專利名稱：一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃燒室司太立合金堆焊方法。
背景技術(shù)：
燃壓機(jī)組燃燒室中的定位器以及燃燒室座圈，材質(zhì)為俄標(biāo)鎳基高溫合金 3 Π648 JI (10Cr30Ni50WMoAlTiNb)，按設(shè)計(jì)要求需在此材料上堆焊一層司太立合金層，以提高其耐磨損、耐沖擊、耐腐蝕等特殊要求。對于3Π648 的焊接性目前了解較少，在該材質(zhì)上堆焊司太立合金堆焊屬于新的焊接工藝。另外設(shè)計(jì)要求堆焊層硬度要在HRC40以上，但是司太立合金是一種易裂焊材，其抗裂性和硬度又是兩種矛盾的性能指標(biāo)。因此需要通過模擬產(chǎn)品試樣進(jìn)行一系列焊接、熱處理以及金相、力學(xué)等試驗(yàn)，摸索出最佳工藝，使焊縫性能達(dá)到產(chǎn)品要求，保證燃壓機(jī)組安全運(yùn)行。
目前，在司太立合金堆焊方面，工藝上我們同國外技術(shù)差距不大，但是由于我國3(MW天然氣壓縮燃?xì)廨啓C(jī)的研制比國外晚，對烏克蘭標(biāo)準(zhǔn)材料了解較少。因此對 3 Π648 JI (10Cr30Ni50WMoAlTiNb)這種鎳基高溫合金的焊接性能了解不多，只有通過焊接試驗(yàn)來摸索其焊接流動性、熔敷效果、線膨脹系數(shù)、收縮率等焊接特性，并通過理化試驗(yàn)檢驗(yàn)其焊縫性能，最終分析得出合理的工藝參數(shù)，完善司太立合金堆焊工藝，保證堆焊層的硬度等各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，使公司的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊制造工藝達(dá)到國內(nèi)外先進(jìn)水平。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊焊縫強(qiáng)度、抗裂性能不符合設(shè)計(jì)要求與機(jī)組安全運(yùn)行不平穩(wěn)的問題，而提出的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊方法。
本發(fā)明一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)
一、使用體積百分含量為97% 100%乙醇水溶液對工件焊接區(qū)域進(jìn)行清理；
二、采用爐窯設(shè)備對工件加熱至350 400°C并保持溫度在此區(qū)間；
三、以8 10L/min的流速通入氬氣進(jìn)行保護(hù)，然后使用直流氬弧焊機(jī)對工件進(jìn)行焊接；其中，所述直流氬弧焊機(jī)選用Φ2. O鈰鎢極，焊接電流調(diào)至45 60A，所述焊接使用的焊材為司太立6號鈷基硬質(zhì)合金焊絲，焊接速度60 80mm/min,道間溫度350 400°C ；
四、工件無裂紋焊接缺陷后，對其進(jìn)行熱處理；其中，所述熱處理方法為以150 2000C /時的升溫速度，將工件升溫至840 860°C，并保溫2小時，再以100 150°C /時的降溫速度，將工件降溫至150°C以下，然后進(jìn)行空冷即完成了燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金的堆焊。
發(fā)明效果目前此項(xiàng)成果已經(jīng)納入產(chǎn)品焊接工藝中，在燃壓機(jī)組定位器、座圈的焊接工藝中所采用的焊接參數(shù)均是該參數(shù)。通過此項(xiàng)成果，使我們對3Π648 這種材質(zhì)的焊接性有一定的了解，熟悉了該堆焊結(jié)構(gòu)的性能特點(diǎn)，總結(jié)出了焊縫性能隨焊接及熱處理參數(shù)變化的規(guī)律，得到了燃壓機(jī)組燃燒室司太立堆焊的最佳焊接參數(shù)，并為今后同類材料的焊接生產(chǎn)提供了有價值的參考資料，填補(bǔ)了對該材料焊接研究領(lǐng)域的空白。在燃壓機(jī)組的生產(chǎn)中保證了燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊焊縫強(qiáng)度、抗裂性能符合設(shè)計(jì)要求的問題，設(shè)計(jì)要求堆焊層硬度要在HRC40以上，而本試驗(yàn)均能滿足要求，硬度最低在43. 2HRC，從而有效的保證了產(chǎn)品焊接質(zhì)量，降低返修率，節(jié)省大量資金，有效地保證燃壓機(jī)組質(zhì)量，保障機(jī)組安全運(yùn)行平穩(wěn)。


圖1為定位器焊件示意圖；其中a表示司太立堆焊層焊接處；
圖2為座圈焊件示意圖；其中a表示司太立堆焊層焊接處；
圖3司太立合金堆焊層硬度-熱處理溫度曲線；
圖4為定位器焊接試樣；其中A表示堆焊層，B表示母材3 Π648 JI，C表示堆焊層第一層，D表不堆焊層第二層；
圖5為X 200下焊縫金相組織照片；
圖6為X 500下焊縫下金相組織照片；
圖7為X 200下母材金相組織照片；
圖8為X 500下母材金相組織照片；
圖9為X200下熱影響區(qū)金相組織照片；
圖10為X500下熱影響區(qū)金相組織照片；
圖11為X 200下熔合線金相組織照片；
圖12為X 500下熔合線金相組織照片。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)
一、使用體積百分含量為97% 100%乙醇水溶液對工件焊接區(qū)域進(jìn)行清理；
二、采用爐窯設(shè)備對工件加熱至350 400°C并保持溫度在此區(qū)間；
三、以8 10L/min的流速通入氬氣進(jìn)行保護(hù)，然后使用直流氬弧焊機(jī)對工件進(jìn)行焊接；其中，所述直流氬弧焊機(jī)選用Φ2. O鈰鎢極，焊接電流調(diào)至45 60A，所述焊接使用的焊材為司太立6號鈷基硬質(zhì)合金焊絲，焊接速度60 80mm/min,道間溫度350 400°C;
四、工件無裂紋焊接缺陷后，對其進(jìn)行熱處理；其中，所述熱處理方法為以150 2000C /時的升溫速度，將工件升溫至840 860°C，并保溫2小時，再以100 150°C /時的降溫速度，將工件降溫至150°C以下，然后進(jìn)行空冷即完成了燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金的堆焊。
本實(shí)施方式效果目前此項(xiàng)成果已經(jīng)納入產(chǎn)品焊接工藝中，在燃壓機(jī)組定位器、座圈的焊接工藝中所采用的焊接參數(shù)均是該參數(shù)。通過此項(xiàng)成果，使我們對3Π648 這種材質(zhì)的焊接性有一定的了解，熟悉了該堆焊結(jié)構(gòu)的性能特點(diǎn)，總結(jié)出了焊縫性能隨焊接參數(shù)變化的規(guī)律，得到了燃壓機(jī)組燃燒室司太立堆焊的最佳焊接參數(shù)，并為今后同類材料的焊接生產(chǎn)提供了有價值的參考資料，填補(bǔ)了對該材料焊接研究領(lǐng)域的空白。在燃壓機(jī)組的生產(chǎn)中保證了燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊焊縫強(qiáng)度、抗裂性能符合設(shè)計(jì)要求的問題，設(shè)計(jì)要求堆焊層硬度要在HRC40以上，而本試驗(yàn)均能滿足要求，硬度最低在43. 2HRC，從而有效的保證了產(chǎn)品焊接質(zhì)量，降低返修率，節(jié)省大量資金有效地保證燃壓機(jī)組質(zhì)量，保障機(jī)組安全運(yùn)行平穩(wěn)。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中的工件為燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中的定位器和座圈。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是步驟二中對工件加熱至360 390°C。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是步驟三中的氬氣純度99. 999 % 100 %。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四之一不同的是步驟三中是以8. 5 9. 5L/min的流速通入氬氣進(jìn)行保護(hù)的。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至四之一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體 實(shí)施方式一至五之一不同的是步驟三中焊接電流調(diào)至50 55A.。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至六之一不同的是步驟三中焊接速度控制在65 75mm/min。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至六之一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七之一不同的是步驟三中道間溫度360 390°C。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至七之一相同。
通過以下試驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明有益效果
試驗(yàn)I
I、通過金屬化學(xué)成份分析實(shí)驗(yàn)得到3 Π648 JI材料金屬化學(xué)成分如表I所示
表I 3 Π648 JI材料金屬化學(xué)成分
權(quán)利要求
1.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊方法，其特征在于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊方法按以下步驟實(shí)現(xiàn) 一、使用體積百分含量為97% 100%乙醇水溶液對工件焊接區(qū)域進(jìn)行清理； 二、采用爐窯設(shè)備對工件加熱至350 400°C并保持溫度在此區(qū)間； 三、以8 10L/min的流速通入氬氣進(jìn)行保護(hù)，然后使用直流氬弧焊機(jī)對工件進(jìn)行焊接；其中，所述直流氬弧焊機(jī)選用0 2. O鈰鎢極，焊接電流調(diào)至45 60A，所述焊接使用的焊材為司太立6號鈷基硬質(zhì)合金焊絲,焊接速度60 80mm/min,道間溫度350 400°C ； 四、工件無裂紋焊接缺陷后，對其進(jìn)行熱處理；其中，所述熱處理方法為以150 2000C /時的升溫速度，將工件升溫至840 860°C，并保溫2小時，再以100 150°C /時的降溫速度，將工件降溫至150°C以下，然后進(jìn)行空冷即完成了燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金的堆焊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊方法，其特征在于步驟一中的工件為燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中的定位器和座圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊方法，其特征在于步驟二中對工件加熱至360 390°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊方法，其特征在于步驟三中的氬氣純度99. 999% 100%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊方法，其特征在于步驟三中是以8. 5 9. 5L/min的流速通入氬氣進(jìn)行保護(hù)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊方法，其特征在于步驟三中焊接電流調(diào)至50 55A.。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊方法，其特征在于步驟三中焊接速度控制在65 75mm/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊方法，其特征在于步驟三中道間溫度360 390°C。
全文摘要
一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊方法，本發(fā)明涉及燃燒室司太立合金堆焊方法。本發(fā)明是要解決燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊焊縫強(qiáng)度、抗裂性能不符合設(shè)計(jì)要求與機(jī)組安全運(yùn)行不平穩(wěn)的問題，而提出的一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊方法。一、對工件焊接區(qū)域進(jìn)行清理；二、采用爐窯設(shè)備對工件加熱；三、使用直流氬弧焊機(jī)對工件焊接司太立合金；四、工件無裂紋焊接缺陷后，對其進(jìn)行熱處理，即完成了燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金的堆焊。本發(fā)明應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室司太立合金堆焊領(lǐng)域。
文檔編號B23K9/235GK102974917SQ201210447249
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者付強(qiáng), 黨麗麗, 沈陽威, 楊浩, 張良華, 王德彪, 蘇志成, 劉少勇, 楊有生, 王恒, 季常贏 申請人:哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司