[发明专利]一种耐热钢在630度汽轮机转子中的应用及转子焊接方法

说明书

本发明提供一种耐热钢在630度汽轮机转子中的应用，所述转子包括多个轮盘部件，且至少一个轮盘部件为高温轮盘部件，所述高温轮盘部件的材质为耐热钢，所述高温轮盘部件与相邻的轮盘部件相焊接。本发明将耐热钢应用到汽轮机的转子中，特别是用于制造转子的高温轮盘部件，利用耐热钢耐高温的特性，从而使高温轮盘部件能在较高温度、甚至是630℃的环境中正常使用，满足了耐高温的使用需求。同时，本发明中将耐热钢应用到汽轮机的转子中，利用耐热钢优异的焊接特性，使得本发明中高温轮盘部件与相邻的轮盘部件易于焊接、且焊接强度较高。

技术领域

本发明涉及一种耐热钢，特别是涉及一种耐热钢在630度汽轮机转子中的应用及转子焊接方法。

背景技术

目前，对于火力发电设备中的转子等高温部件来说，大多采用具有较高机械性能和经济效益的先进铁素体耐热钢。近年来，从环境保护的角度，一直积极促进火力发电设备效率的提高，其主要技术手段之一是提高蒸汽的压力和温度。随着汽轮机蒸汽参数的不断提高，对于汽轮机转子材料的高温性能提出了越来越高的要求。而现有铁基转子材料的使用温度普遍在620℃以下，主要原因是持久强度极限等高温性能指标不足。

制造转子时，通常根据导入蒸汽的温度选择材料，但是在高温区域和低温区域共存的环境，选择高温转子材料会使成本负担太大。因此，提出了异种材料焊接转子，用于制造低温区域和高温区域共存位置的转子，可以减少价格昂贵的高温材料的用量，降低材料成本。

现有的焊接转子在制造过程中，通常需采用两种焊接工艺，并分别在竖直方向和水平方向上完成各个轮盘间的封底、加厚及填充焊接，从而将各个轮盘结合在一起。

中国发明专利申请说明书CN104096953A中描述了一种采用氩弧焊(TIG)和埋弧焊(SAW)两种焊接方法焊接的坡口形式，具有很窄间隙的焊接接头根部区域采用TIG焊接，但是坡口尺寸较大的填充区域采用SAW焊接。

中国发明专利说明书CN 101918678B中描述了一种生产转子的工艺，首先在竖直方向采用第一焊接工艺，即采用钨极惰性气体焊接工艺进行根部焊接，然后在水平位置采用第二焊接工艺，即采用埋弧焊工艺进行填充焊接。

中国发明专利申请说明书CN 104096984A中描述了一种通过三个焊接过程完成转子焊接的工艺方法，前两个过程中熔化根部的焊缝和加强焊缝均选择激光焊(LW)、电子束焊(EB)、摩擦焊、激光混合焊接或钨极惰性气体焊接(TIG)的一个，第三过程中填充焊缝选择全自动金属活性气体焊接(MAG)、冷金属过渡焊接(CMT)、激光焊接或激光混合焊接。

以上制造方法中存在工艺过程复杂、制造周期长、设备投入成本高、以及需要进行焊接位置的变换等不利因素，其中焊接位置变换需要对转子进行翻转，增加了转子弯曲变形超公差的风险。

而现在氩弧焊工艺技术日益强大，尤其是热丝氩弧焊，已经达到了与传统埋弧焊相当的熔敷效率。氩弧焊在水平和竖直两种位置均可焊接，不需要进行转子翻转，因此可以替代传统埋弧焊工艺方法。同时，氩弧焊工艺可以减小焊接坡口间隙，从而减少焊接材料的消耗、减少生产周期、降低成本。氩弧焊相比埋弧焊具有电弧可视性好，过程监控性好等优点，且单层单道钨极摆动焊工艺可以保证侧壁的熔合质量，获得比传统埋弧焊更优的焊缝质量。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种耐热钢在630度汽轮机转子中的应用，用于解决现有技术中汽轮机转子难以在较高温度的环境中正常使用的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种耐热钢在630度汽轮机转子中的应用，所述转子包括多个轮盘部件，且至少一个轮盘部件为高温轮盘部件，所述高温轮盘部件的材质为耐热钢，所述高温轮盘部件与相邻的轮盘部件相焊接。

进一步地，所述耐热钢以重量％计含有C：0.10％～0.20％、Cr：7.00％～12.80％、Mo：0.80％～1.90％、Co：0.30％～3.50％。