堆焊引言

电力工业作为国民经济的基础产业，一直是国家发展的重点对象。近二十年是中国电力发展史上发展最快，成就最大的时期。截止到1998年，中国电力装机容量达到277 289MW，全年发电量达11 576亿千瓦小时，全国大型火力发电厂（装机容量1000MW以上）已达68家[1]。随着电厂数量增加、单机容量和参数不断提高，机组维护、修复也日趋复杂重要。作为汽轮机发电机组心脏部件——发电机转子，其运行精度高，运转速度快，制造成本高，一旦损坏，将直接导致整个机组输出功率下降甚至瘫痪。曾采用热喷涂、氩弧焊、贴片机、电刷镀等多种工艺进行修复 [2]，但修复后的实际实用效果均不令人满意。本文采用中国农业机械化科学研究院表面工程技术研究所研制生产的DZ-1400型电火花堆焊设备（简称 ESD）对磨损的发电机转子密封段轴径现场修复，获得满意效果和成功经验，现已完成近二十根磨损转子轴径的修复，其中修复后运行时间最长的已超过两年半。实践证明，电火花堆焊工艺在电厂部件的修复中发挥重要作用，产生出巨大经济效益和社会效益。

堆焊轴径磨损

0.125mm。一但轴径磨损或拉伤，密封层中油压难以维持均衡，氢气就会泄露，轴径与瓦间密封层被完全破坏，转子的高速运转受到阻碍，严重时可导致机组不能工作。电火花堆焊及相关工艺比较~为保证转子高速运行和冷却效果，转子轴与瓦间由氢气、油、水组成的三级密封层。运行中轴径与轴瓦的间隙保持在0.075电火花堆焊工艺有别于焊接、喷涂或元素渗入等工艺。简单地讲，是介于它们中间的工艺，间有焊接等工艺的一些特点，又有热输入量小、焊层与母材冶金结合等独特优点的工艺。在某些特殊要求应用上，电火花堆焊工艺弥补了其他工艺的不足（工作原理另文发表）。表1是电火花堆焊工艺与其他工艺比较。

堆焊部件应用

近两年，采用电火花沉积堆焊工艺成功解决电厂关键部件的修复及表面强化问题，如汽轮机汽缸密封面冲蚀修复，热网循环泵主轴磨损面修复等。

堆焊结论

⒈ 电火花堆焊层与母材冶金结合，堆焊热影响区极窄，残余应力可忽略不计。⒉ 采用电火花堆焊工艺对电厂关键部件损坏进行修复，可在线操作，工艺简单。补焊后加工量小，减少停机时间。⒊ 电火花堆焊工艺在电厂具有广泛的应用前景，蕴藏着巨大经济效益和社会效益。

手工电弧焊，堆焊双辊破碎机辊面，取得了使用寿命达10个月，破碎熟料15万吨的效果。堆焊要点如下：⑴焊条的选用：要选用D－65、D－667和506焊条，堆焊前，按焊条使用说明，将焊条烘干，放在保温箱中备用。（使用506级别的焊接材料会造成严重的剥落。选用堆焊打底的材料应选用100S-G以上级别的焊接材料）⑵辊面处理：辊面修复可分为局部直接补焊和整体清除后整体补焊两种方法，也可以说是两个过程。沿辊宽方向的不均匀磨损和花纹、硬质点的不均匀磨损以及辊面的整体磨损，可采取局部修复方法直接补焊；在经过5-6次直接补焊以后，由于母体反复承受高挤压应力作用，焊接微裂纹不断扩展，磨辊表面会产生一定厚度的疲劳层，此时若再用耐磨修复焊条直接补焊，易产生层间脱落，故需对磨辊表面疲劳层彻底清理后再进行耐磨层堆焊。协兴水泥厂对辊面的修复为整体清除后补焊。无论是直接补焊还是整体清除后补焊，磨辊的圆度误差和两辊直径误差都不能过大，否则会引起辊压机水平振动和两磨辊不均匀载荷加大。清理辊面疲劳层，可用碳弧气刨进行清理，要将辊面的疲劳层刨净，使辊子露出母材层。堆焊前，要按焊条使用说明，对焊条进行烘干，对焊件预热，焊后缓冷。⑶要选用功率为10千伏安以上的直流或20千伏安以上的交流电焊机。使用直流焊机要反接（焊条接正极）。堆焊时，用交流焊机要求空载电压≥70V，电流应掌握在200A左右。如空载电压低于70V时，要加大电流，以焊条和母材充分溶合为准。焊道宽度和高度的比例以3:1为宜。这样才真正和母材熔结牢固，形成所需的耐磨组织。⑷堆焊次序及厚度：辊面预热后，要先用506焊条堆焊1－3层，将辊找圆。然后均匀地堆焊数层D－667，达到应有厚度。D－667焊层堆焊完后，再堆焊一层D－65，堆焊厚度为3－5mm；D－65焊层堆焊后，再用D－65堆焊一层凌形花纹。（辊面磨损的产生，须同时具备粉碎物料所需的压力和相对滑动两个因素。压力由物料性质所决定，通常难以改变。而通过辊面花纹形式来减少物在挤压过程中与辊面的相对滑动，较容易些。国内早期使用的人字形花纹虽然能阻止物料的圆周滑动，但并未制约对物料在挤压过程中的轴向滑动，尤其在挤压颗粒较小的物料时，磨损更为严重。与此相比，采用凌形花纹且中间加硬质点的辊面，耐磨性为最好。）凌形花纹的边长为4－5cm，焊道宽度为1cm左右，高度为4mm左右。各耐磨层的厚度要力求均匀一致，以使挤压辊在使用过程中永远保持圆形。⑸堆焊时，要三班倒，歇人不歇马，使焊件长时间地保持较高的温度。