一種循環風機葉輪在線焊接方法與流程
2023-05-09 06:57:36
本發明屬於設備檢修領域，具體的是一種循環風機葉輪在線焊接方法。
背景技術：
幹熄焦循環風機是煉鐵廠搗固焦幹熄焦系統至關重要的生產設備之一，它的運行正常與否直接關係幹熄爐的順利運行，幹熄焦擔負著焦爐焦炭幹熄、煉鐵廠蒸汽外送的重任，它的良好運行直接關係到焦炭的幹熄率、以及蒸汽的產量；循環風機介質氣體焦粉含量一般情況下：700～800mg/Nm3，氣體焦粉含量≤2g/Nm3。二次除塵器中殘留粉焦粒度分布為：其中≤0.25mm的佔4.7％；其中≤0.25～1mm的佔12.1％；其中≤1～1.5mm的佔77.2％；其中≤1.5～3mm的佔5.6％；其中≤3～5mm的佔0.4％。風機的工作制度為每年345天，每天24小時連續工作，這樣粉塵含量大，長時間運行，造成風機葉輪出現裂紋，造成葉輪更新，以往大型風機葉輪裂紋處理都是採用開坡口直接焊接的方法。而葉輪裂紋處理後使用時間短，嚴重影響了正常的生產需要。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種循環風機葉輪在線焊接方法，以提高葉輪裂紋處理的質量。
本發明採用的技術方案是：包括順序進行的以下步驟：
a、清除裂紋：在葉片與輪轂連接的一端開U型槽坡口清除裂紋；
b、焊接：採用至少為兩層焊道進行焊接，相鄰兩層焊道間的迭壓面不小於外層焊道寬度的1/3；每層焊道分三段或者兩段進行退焊，每層焊道中相鄰兩段焊道間的接頭處應錯開至少30mm。
進一步的，步驟b)中，焊縫的層間溫度大於或者等於預熱溫度，且小於或者等於60℃。
進一步的，步驟b)中，每焊接完一段焊道，對該段焊道進行錘擊，錘擊焊道的錘擊面為圓弧形，錘擊順序為先該段焊道的中部，再錘擊該段焊道的兩側。
進一步的，第一層焊道施焊時的電流大於其它層焊道施焊時的電流；第一層焊道施焊時的移行速度小於其它層焊道施焊時的移行速度。
進一步的，第二層焊道以及第二層焊道外側的焊道在施焊時，焊條的行進路線為波浪線形。
進一步的，在最後一層焊道外側焊接退火層焊縫。
進一步的，步驟a)中，開U型槽的方法為：先滲透探傷檢測出裂紋的長度和狀況，並標記；然後，在裂紋端部鑽止裂孔；接著，氣焊開U型槽坡口；最後，滲透探傷加磁粉探傷雙重檢測，確認裂紋已被清除；最終，清理乾淨U型槽坡口及U型槽坡口兩側20mm內的區域。
進一步的，在步驟b)之後，以小於或者等於100℃/h的速度使焊縫緩冷至室溫；然後修磨焊縫。
本發明的有益效果是：該一種循環風機葉輪在線焊接方法，開U型槽坡口加大焊喉的深度，從而增大了焊縫截面的面積，增大了焊縫承受應力的能力，開U型槽坡口需滿足清除現有裂紋的程度。而採用至少兩層焊縫焊接，與現有一次性焊接相比，每層焊縫的厚度縮小，最內層的焊縫厚度縮小，滲透更充分，使焊縫溫度更均勻，降低了焊縫內外溫差。而焊喉深度的加大，更充分的滲透提高了焊縫承受應力的能力，延緩了焊縫出現裂紋的時間，從而延長了裂紋修復後的使用時間，有效延長了葉輪使用壽命，減少了葉輪裂紋處理後焊縫返修次數，節約了維修成本。
附圖說明
圖1為葉輪開U型槽示意圖。
圖中，葉片1、輪轂2、U型槽坡口3。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做進一步的說明如下：
一種循環風機葉輪在線焊接方法，包括順序進行的以下步驟：
a、清除裂紋：在葉片1與輪轂2連接的一端開U型槽坡口3清除裂紋；
b、焊接：採用至少為兩層焊道進行焊接，相鄰兩層焊道間的迭壓面不小於外層焊道寬度的1/3；每層焊道分三段或者兩段進行退焊，每層焊道中相鄰兩段焊道間的接頭處應錯開至少30mm。
焊道的喉深不足或滲透不足會增加縱向裂紋的發生機率，焊道通常扮演承受兩端拉伸應力與壓縮應力的關鍵角色。焊道的喉深若是不足或滲透程度不足，意味著能夠承受應力的截面積縮小了，容易發生斷裂，只要一側焊接收縮應力大於另一側焊道的承受力，該側焊道就會立即出現龜裂現象。該一種循環風機葉輪在線焊接方法，如圖1所示，開U型槽坡口3加大焊喉的深度，從而增大了焊縫截面的面積，增大了焊縫承受應力的能力，開U型槽坡口3需滿足清除現有裂紋的程度。而採用至少兩層焊縫焊接，與現有一次性焊接相比，每層焊縫的厚度縮小，最內層的焊縫厚度縮小，滲透更充分，使焊縫溫度更均勻，降低了焊縫內外溫差。而焊喉深度的加大，以及更充分的滲透提高了焊縫承受應力的能力，延緩了焊縫出現裂紋的時間，從而延長了裂紋修復後的使用時間，有效延長了葉輪使用壽命，減少了葉輪裂紋處理後焊縫返修次數，節約了維修成本。而相鄰兩層焊道間的迭壓面的寬度越小，相鄰兩層焊道之間剪斷的概率越大，因此，相鄰兩層焊道間的迭壓面不小於外層焊道寬度的1/3，降低了相鄰兩層焊道之間剪斷的概率，提高了焊接質量。而每層焊道中相鄰兩段焊道間的接頭處應錯開至少30mm，縮小了接頭處溫度與氣體位置的溫差，保證了整條焊縫受熱的均勻性，從而使應力分布較均勻。
層間溫度過高會引起熱影響區晶粒粗大，使得焊縫強度及低溫衝擊韌性下降，但是，層間溫度低於預熱溫度，容易在施焊的過程中產生裂紋，因此，作為優選，步驟b)中，焊縫的層間溫度大於或者等於預熱溫度，且小於或者等於60℃。層間溫度為60℃時。
進一步的，步驟b)中，每焊接完一段焊道，對該段焊道進行錘擊，錘擊焊道的錘擊面為圓弧形，錘擊順序為先該段焊道的中部，再錘擊該段焊道的兩側。
每焊完一段後立即用帶圓頭的小錘進行錘擊。先錘擊焊縫中部，再錘擊焊縫兩側，達到布滿麻點為止，以消除部分應力和改拉應力為壓應力。錘擊後用10倍的放大鏡檢查表面，確認無缺陷後繼續施焊。由於溫度降低，錘擊效果降低，而焊縫的中部為主要易裂部位，因此，先錘擊焊縫的中部，最大程度消除焊縫中部的應力及該其拉應力為壓應力。
為了保證充分滲透，作為優選，第一層焊道施焊時的電流大於其它層焊道施焊時的電流；第一層焊道施焊時的移行速度小於其它層焊道施焊時的移行速度。通過增大施焊電流和降低移行速度，達到充分滲透的目的。以焊道的施焊先後順序為準，各層焊道依次命名為第一層焊道、第二層焊道，知道第N層焊道，N等於焊道的層數；而關於內側與外側的定義為，先施焊的位於後施焊的內側，後施焊的位於先施焊的外側。
越往外層，焊道的寬度越大，而均採用2.5mm的焊條，為了使外層焊道滿足寬度要求及質量要求，作為優選，第二層焊道以及第二層焊道外側的焊道在施焊時，焊條的行進路線為波浪線形。
為了保證焊縫的力學性能，作為優選，在最後一層焊道外側焊接退火層焊縫。
優選的，步驟a)中，開U型槽的方法為：先滲透探傷檢測出裂紋的長度和狀況，並標記；然後，在裂紋端部鑽止裂孔；接著，氣焊開U型槽坡口3；最後，滲透探傷加磁粉探傷雙重檢測，確認裂紋已被清除；最終，清理乾淨U型槽坡口3及U型槽坡口3兩側20mm內的區域。
檢測出裂紋的長度和狀況，以便確定開設U型槽坡口3的位置和範圍，使裂紋隨著U型坡口的開設被全部清除。在裂紋端部轉止裂孔是為了防止開U型槽坡口3時，因振動等原因造成裂紋擴張。清理坡口及坡口兩側的範圍，避免油、鏽或者水等雜質等影響焊縫質量。
由於焊接時，焊縫處溫度可達到材料沸點，而焊條離開是，焊縫處溫度急劇下將至室溫，這種不均勻溫度會產生殘餘應力及變形，為了消除溫度急劇變化的影響，優選的，在步驟b)之後以小於或者等於100℃/h的速度使焊縫緩冷至室溫；然後修磨焊縫。通過延緩冷卻速度，能有效降低殘餘應力和減小形變。