進氣邊側(cè)面與葉片內(nèi)弧型面垂直連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法，其特征在于，所述坡口由汽輪機葉片的進氣邊內(nèi)弧面、坡口基準面、連接圓弧面、坡口圓弧面以及所述汽輪機葉片的進氣邊背弧面依次連接組成，其中所述坡口基準面與所述坡口圓弧面之間通過所述連接圓弧面平滑過渡連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法，其特征在于，所述葉片的類型為帶有葉冠結(jié)構(gòu)的葉片，所述焊槍位置對于帶有葉冠結(jié)構(gòu)的汽輪機葉片，焊槍需避開葉冠，與堆焊坡口呈50°?60°角，并與焊接方向垂直。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法，其特征在于，所述葉片的類型為不帶葉冠的汽輪機葉片，焊槍與堆焊坡口和焊接方向垂直。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法，其特征在于，焊接參數(shù)為:保護氣流量:20?30L/min;焊接電流:120?160A;焊接速度:7?10mm/S;擺動長度為:1.5?2.5mm;擺動寬度為:5?8mm。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法，其特征在于，堆接過程中的擺動方式采用Z型、V型或三角形的任一種。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法，其特征在于，所述擺動寬度方向為防水蝕坡口切線方向。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法，其特征在于，所述多次搭接的方式為:根據(jù)坡口寬度不同背弧側(cè)堆焊2?4道，搭接率50%，背弧側(cè)堆焊完成后，葉片旋轉(zhuǎn)，堆焊進氣邊，進氣邊堆焊2層。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法，其包括以下步驟：1)將葉片通過夾具固定于冷金屬過渡焊接設(shè)備上；2)根據(jù)葉片類型及坡口形式調(diào)整焊槍位置，設(shè)定參數(shù)；3)然后對熔覆坡口進行堆焊并供入保護氣體，經(jīng)多次搭接堆滿熔覆坡口；堆焊焊絲為司太立6實心焊絲，焊絲直徑1.2mm，保護氣體為98％氬氣與2％二氧化碳混合氣體；4)拆下葉片，完成防水蝕處理。上述汽輪機葉片熔化極氣體保護焊防水蝕方法能夠?qū)崿F(xiàn)堆焊材料與母材冶金結(jié)合，并且防水蝕能力與激光熔覆防水蝕方法相當，但工藝成本大幅降低，有利于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【IPC分類】B23K9/173, B23K33/00, B23K9/04
【公開號】CN105478963
【申請?zhí)枴緾N201610015736
【發(fā)明人】張鐵磊, 毛志剛, 史磊, 匡逸強, 馮垠旦
【申請人】無錫透平葉片有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2016年1月11日