CN101032777A - 空内冷汽轮发电机连接环焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空内冷汽轮发电机连接环焊接工艺，工艺步骤分别为工件装配、焊前预热、清除氧化物、焊接及焊后处理，其中焊接时的主要参数为：焊丝Φ1.2mm、平均焊接电流：270－280A、电弧电压：27－29V、送丝速度：8.5m/min、气体流量：15－20L/min。本发明具有焊缝成形好，焊接缺陷少，焊件合格率高，焊接速度快金属过热小，从而使焊接接头具有良好的韧性，并减少了开裂的倾向；脉冲电弧还具有加强熔池搅拌的作用，可以改善熔池冶金性能并有助于消除气孔、夹渣等缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电机连接环的焊接工艺，具体地说是一种空内冷汽轮发电机连接环焊接工艺。
背景技术
我们知道，连接环是发电机的重要组成部分。连接环的焊接质量直接影响连接环的导电性能和机械性能。220MW空内冷汽轮发电机连接环焊接面积为20×120mm2且外形尺寸较大(直径3170mm)焊接质量要求为C级，连接环使用T2铜材，焊缝采用双面坡口焊。T2铜材具有高的热传导性能和热膨胀率，易产生未焊透、裂纹等缺陷；焊缝液态时易吸入气体，造成金属凝固时产生气孔缺陷。
目前常用的几种焊接方法是气焊-氧-乙炔焊、焊条电弧焊、CO2气体保护焊和熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)。由于T2铜材本身固有的物理和化学性能，同时连接环的材料规格比较厚，经试验气焊-氧-乙炔焊、焊条电弧焊和CO2气体保护焊等传统焊接方法，焊接过程中容易出现焊不透、裂缝、夹渣和气孔等焊接缺陷，焊接质量难以保证。熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)属于气体保护焊的一种，采用的保护气体一般为氩气、氦气或氩氦混合气体。熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)的熔滴过渡形式有三种：短路过渡、大滴过渡和射流过渡。熔滴的过渡形式主要取决于焊接电流的大小、焊丝直径和保护气体等。短路过渡和大滴过渡出现在细丝小电流的焊接条件下，它们的显著特点是飞溅大，焊缝成形差。因此只在薄板焊接时采用。射流过渡是在连接环焊接中所追求的熔滴过渡形式，传统的熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)要想获得理想的射流过渡必须采用粗丝大电流方法，该方法不但熔池尺寸大、焊缝组织粗大，机械性能差，而且焊池保护困难，易产生焊接缺陷。
发明内容
本发明为克服上述现有技术的不足，提供一种利用脉冲熔化极惰性气体保护焊方法焊接，具有焊池体积小、焊缝成形好、焊缝金属和热影响区域金属过热小、能够消除气孔、夹渣等缺陷的空内冷汽轮发电机连接环焊接工艺。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：一种空内冷汽轮发电机连接环焊接工艺，其步骤如下：
A：工件装配，在两待焊接工件上开双面V型焊接坡口，将两待焊接工件置于平台上，并装配到一起，用垫块垫平，调整位置无错边，焊缝两侧装配引弧板和熄弧板，以保证焊缝成型好；
B：焊前预热：焊前需对焊件进行预热，预热温度500-700摄氏度，操作时用大号氧-乙炔焊炬在待焊接区域两侧400mm-600mm的范围内同时进行加热，加热时间不宜过长最好不超过120S，以防氧化；
C：清除氧化物：停止加热后，迅速用钢丝刷清除焊接坡口及两侧30mm范围内的氧化物，直至露出金属颜色；
D：一侧焊接：在两待焊件的对接缝附近坡口上开始起弧，起弧后在对接缝直线焊接一次，焊枪运动要匀速且适中，焊接过程中不可停顿；沿对接缝向两侧重复上述操作，至接近坡口填满时改为摆动焊接；
E：另一侧焊接：重复步骤B、C、D操作，焊接前必须进行清根处理至已焊接侧1/3至1/4深度，检查应无夹渣及氧化物。
F：焊后处理：正反两方面都焊接结束后，冷却后去除引弧板及熄弧板，并用便携砂轮机清除焊渣，磨平焊口。
上述步骤D和E中焊接时的主要参数为：焊丝Φ1.2mm、平均焊接电流：270-280A、电弧电压：27-29V、送丝速度：8.5m/min、气体流量：20L/min。
脉冲熔化极惰性气体保护焊(PC-MIG焊)集合了脉冲电流技术，熔化极气体保护焊技术，逆变技术等先进的电力电子技术，从根本上打破了电流(电压)“恒定”来建立焊接过程“稳定”的概念，开拓了运用变动电流(电压)进行焊接的途径。本发明采用上述技术方案，利用较小的基值电流维持电弧燃烧，可以在很小的平均电流下获得理想的射流过渡形式，因而同一种直径的焊丝，随着脉冲参数的变化，能在高至几百安培，低至几十安培的电流范围内稳定的采用射流过渡进行焊接。本发明具有焊池体积小，焊缝成形好，有利于实现全位置焊接；可有效控制焊接输入热量，焊接金属和热影响区域金属过热小，从而使焊接接头具有良好的韧性，并减少了产生裂纹的倾向；脉冲电弧还具有加强熔池搅拌的作用，可以改善熔池冶金性能并有助于消除气孔、夹渣等缺陷。
采用上述工艺焊接空内冷汽轮发电机连接环后，焊接质量符合设计要求，无裂纹、未焊透、夹渣及判废气孔等缺陷，接头综合性能优良。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1：如附图所示，A：工件装配，在两待焊接工件上根据设计图纸的要求开双面V型焊接坡口，将两待焊接工件置于平台上，并装配到一起，用垫块垫平，调整位置无错边，焊缝两侧装配引弧板和熄弧板，以保证焊缝成型好。
B：焊前预热：预热温度和区域是影响焊接质量的重要原因。由于T2铜材具有很高的热传导性，焊接成型困难，极易出现未焊透缺陷，因此必须进行焊前预热。预热的关键是待焊接工件预热的温度和预热区域。经过工艺试验，脉冲熔化极惰性气体保护焊(PC-MIG)焊接WX23Z-109(220MW)空内冷汽轮发电机连接环，预热温度500摄氏度，操作时用大号氧-乙炔焊炬在待焊接区域两侧400mm的范围内同时进行加热，加热时间不宜过长最好不超过120S，以防氧化。
C：清除氧化物：停止加热后，迅速用钢丝刷清除焊接坡口及两侧30mm范围内的氧化物，直至露出金属颜色，可降低出现焊不透和裂缝等焊接缺陷的概率，获得较好的焊接质量。
D：一侧焊接：使用脉冲熔化极惰性气体保护焊(PC-MIG焊)焊接WX23Z-109(220MW)空内冷汽轮发电机连接环主要参数：焊丝型号HSCu(HS201)Φ1.2mm、平均焊接电流：270A、电弧电压：27V、送丝速度：8.5m/min、气体流量：20L/min。在两待焊件的对接缝附近坡口上开始起弧，起弧后在对接缝直线焊接一次，焊枪运动要匀速且适中，焊接过程中不可停顿；沿对接缝向两侧重复上述操作，至接近坡口填满时改为摆动焊接；
E：另一侧焊接：重复步骤B、C、D操作，焊接前必须进行清根处理至已焊接侧1/3至1/4深度，检查应无夹渣及氧化物。
F：焊后处理：正反两方面都焊接结束后，冷却后去除引弧板及熄弧板，并用便携砂轮机清除焊渣，磨平焊口。
实施例2：与实施例1不同的是，步骤B中预热温度是600摄氏度，操作时用大号氧-乙炔焊炬在待焊接区域两侧500mm的范围内同时进行加热。步骤D中的参数是，焊丝型号HSCu(HS201)Φ1.2mm、平均焊接电流：275A、电弧电压：28V。
实施例3：与实施例1、2不同的是，步骤B中预热温度是700摄氏度，操作时用大号氧-乙炔焊炬在待焊接区域两侧600mm的范围内同时进行加热。步骤D中的参数是，焊丝型号HSCu(HS201)Φ1.2mm、平均焊接电流：280A、电弧电压：29V。
Claims (2)
1.一种空内冷汽轮发电机连接环焊接工艺，其特征在于：工艺步骤如下，
A：工件装配，在两待焊接工件上开双面V型焊接坡口，将两待焊接工件置于平台上，并装配到一起，用垫块垫平，调整位置无错边，焊缝两侧装配引弧板和熄弧板，以保证焊缝成型好；
B：焊前预热：焊前需对焊件进行预热，预热温度500-700摄氏度，操作时用大号氧-乙炔焊炬在待焊接区域两侧400mm-600mm的范围内同时进行加热，加热时间不宜过长，最好不超过120S，以防氧化；
C：清除氧化物：停止加热后，迅速用钢丝刷清除焊接坡口及两侧30mm范围内的氧化物，直至露出金属颜色；
D：一侧焊接：在两待焊件的对接缝附近坡口上开始起弧，起弧后在对接缝直线焊接一次，焊枪运动要匀速且适中，焊接过程中不可停顿；沿对接缝向两侧重复上述操作，至接近坡口填满时改为摆动焊接；
E：另一侧焊接：重复步骤B、C、D操作，焊接前必须进行清根处理至已焊接侧1/3至1/4深度，检查应无夹渣及氧化物；
F：焊后处理：正反两方面都焊接结束后，冷却后去除引弧板及熄弧板，并用便携砂轮机清除焊渣，磨平焊口。
2.根据权利要求1所述的空内冷汽轮发电机连接环焊接工艺，其特征在于：上述步骤D和E中焊接时的主要参数为：焊丝Φ1.2mm、平均焊接电流：270-280A、电弧电压：27-29V、送丝速度：8.5m/min、气体流量：20L/min。
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