莊炳東
(漳州市南一水（shuǐ）庫管（guǎn）理局）
摘 要：本文針對結構件的特殊要求，分析了（le）材質的焊接性，製定了合（hé）理的焊接（jiē）工藝，運用低溫不鏽鋼焊接技（jì）術，達到使用要求，本文（wén）對處（chù）理過程進行總結，可供同行參考。
關鍵詞：振（zhèn）動；裂紋；變形；焊接（jiē）工（gōng）藝（yì）
一、簡況
南（nán）一水（shuǐ）電站隸屬（shǔ）漳州市南（nán）一水庫管理局，兩台混流式立式（shì）機組於1993年6月投產，單（dān）機容量10000Kw，設計水頭（tóu）52m，單機（jī）引用流量為22.27m3/s。天津發（fā）電設（shè）備總廠設計製造（zào），發電機型號（hào）為SF10000-16/3250，水輪機型號為HLA244-LJ-160，額定轉速為375rpn。經過可行性論（lùn）證，於1998年（nián）在7號（hào）機組上戴帽增容（即一台水輪機（jī）帶主、副兩台發（fā）電機（jī）），裝機容量增加1000Kw，試運行期間出現機組振動過大，超過設計要求，停機檢查（chá）發（fā）現，原因是主機組的上、下導（dǎo）軸承座與上、下機架（jià）之間的點固焊縫出現（xiàn）縱向裂紋。分析增容後的發電機轉子比原來增高了兩米多，發電機的轉子慣性增大，加大了（le）導軸承所受的徑（jìng）向力，導軸承座與機（jī）架之（zhī）間的點固焊（hàn）縫已（yǐ）達不到受力要求，解決方（fāng）案是把導（dǎo）軸承座與機架（jià）之間的（de）點固焊縫（féng）改為環焊縫，並適當（dāng）增大焊縫厚度，使焊縫麵積達到受力要求。
二、問題
主機組（zǔ）上、下機架環形（xíng）主體的材料為鑄鋼，導軸承座是45號鋼，兩者材質可（kě）焊性差，淬硬性大。如（rú）何采取合理的焊接工藝以防止氣孔（kǒng）、裂紋及夾（jiá）渣等焊接缺（quē）陷的產生是問題的關鍵。按常規工藝進行施焊，為了保證（zhèng）合格的焊縫質量，大多數情況下，需要焊前預熱和保持層間溫（wēn）度，以降低焊縫和熱影響區的冷卻速度，從而防止產生馬（mǎ）氏體。同時焊接後需立即進（jìn）行消除殘餘應力熱處理，但由於本工（gōng）作的機（jī）架是鑄（zhù）剛經焊接後強退火處理（lǐ），再進行後續加（jiā）工和焊接，且與其連接固定的基礎件已就位無法更動，如把上、下機架（jià）進行焊前（qián）預熱及焊後消除應力熱處理（lǐ），不僅工作（zuò）構件大、現場條件不允許，且會使上下（xià）機架產生變形，無法與基礎件緊密（mì）配合，因此在焊接工藝措施及焊接材料選擇上都不能照搬常規，即：不能焊前預熱和保持層間溫度，焊後不能采取後熱措施，在焊接材料的選擇上不能采用中（zhōng）碳鋼常用焊材。
三、焊接性分（fèn）析：
由於工作的特殊性，在焊接時擬（nǐ）采用過渡層焊（hàn）法，即在母材坡口表麵，先用純鐵焊條堆焊一層過渡層金（jīn）屬，然（rán）後再選用奧氏體材（cái）料焊接。考慮母材和焊接金屬材質在化學（xué）成（chéng）分（fèn）、金相（xiàng）組織和力學（xué）性能方麵相差較大，焊接時引起一係列的困難（nán），采取如下措施：
四、焊接工藝（yì）措施：
焊前措施：
1、正麵焊縫用碳弧氣刨在機架和導軸承座之間刨出U型坡（pō）口，以達到一定的焊縫厚度，又減少焊縫（féng）金屬填充量；並（bìng）用角向磨光機和軟軸磨光機除去（qù）U型坡口表（biǎo）麵（miàn）的氧化皮，將影響焊接質量的凹凸不平處打磨平整（zhěng）；背麵焊縫要將油、漆、垢、鏽毛刺等清除幹淨。
2、焊條在使用前應按規定的烘幹工藝烘幹：酸性焊條應在75℃—150℃烘幹1—2小（xiǎo）時；A302焊條應在300℃—430℃烘幹（gàn）兩小時（shí）。並要以保溫筒盛裝（zhuāng）使用中的焊條，以防止在使用（yòng）中重新吸潮。
3、焊接時采用機械吊裝，使上、下機架的各焊接點從全位置焊（hàn）變成平焊和角焊，降低焊工的勞動強度。焊（hàn）接時采用對稱（chēng）施焊，焊好一個位置，再焊對稱位置（zhì）焊縫;同一位置同（tóng）一（yī）層焊（hàn）道采用左、右、上、下順序焊接。焊接（jiē）過程中，應采用裹（guǒ）敷堵（dǔ）塞等措施保護導軸承座的螺孔，避免螺牙損（sǔn）傷。Z後打磨正麵焊縫餘高。
實際操作：
1、正麵焊（hàn）縫層用E4310焊條以小電流、低焊速單道焊接；以後各層（céng）用A302焊條以比碳鋼焊條小10‐20%(即（jí）以20–30倍焊條直徑)的電流（liú）焊接，並采用直流反接，焊接速度要盡（jìn）量快，采用多層多道焊，不得做橫向擺動，以減小橫向收縮，以利於防（fáng）止裂紋產生；采用短（duǎn）弧焊（hàn）接以減少合金（jīn）元素的燒（shāo）損，使焊縫不致因過熱（rè）而使奧氏體晶粒粗大，減小裂紋傾向（xiàng）；Z後在焊縫表（biǎo）麵堆焊退火焊道，這樣起到了消除焊接應力（lì）的作用，同時（shí）使焊（hàn）縫具有了較良好的塑性，進一步保證不（bú）產（chǎn）生冷熱裂紋。
2、背麵焊接因焊縫在構件內（nèi）腔，開坡口有一定的難度，采用不開坡口直接施焊，焊兩層，層用E4310焊條過渡焊，第二層用E302直接蓋麵。
結束語：
2號機經上述方法焊接處理後，上、下機架與（yǔ）基礎件能夠緊密（mì）配合，組裝後機組振動幅度達（dá）到設計要求，隨後1號機增容時亦采用了2號機焊接緊（jǐn）固（gù）方法處理（lǐ），試（shì）機（jī）運行機組振動幅度也達到設計要（yào）求（qiú）。兩台機組增容後運行至今已6–7年，振動幅度一直在設計範圍內，期間曾停機檢查焊縫，表麵無發現裂紋。機組運行（háng）狀況良好，取（qǔ）得了很好的經濟效益。
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作者（zhě）簡介：莊炳東（1969--），男，福建南靖人，高級（jí）焊工，從事電站設備檢修工（gōng）作。
