CN106181087A - 一种循环风机叶轮在线焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种循环风机叶轮在线焊接方法，属于设备检修领域。目的是提供一种以提高叶轮裂纹处理质量的循环风机叶轮在线焊接方法。包括顺序进行的以下步骤：a、清除裂纹：开U型槽坡口清除裂纹；b、焊接：采用至少为两层焊道进行焊接，相邻两层焊道间的迭压面不小于外层焊道宽度的1/3；每层焊道分三段或者两段进行退焊，每层焊道中相邻两段焊道间的接头处应错开至少30mm。该一种循环风机叶轮在线焊接方法通过焊喉深度的加大，更充分的渗透，提高了焊缝承受应力的能力，延缓了焊缝出现裂纹的时间，从而延长了裂纹修复后的使用时间，有效延长了叶轮使用寿命，减少了叶轮裂纹处理后焊缝返修次数，节约了维修成本。

Description

一种循环风机叶轮在线焊接方法
技术领域
本发明属于设备检修领域，具体的是一种循环风机叶轮在线焊接方法。
背景技术
干熄焦循环风机是炼铁厂捣固焦干熄焦系统至关重要的生产设备之一，它的运行正常与否直接关系干熄炉的顺利运行，干熄焦担负着焦炉焦炭干熄、炼铁厂蒸汽外送的重任，它的良好运行直接关系到焦炭的干熄率、以及蒸汽的产量；循环风机介质气体焦粉含量一般情况下：700～800mg/Nm3，气体焦粉含量≤2g/Nm3。二次除尘器中残留粉焦粒度分布为：其中≤0.25mm的占4.7％；其中≤0.25～1mm的占12.1％；其中≤1～1.5mm的占77.2％；其中≤1.5～3mm的占5.6％；其中≤3～5mm的占0.4％。风机的工作制度为每年345天，每天24小时连续工作，这样粉尘含量大，长时间运行，造成风机叶轮出现裂纹，造成叶轮更新，以往大型风机叶轮裂纹处理都是采用开坡口直接焊接的方法。而叶轮裂纹处理后使用时间短，严重影响了正常的生产需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种循环风机叶轮在线焊接方法，以提高叶轮裂纹处理的质量。
本发明采用的技术方案是：包括顺序进行的以下步骤：
a、清除裂纹：在叶片与轮毂连接的一端开U型槽坡口清除裂纹；
b、焊接：采用至少为两层焊道进行焊接，相邻两层焊道间的迭压面不小于外层焊道宽度的1/3；每层焊道分三段或者两段进行退焊，每层焊道中相邻两段焊道间的接头处应错开至少30mm。
进一步的，步骤b)中，焊缝的层间温度大于或者等于预热温度，且小于或者等于60℃。
进一步的，步骤b)中，每焊接完一段焊道，对该段焊道进行锤击，锤击焊道的锤击面为圆弧形，锤击顺序为先该段焊道的中部，再锤击该段焊道的两侧。
进一步的，第一层焊道施焊时的电流大于其它层焊道施焊时的电流；第一层焊道施焊时的移行速度小于其它层焊道施焊时的移行速度。
进一步的，第二层焊道以及第二层焊道外侧的焊道在施焊时，焊条的行进路线为波浪线形。
进一步的，在最后一层焊道外侧焊接退火层焊缝。
进一步的，步骤a)中，开U型槽的方法为：先渗透探伤检测出裂纹的长度和状况，并标记；然后，在裂纹端部钻止裂孔；接着，气焊开U型槽坡口；最后，渗透探伤加磁粉探伤双重检测，确认裂纹已被清除；最终，清理干净U型槽坡口及U型槽坡口两侧20mm内的区域。
进一步的，在步骤b)之后，以小于或者等于100℃/h的速度使焊缝缓冷至室温；然后修磨焊缝。
本发明的有益效果是：该一种循环风机叶轮在线焊接方法，开U型槽坡口加大焊喉的深度，从而增大了焊缝截面的面积，增大了焊缝承受应力的能力，开U型槽坡口需满足清除现有裂纹的程度。而采用至少两层焊缝焊接，与现有一次性焊接相比，每层焊缝的厚度缩小，最内层的焊缝厚度缩小，渗透更充分，使焊缝温度更均匀，降低了焊缝内外温差。而焊喉深度的加大，更充分的渗透提高了焊缝承受应力的能力，延缓了焊缝出现裂纹的时间，从而延长了裂纹修复后的使用时间，有效延长了叶轮使用寿命，减少了叶轮裂纹处理后焊缝返修次数，节约了维修成本。
附图说明
图1为叶轮开U型槽示意图。
图中，叶片1、轮毂2、U型槽坡口3。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明如下：
一种循环风机叶轮在线焊接方法，包括顺序进行的以下步骤：
a、清除裂纹：在叶片1与轮毂2连接的一端开U型槽坡口3清除裂纹；
b、焊接：采用至少为两层焊道进行焊接，相邻两层焊道间的迭压面不小于外层焊道宽度的1/3；每层焊道分三段或者两段进行退焊，每层焊道中相邻两段焊道间的接头处应错开至少30mm。
焊道的喉深不足或渗透不足会增加纵向裂纹的发生机率，焊道通常扮演承受两端拉伸应力与压缩应力的关键角色。焊道的喉深若是不足或渗透程度不足，意味着能够承受应力的截面积缩小了，容易发生断裂，只要一侧焊接收缩应力大于另一侧焊道的承受力，该侧焊道就会立即出现龟裂现象。该一种循环风机叶轮在线焊接方法，如图1所示，开U型槽坡口3加大焊喉的深度，从而增大了焊缝截面的面积，增大了焊缝承受应力的能力，开U型槽坡口3需满足清除现有裂纹的程度。而采用至少两层焊缝焊接，与现有一次性焊接相比，每层焊缝的厚度缩小，最内层的焊缝厚度缩小，渗透更充分，使焊缝温度更均匀，降低了焊缝内外温差。而焊喉深度的加大，以及更充分的渗透提高了焊缝承受应力的能力，延缓了焊缝出现裂纹的时间，从而延长了裂纹修复后的使用时间，有效延长了叶轮使用寿命，减少了叶轮裂纹处理后焊缝返修次数，节约了维修成本。而相邻两层焊道间的迭压面的宽度越小，相邻两层焊道之间剪断的概率越大，因此，相邻两层焊道间的迭压面不小于外层焊道宽度的1/3，降低了相邻两层焊道之间剪断的概率，提高了焊接质量。而每层焊道中相邻两段焊道间的接头处应错开至少30mm，缩小了接头处温度与气体位置的温差，保证了整条焊缝受热的均匀性，从而使应力分布较均匀。
层间温度过高会引起热影响区晶粒粗大，使得焊缝强度及低温冲击韧性下降，但是，层间温度低于预热温度，容易在施焊的过程中产生裂纹，因此，作为优选，步骤b)中，焊缝的层间温度大于或者等于预热温度，且小于或者等于60℃。层间温度为60℃时。
进一步的，步骤b)中，每焊接完一段焊道，对该段焊道进行锤击，锤击焊道的锤击面为圆弧形，锤击顺序为先该段焊道的中部，再锤击该段焊道的两侧。
每焊完一段后立即用带圆头的小锤进行锤击。先锤击焊缝中部，再锤击焊缝两侧，达到布满麻点为止，以消除部分应力和改拉应力为压应力。锤击后用10倍的放大镜检查表面，确认无缺陷后继续施焊。由于温度降低，锤击效果降低，而焊缝的中部为主要易裂部位，因此，先锤击焊缝的中部，最大程度消除焊缝中部的应力及该其拉应力为压应力。
为了保证充分渗透，作为优选，第一层焊道施焊时的电流大于其它层焊道施焊时的电流；第一层焊道施焊时的移行速度小于其它层焊道施焊时的移行速度。通过增大施焊电流和降低移行速度，达到充分渗透的目的。以焊道的施焊先后顺序为准，各层焊道依次命名为第一层焊道、第二层焊道，知道第N层焊道，N等于焊道的层数；而关于内侧与外侧的定义为，先施焊的位于后施焊的内侧，后施焊的位于先施焊的外侧。
越往外层，焊道的宽度越大，而均采用2.5mm的焊条，为了使外层焊道满足宽度要求及质量要求，作为优选，第二层焊道以及第二层焊道外侧的焊道在施焊时，焊条的行进路线为波浪线形。
为了保证焊缝的力学性能，作为优选，在最后一层焊道外侧焊接退火层焊缝。
优选的，步骤a)中，开U型槽的方法为：先渗透探伤检测出裂纹的长度和状况，并标记；然后，在裂纹端部钻止裂孔；接着，气焊开U型槽坡口3；最后，渗透探伤加磁粉探伤双重检测，确认裂纹已被清除；最终，清理干净U型槽坡口3及U型槽坡口3两侧20mm内的区域。
检测出裂纹的长度和状况，以便确定开设U型槽坡口3的位置和范围，使裂纹随着U型坡口的开设被全部清除。在裂纹端部转止裂孔是为了防止开U型槽坡口3时，因振动等原因造成裂纹扩张。清理坡口及坡口两侧的范围，避免油、锈或者水等杂质等影响焊缝质量。
由于焊接时，焊缝处温度可达到材料沸点，而焊条离开是，焊缝处温度急剧下将至室温，这种不均匀温度会产生残余应力及变形，为了消除温度急剧变化的影响，优选的，在步骤b)之后以小于或者等于100℃/h的速度使焊缝缓冷至室温；然后修磨焊缝。通过延缓冷却速度，能有效降低残余应力和减小形变。

Claims (8)

1.一种循环风机叶轮在线焊接方法，其特征在于：包括顺序进行的以下步骤：
a、清除裂纹：在叶片(1)与轮毂(2)连接的一端开U型槽坡口(3)清除裂纹；
b、焊接：采用至少为两层焊道进行焊接，相邻两层焊道间的迭压面不小于外层焊道宽度的1/3；每层焊道分三段或者两段进行退焊，每层焊道中相邻两段焊道间的接头处应错开至少30mm。
2.如权利要求1所述的一种循环风机叶轮在线焊接方法，其特征在于：步骤b)中，焊缝的层间温度大于或者等于预热温度，且小于或者等于60℃。
3.如权利要求1所述的一种循环风机叶轮在线焊接方法，其特征在于：步骤b)中，每焊接完一段焊道，对该段焊道进行锤击，锤击焊道的锤击面为圆弧形，锤击顺序为先该段焊道的中部，再锤击该段焊道的两侧。
4.如权利要求1所述的一种循环风机叶轮在线焊接方法，其特征在于：第一层焊道施焊时的电流大于其它层焊道施焊时的电流；第一层焊道施焊时的移行速度小于其它层焊道施焊时的移行速度。
5.如权利要求4所述的一种循环风机叶轮在线焊接方法，其特征在于：第二层焊道以及第二层焊道外侧的焊道在施焊时，焊条的行进路线为波浪线形。
6.如权利要求1-5任意一项权利要求所述的一种循环风机叶轮在线焊接方法，其特征在于：在最后一层焊道外侧焊接退火层焊缝。
7.如权利要求1-5任意一项权利要求所述的一种循环风机叶轮在线焊接方法，其特征在于：步骤a)中，开U型槽的方法为：先渗透探伤检测出裂纹的长度和状况，并标记；然后，在裂纹端部钻止裂孔；接着，气焊开U型槽坡口(3)；最后，渗透探伤加磁粉探伤双重检测，确认裂纹已被清除；最终，清理干净U型槽坡口(3)及U型槽坡口(3)两侧20mm内的区域。
8.如权利要求1-5任意一项权利要求所述的一种循环风机叶轮在线焊接方法，在步骤b)之后，以小于或者等于100℃/h的速度使焊缝缓冷至室温；然后修磨焊缝。
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