巴氏合金軸瓦的焊接修復

某熱電廠4#發電機組汽輪機型號為C50-90/1.2-1,有3片巴氏合金軸由於工況振動、磨損等原因導致損壞。損壞最嚴重的軸瓦損壞面達軸瓦全部面積的1/3,且部分位置軸瓦與軸瓦殼體發生剝離(圖1),從而造成設備被迫停機,所以決定採用氧乙炔氣焊對損壞的巴氏合金軸瓦進行修復。

巴氏合金軸瓦的焊接修復

1 對軸瓦焊接修復的要求

(1) 因設備轉子重量大、且轉速高(3 000r/min),要求軸瓦與設備轉子軸工作面保持良好潤滑,修復的焊道內不能有氣孔、夾渣、未熔合,且要保證焊道的釺接強度,以承受轉動時產生的剪切應力。

(2) 修復後焊道表面要恢復原始尺寸。

2 焊前準備

2.1 焊絲的製備

軸瓦的材料為巴氏合金,型號ZchSnSb11-6-0,是一種熔點很低(240℃)的軟金屬。選用的焊絲與軸瓦材料相同,利用氧乙炔焰做熱源自行熔制而成,見圖2。焊絲熔制後,使用刮刀倒去稜角,除去表面氧化膜和渣孔,焊絲表面處理不能使用砂紙或砂輪。

巴氏合金軸瓦的焊接修復

2.2 軸瓦表面的處理

對於長期處於潤滑油工況之中的軸瓦,油分子已深入機體,在焊接修復時,這些滲油的表面層阻礙金屬間的熔合,故而應作認真清理。

首先,應對已損壞的軸瓦做認真檢查,確定焊接修復部位,並將軸瓦放入烘乾箱中加熱至150~180℃。在徹底清除掉軸瓦上未熔化但已過熱部位之後,使用市售金屬清洗劑對其表面氧化膜和油汙作認真清洗。最後,再用刮刀將要修復部位颳去0.2~0.5 mm。處理後的軸瓦應立即進行焊接修復。

3 軸瓦焊接修復過程

3.1 預熱

選用的焊炬型號為H01-6,1號噴嘴。軸瓦表面處理之後,如果其溫度降低過多,要將它加熱至150~180℃,並放置在電爐上,以減緩其在焊接修復時的冷卻速度,這時要注意防止已處理過的軸瓦表面再汙染。

3.2 焊接修復工藝參數

乙炔壓力為0.02 MPa,中性火焰,焊接速度5~8 cm/min,一次焊道寬8~10 mm,厚3~4 mm,施焊2~3層,焊接層間溫度大於150℃。軸瓦殼體暴露部分清洗之後,應先在底層釺接,見圖3。釺接溫度為180~200℃,釺接層厚0.5~1.0 mm,釺劑為30%氯化鋅溶液。

巴氏合金軸瓦的焊接修復

3.3 焊接操作要點

(1)採用平位焊接,左向焊法,焊接時焊炬、焊絲作鋸齒形擺動,與工件夾角要比焊接碳鋼材料略小,為30°。填絲時,焊絲不能脫離熔池。

(2)巴氏合金的熔點較低,底層釺接時,釺接溫度不要過高,否則非釺接部位的巴氏合金會產生過熱或熔化。

(3)為確保焊道內不殘留氣孔和夾渣,每層焊道完成後,要進行重熔,並使用直徑5 mm的紫銅絲攪動熔池,以促進氣孔和夾渣上浮。重熔時,焊炬和焊絲擺動方法以及速度與焊接時相同。

(4)巴氏合金易氧化,為保證焊接質量,每層焊道及重熔完成後,都要塗刷氯化鋅溶液,並刷除焊道表面的氧化物和浮渣。

(5)最後一層焊道表面要比軸瓦原始表面略高,並注意在焊道與原始表面交界處不要產生咬邊和未熔合等缺陷。

3.4 焊後檢驗

表面檢查,沒有氣孔、夾渣和未熔合為合格。

4 焊後處理

採用刮削方法恢復其原始尺寸,並使用假軸檢查刮削的效果。

設備運轉證明,經過以上過程修復的軸瓦達到設計要求。


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