[发明专利]超超临界汽轮机12%Cr钢高中压转子轴颈堆焊方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种堆焊方法，特别是涉及一种超超临界汽轮机12%Cr钢高中压转子轴颈堆焊方法。

背景技术

发展大型超超临界机组是我国目前发展洁净煤发电技术的必然选择，是提高机组热效率、改善环保状况和优化我国火电装机结构最现实、最有效的途径。12%Cr钢高中压转子作为超超临界机组的核心部件，其制造过程中要克服一系列难题，尤其是轴颈磨损问题，超超临界汽轮机转子用的改良型12%Cr钢和新型12%Cr钢应用于要求高温强度的高中压转子时，由于其导热系数小，转子在轴颈和轴承座贯通部位的表面容易烧结，即被称作机械磨损的烧熔现象，引起轴系异常震动，危及机组安全。此前，我国的12%Cr钢高中压转子均为从国外直接购买或从国外购买转子毛坯后再委托国外公司进行轴颈的堆焊工作，严重制约了我国电力技术的自主发展。

发明内容

本发明的目的是为了解决超超临界机组的核心部件12%Cr钢高中压转子轴颈与轴瓦巴氏合金形成的摩擦副不相配，容易在转子轴颈和轴承表面部位发生机械粘着磨损的问题，进而提供了一种超超临界汽轮机12%Cr钢高中压转子轴颈堆焊方法。

本发明的技术方案是：一种超超临界汽轮机12%Cr钢高中压转子轴颈堆焊方法，该方法的步骤如下：步骤一、按图纸的坡口形状、尺寸和光洁度要求对毛坯转子的第一轴颈和第二轴颈分别进行坡口车削加工，以车削基准面为基准确定第一轴承中心线，以第一轴承中心线为中心车削长度为432mm的环形凹槽一，车削厚度20mm，环形凹槽一的两侧加工有坡口，得到第一待堆焊面；以车削基准面B为基准确定第二轴承中心线b，以第二轴承中心线b为中心向第二轴颈的左侧车削长度为202.5mm的环形凹槽二，车削厚度为20mm，环形凹槽二的左侧加工有坡口，向第二轴颈的右侧车削长度为215.5mm的环形凹槽三，车削厚度为20mm，轴肩外壁内侧车削厚度为16.5mm，轴肩与第二轴颈连接处的车削圆滑过渡，得到第二待堆焊面；

步骤二、将经步骤一车削后的毛坯转子的第一待堆焊面及第二待堆焊面分别进行着色探伤，确定第一待堆焊面及第二待堆焊面的坡口表面无任何影响焊接质量的缺陷；

步骤三、将经步骤二着色探伤后无影响焊接质量缺陷的毛坯转子装配到转子堆焊专用设备的转动系统上，该设备保证转子堆焊过程中回转同轴；

步骤四、对装配好的毛坯转子的第一待堆焊面及第二待堆焊面的外表面进行预热，预热温度为260℃～320℃，升温速度小于或等于25℃/h，保温时间16h～18h；

步骤五、对经步骤四预热后温度达到260℃～320℃范围的第一待堆焊面及第二待堆焊面的坡口进行堆焊，选用EB2R焊丝和F55P4焊剂组合，采用埋弧自动焊方法多层堆焊，起弧参数：起弧时间为0.2S，起弧电流为500A，起弧电压为40V；收弧参数：电流衰减时间为4S，填弧坑时间为0.4S，焊剂滞后停止；打底层焊接工艺参数：焊接电流为300A～330A，电弧电压为26V～27V，焊接速度为250mm/min～260mm/min，跨步距离为8.0mm～10.0mm，跨步速度为150mm/min～200mm/min；堆焊高度为20mm，其中工作厚度和加工余量各为10mm，接头搭接长度为2mm～3mm，每层堆焊层高为3mm～4mm，将上述工艺参数输入到转子堆焊专用设备的控制界面后，使焊枪中心线与第一待堆焊面和第二待堆焊面的表面成5°～15°夹角，调整焊枪导电嘴到第一待堆焊面或第二待堆焊面的距离为20mm～30mm，实施堆焊，底层堆焊结束后，在电弧不停止的条件下，直接调整转子堆焊专用设备中的工艺参数：焊接电流为360A～400A，电弧电压为28V～30V，焊接速度为280mm/min～300mm/min，跨步距离为10mm～12mm，进行2～6层的堆焊，层间温度控制在260℃～380℃，得到第一堆焊面和第二堆焊面；

步骤六、将经步骤五堆焊后的毛坯转子进行去应力热处理，热处理工艺参数：升温速度小于或等于15℃/h，保温温度为640℃～670℃，保温时间为6h，然后将毛坯转子放入热处理炉中进行冷却，以小于或等于10℃/h的速度冷却至150℃，而后炉冷；

步骤七、将经步骤六去应力热处理后的毛坯转子的第一堆焊面和第二堆焊面分别按设计图样尺寸进行车削精加工。