CN105345231B - 大厚度马氏体耐热钢隔板电子束复合窄间隙mag焊接方法 - Google Patents

大厚度马氏体耐热钢隔板电子束复合窄间隙mag焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了大厚度马氏体耐热钢隔板电子束复合窄间隙MAG焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：1）根据隔板主焊缝的总深度，分配电子束焊缝和窄间隙焊缝的深度，在电子束焊缝外侧开窄间隙深U型坡口；2）装配固定隔板体、叶栅和隔板外环，调整好间隙；3）检测、处理所装配隔板的剩磁；4)放入真空室抽真空；5)启动电子束焊机对焊缝进行电子束焊接；6)对隔板背面进行焊接；7)将完成电子束焊接的隔板调转至窄间隙焊接平台；8) 预热并清理坡口及附近的污物后进行MAG焊接；9)完成MAG焊接后，进行去应力热处理。该方法对大厚度马氏体耐热钢隔板的焊接，焊接质量优，焊材用量少，作业时间短，操作简单，返修率低。

Description

大厚度马氏体耐热钢隔板电子束复合窄间隙MAG焊接方法
技术领域
本发明涉及汽轮机隔板，具体地讲是一种大厚度马氏体耐热钢隔板电子束复合窄间隙MAG焊接方法。
背景技术
汽轮机隔板是汽轮机主要部套，分为拂配式隔板、围带式隔板和直焊式隔板，其中拂配式隔板和围带式隔板涉及到叶栅与隔板体、隔板外环的焊接。随着汽轮机技术的发展，初蒸汽压力和温度不断提高，隔板材质更多地采用马氏体耐热钢，隔板厚度也有所增加，使得隔板主焊缝（叶栅与隔板体、隔板外环之间的焊缝）的焊接质量问题更为凸显。采用窄间隙MAG焊接方法，因坡口大而深易产生焊缝成形困难、清理困难，焊接量大，焊接变形量大，焊接质量难以保证等问题；而采用电子束焊接方法，因隔板较厚需采用高压和大束流以获得细而长的焊接束流从而获得有效的熔深，但马氏体极易受磁场影响产生剩磁，剩磁将使得电子束在焊接过程中发生偏移从而导致根部未融合等问题出现，难以获得满意的焊缝。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种大厚度马氏体耐热钢隔板电子束复合窄间隙MAG焊接方法，该方法可用于实现大厚度马氏体耐热钢隔板的焊接，焊接质量优，焊材用量大幅减少，焊工作业时间大幅缩短，节约大量成本，操作简单，易于实现，同时大大降低隔板主焊缝返修率，为生产提供有力保障。
实现本发明的技术方案是：大厚度马氏体耐热钢隔板电子束复合窄间隙MAG焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）根据隔板主焊缝的总深度，分配电子束焊缝和窄间隙焊缝的深度，电子束焊缝从内向外两侧同时分配，确保每条电子束焊缝深度为40～50mm，在一条或两条电子束焊缝外侧开窄间隙深U型坡口；
2）在装配平台装配隔板体、叶栅和隔板外环，调整间隙到满足设计要求后利用工装卡紧，保证隔板体、叶栅以及隔板外环相对固定；
3）检测所装配隔板待焊部位内外圆单边5mm范围内的剩磁，剩磁需≤3×10-4T，否则应进行消磁处理；
4)放置并固定叶片防护挡环，吊转隔板至真空电子束转台，找正后固定，放入真空室抽真空；
5)启动电子束焊机，调整转台使得转台承载面与电子束流方向垂直，并使用小束流光斑进行示教；然后对焊缝进行电子束焊接，最后对焊缝表面质量不符合要求的部分进行修饰焊；
6)将经过步骤5)完成单面焊接的隔板翻转，将背面朝上固定于工装上卡紧，重复步骤4)和步骤5)，完成隔板另一侧的焊接；
7)将完成电子束焊接的隔板调转至窄间隙焊接平台，在待焊侧汽道装焊刚性遮挡环；
8)采用MAG焊接，焊前清理坡口内部的污物并进行预热；
9)完成MAG焊接后，进行去应力热处理，即完成了大厚度马氏体耐热钢隔板的电子束复合窄间隙MAG焊接。
所述步骤1)中，分配电子束焊缝和窄间隙焊缝的深度时，根据焊缝的总深度进行一侧或两侧开窄间隙深U型坡口。
所述步骤4)中，放置并固定叶片防护挡环时，吊转隔板至真空电子束转台后，用百分表找正后固定。
所述步骤4)中，放入真空室抽真空，使得真空度达到5×10-4MPa以上。
本发明的有益效果是：
1、本发明利用电子束复合窄间隙MAG焊接方法，可用于实现大厚度马氏体耐热钢隔板的焊接。
2、对于大厚度马氏体耐热钢隔板的焊接，采用电子束复合窄间隙MAG焊接方法，与采用单一电子束焊接方法相比，有明显优势：电子束复合窄间隙MAG焊接方法，使得电子束焊缝熔深具有一定的调整空间；“较小的熔深要求”使得焊接热输入量相对较小，由此可减小焊接过程中因工件受热膨胀导致的焊缝偏移量；生产中可以针对“较小的熔深要求”使用成熟的电子束焊接工艺，获得质量稳定的电子束焊缝。
3、对于大厚度马氏体耐热钢隔板的焊接，采用电子束复合窄间隙MAG焊接方法，与采用单一窄间隙MAG焊接方法相比，有明显优势：电子束复合窄间隙MAG焊接方法，使得窄间隙坡口深度减小，便于焊接和清渣，有效提高焊接质量；窄间隙坡口尺寸减小，焊接区缩小焊后收缩和变形减小；焊材用量大幅减少，焊工作业时间大幅缩短，节约大量成本。
4、本发明利用电子束复合窄间隙MAG焊接方法，可在大厚度范围（100-210mm）实现优质焊接。工艺成熟，质量稳定，易于实现，大大降低隔板主焊缝返修率，为生产提供有力保障。
附图说明
图1是大厚度马氏体耐热钢隔板主视图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是实施例1示意图；
图4是实施例2示意图。
图中标号：1—隔板体，2—隔板外环，3—叶栅，4—第一主焊缝，5—第二主焊缝，6—电子束焊缝，7—窄间隙焊缝，8—窄间隙深U型坡口。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2和图3所示，大厚度马氏体耐热钢隔板电子束复合窄间隙MAG焊接方法，包括如下步骤：
1）根据隔板主焊缝的总深度为140mm，分配电子束焊缝6和窄间隙焊缝7的深度，确保电子束焊缝6深度为40mm，两侧同时分配，在已分配的一条电子束焊缝6外侧开50mm窄间隙深U型坡口8；
2）在装配平台装配隔板体1、叶栅3和隔板外环2，调整间隙到满足设计要求后利用工装卡紧，保证隔板体1、叶栅3以及隔板外环2相对固定；
3）检测所装配隔板待焊部位内外圆单边5mm范围内的剩磁，剩磁需≤3×10-4T，否则应进行消磁处理；
4)放置并固定叶片防护挡环，吊转隔板至真空电子束转台，用百分表找正后固定，放入真空室抽真空；使得真空度达到5×10-4MPa。
5)启动电子束焊机，调整转台使得转台承载面与电子束流方向垂直，并使用小束流光斑进行示教；然后对焊缝进行电子束焊接，最后对焊缝表面质量不符合要求的部分进行修饰焊；
6)将经过步骤5)完成单面焊接的隔板翻转，将背面朝上固定于工装上卡紧，重复步骤4)和步骤5)，完成隔板背面的焊接；
7)将完成电子束焊接的隔板调转至窄间隙焊接平台，在待焊侧汽道装焊刚性遮挡环防护叶片；
8)采用MAG焊接，焊前清理坡口内部的污物并进行预热；
9)完成MAG焊接后，进行去应力热处理，即完成了大厚度马氏体耐热钢隔板的电子束复合窄间隙MAG焊接。
以上方法对第一、第二主焊缝4、5的焊接相同。
实施例2
如图1、图2和图4所示，一种大厚度马氏体耐热钢隔板电子束复合窄间隙MAG焊接方法，包括如下步骤：
1）根据隔板主焊缝的总深度为210mm，分配电子束焊缝6和窄间隙焊缝7的深度，确保电子束焊缝6深度为50mm，两侧同时分配，在已分配的两条电子束焊缝6外侧分别开50mm窄间隙深U型坡口8；
2）在装配平台装配隔板体1、叶栅3和隔板外环2，调整间隙到满足设计要求后利用工装卡紧，保证隔板体1、叶栅3以及隔板外环2相对固定；
3）检测所装配隔板待焊部位内外圆单边5mm范围内的剩磁，剩磁需≤3×10-4T，否则应进行消磁处理；
4)放置并固定叶片防护挡环，吊转隔板至真空电子束转台，用百分表找正后固定，放入真空室抽真空；使得真空度达到5×10-4MPa。
5)启动电子束焊机，调整转台使得转台承载面与电子束流方向垂直，并使用小束流光斑进行示教；然后对焊缝进行电子束焊接，最后对焊缝表面质量不符合要求的部分进行修饰焊；
6)将经过步骤5)完成单面焊接的隔板翻转，将背面朝上固定于工装上卡紧，重复步骤4)和步骤5)，完成隔板背面的焊接；
7)将完成电子束焊接的隔板调转至窄间隙焊接平台，在待焊侧汽道装焊刚性遮挡环防护叶片；
8)采用MAG焊接，焊前清理坡口内部的污物并进行预热；
9)完成MAG焊接后，进行去应力热处理，即完成了大厚度马氏体耐热钢隔板的电子束复合窄间隙MAG焊接。
以上方法对第一、第二主焊缝4、5的焊接相同。

Claims (4)

1.大厚度马氏体耐热钢隔板电子束复合窄间隙MAG焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）根据隔板主焊缝的总深度，分配电子束焊缝和窄间隙焊缝的深度，电子束焊缝从内向外两侧同时分配，确保每条电子束焊缝深度为40～50mm，在一条或两条电子束焊缝外侧开窄间隙深U型坡口；
2）在装配平台装配隔板体、叶栅和隔板外环，调整间隙到满足设计要求后利用工装卡紧，保证隔板体、叶栅以及隔板外环相对固定；
3）检测所装配隔板待焊部位内外圆单边5mm范围内的剩磁，剩磁需≤3×10-4T，否则应进行消磁处理；
4)放置并固定叶片防护挡环，吊转隔板至真空电子束转台，找正后固定，放入真空室抽真空；
5)启动电子束焊机，调整转台使得转台承载面与电子束流方向垂直，并使用小束流光斑进行示教；然后对焊缝进行电子束焊接，最后对焊缝表面质量不符合要求的部分进行修饰焊；
6)将经过步骤5)完成单面焊接的隔板翻转，将背面朝上固定于工装上卡紧，重复步骤4)和步骤5)，完成隔板另一侧的焊接；
7)将完成电子束焊接的隔板调转至窄间隙焊接平台，在待焊侧汽道装焊刚性遮挡环；
8)采用MAG焊接，焊前清理坡口内部的污物并进行预热；
9)完成MAG焊接后，进行去应力热处理，即完成了大厚度马氏体耐热钢隔板的电子束复合窄间隙MAG焊接。
2.根据权利要求1所述大厚度马氏体耐热钢隔板电子束复合窄间隙MAG焊接方法，其特征在于：所述步骤1)中，分配电子束焊缝和窄间隙焊缝的深度时，根据焊缝的总深度进行一侧或两侧开窄间隙深U型坡口。
3.根据权利要求1所述大厚度马氏体耐热钢隔板电子束复合窄间隙MAG焊接方法，其特征在于：所述步骤4)中，放置并固定叶片防护挡环时，吊转隔板至真空电子束转台后，用百分表找正后固定。
4.根据权利要求1所述大厚度马氏体耐热钢隔板电子束复合窄间隙MAG焊接方法，其特征在于：所述步骤4)中，放入真空室抽真空，使得真空度达到5×10-4MPa。
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