重型燃機(jī)精加工后點(diǎn)狀缺陷修復(fù)工藝

楊程坤，馬 鑫，劉 建

（遼寧福鞍重工股份有限公司，遼寧 鞍山 114016）

重型燃機(jī)作為清潔能源，以其啟?？烨倚矢叩膬?yōu)良技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，近年來(lái)越來(lái)越多的引入到現(xiàn)代大電網(wǎng)中來(lái)，為緩解電網(wǎng)調(diào)峰能力不足起到了重要的作用[1]。我公司給美國(guó)GE 生產(chǎn)的9FB.05 系列重型燃機(jī)（見(jiàn)圖1），產(chǎn)品粗加工后經(jīng)探傷合格交貨。在精加工后，加工面露出了一些點(diǎn)狀缺陷，這些點(diǎn)狀缺陷都是不超標(biāo)的，很難通過(guò)現(xiàn)有的超聲波手段控制在廠內(nèi)，只有在精加工后進(jìn)行滲透探傷的時(shí)候能夠發(fā)現(xiàn)。近年來(lái)隨著客戶要求的不斷提高，點(diǎn)狀缺陷也作為一項(xiàng)驗(yàn)收要求，由供應(yīng)商負(fù)責(zé)后續(xù)的處理。小的缺陷打磨去除即可，但大的缺陷需要焊補(bǔ)，由于重型燃機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚不均勻，加熱或者焊接熱輸出量過(guò)大容易產(chǎn)生變形，焊補(bǔ)的位置出現(xiàn)硬點(diǎn)，損壞加工刀具，嚴(yán)重時(shí)可引起鑄件報(bào)廢，因此這種點(diǎn)狀缺陷的修復(fù)工藝十分重要。

1 鑄件點(diǎn)狀缺陷描述

該鑄件精加工后在把和面露出12 處點(diǎn)狀缺陷，缺陷形貌如圖2 所示，直徑約2.5 mm，屬于夾雜類的缺陷。挖除后的最大單個(gè)體積為20 mm×15 mm×12 mm，最小單個(gè)體積為10 mm×10 mm×7 mm，有2 處密集點(diǎn)狀區(qū)域，面積為80 mm×50 mm，UT 檢測(cè)沒(méi)有深度。

圖1 9FB.05 壓縮機(jī)排氣缸

2 修復(fù)方案

2.1 挖缺

1）密集區(qū)小于1 mm 的缺陷

對(duì)于在一定區(qū)域內(nèi)密集的點(diǎn)狀缺陷，由于沒(méi)有深度，可以采用沖眼的方式消缺，沖眼深度超過(guò)2 mm，沖子尖端需要圓滑，不能有棱角。

2）較大缺陷

單個(gè)面積較大的缺陷，用φ5 mm 的旋轉(zhuǎn)銼挖除，挖除后PT 檢查，直至合格；

圖2 精加工后點(diǎn)狀缺陷

將缺陷周?chē)蚰A滑，保證缺陷周?chē)鷽](méi)有尖角、銳邊；

清除缺陷表面及周?chē)?5 mm 范圍內(nèi)的油、銹、水等。

2.2 焊前預(yù)熱

使用巖棉將缺陷周?chē)M(jìn)行覆蓋，只露出缺陷位置及周?chē)?0 mm～30 mm，并在缺陷旁邊30 mm 處放置一個(gè)熱電偶，進(jìn)行溫度檢測(cè)，使用氣割槍對(duì)缺陷位置進(jìn)行加熱，使缺陷溫度達(dá)到200 ℃以上，方可進(jìn)行焊接，如圖3 所示。

圖3 局部加熱示意圖

2.3 焊補(bǔ)

鑄件材質(zhì)為B50A178H，采用AWS A5.28 ER90S-B3 焊絲，直徑φ2.0 mm 或φ2.4 mm，進(jìn)行焊補(bǔ)。

焊接采用規(guī)范：

鎢極氬弧焊（TIG）：

焊接電流：120 A～180 A；

焊接電壓：14 V～18 V；

缺陷區(qū)域預(yù)熱溫度：≥200 ℃；

層間溫度：≤315 ℃；

焊接速度：60 mm/min～100 mm/min；

焊道寬度：≤7mm.

參照GE 規(guī)范P8A-AL-0018 使用氬弧焊對(duì)缺陷進(jìn)行焊補(bǔ)，起弧時(shí)先輸入氬氣2 s～3 s，保護(hù)缺陷表面，第一層焊肉從缺陷底面向上開(kāi)始焊接，覆蓋缺陷整個(gè)表面，在焊肉處進(jìn)行收弧，禁止在缺陷邊緣的焊肉處收弧，以防止產(chǎn)生弧坑裂紋，焊接過(guò)程中要求焊道擺動(dòng)寬度不超過(guò)7 mm.

在焊補(bǔ)缺陷過(guò)程中，每焊一層焊肉前進(jìn)行預(yù)熱溫度檢測(cè)，如果預(yù)熱溫度低于工藝要求，則重新使用氣割槍加熱，直至預(yù)熱溫度達(dá)到200 ℃方可繼續(xù)焊接；打磨掉焊肉一半厚度后再進(jìn)行層間溫度檢測(cè)，層間溫度不得超過(guò)315 ℃，如果層間溫度超過(guò)315 ℃，緩慢降溫至200 ℃然后再焊補(bǔ)。

2.4 焊后處理

將缺陷焊滿填平后，采用不填絲的方式在焊肉上面焊接一層自回火焊道，要求回火焊道不能接觸到母材，如圖4 所示。

圖4 自回火焊道示意圖

每個(gè)缺陷焊完后，立即使用烤槍將焊肉位置加熱至660 ℃±30 ℃，保溫時(shí)間為5 min～10 min.保溫后，使用巖棉對(duì)缺陷進(jìn)行覆蓋，然后緩冷至室溫。將焊肉打磨至與母材表面相平，然后進(jìn)行PT 探傷檢驗(yàn)、硬度檢驗(yàn)，硬度檢測(cè)結(jié)果如表1 所示。

表1 焊補(bǔ)區(qū)硬度檢測(cè)結(jié)果

3 結(jié)論

1）精加工后的點(diǎn)狀缺陷修復(fù)中，缺陷的挖除工作比較關(guān)鍵，面積要盡量??；

2）為了防止焊接變形，需要采用局部加熱的方式，而且要控制熱量的傳遞；

3）為了避免焊接硬點(diǎn)，需要自回火焊道，自回火焊道不能接觸母材。