电站大型轴类表面损伤亚激光瞬间熔堆焊修复工艺

☆项目详细内容

亚激光瞬间熔电源是近年来发展起来的一种表面堆焊焊接电源，亚激光瞬间熔是在瞬间（毫秒极）释放最高上千安左右脉冲高能离子流，在氩气保护下，焊丝瞬间熔化在基体上，由于瞬间作用和间隔发出脉冲，基体可以保持不发热或少发热，既能起到冷焊的效果，由于是瞬间完全熔合，又可得到致密性非常好的焊层。具有速度快、结合力高，致密性好等特点。

电站大型轴类用钢属高合金索氏体钢，该钢种焊接性差，在高温急冷状态下会产生淬硬马氏体组织，在应力下产生裂纹，常规熔焊方法焊接时须要焊前预热，焊后进行热处理。由于热处理会使大轴发生变形，热处理后大轴的机械性能不能保证，因此目前国内还未有用完全熔焊方法来修复。

利用亚激光瞬间熔堆焊焊接电源，通过对堆焊电站大型轴类表面工艺研究，对电站大型轴类表面堆焊的焊接材料选用、焊接工艺参数设定和对焊后的金相组织、显微硬度、机械性能、结合强度及焊接性进行综合分析试验评定，研发适合于电站大型轴类表面损伤亚激光瞬间熔堆焊的焊接工艺，对使用亚激光瞬间熔堆焊方法进行轴类损伤表面堆焊修复的组织性能、机械性能、提供质量依据及供借鉴亚激光瞬间熔堆焊方法的技术数据。

项目研发了一种对大轴堆焊后表面尺寸修复打磨工艺（为铜皮保护分层打磨法），根据需要选择不同厚度的保护材料对焊后大轴堆焊层两边进行保护，并利用打磨设备进行打磨。保护与打磨同步进行，在保证打磨精度的同时，也起到了保护大轴原始表面的作用。

电站大型轴类表面损伤亚激光瞬间熔堆焊及修复工艺已在火力发电厂大轴堆焊修复中成功进行了应用。☆主要技术创新

亚激光瞬间熔工艺与现有的电火花沉积/堆焊工艺堆焊电站大型轴类相比较，有如下优点：

1）为冶金熔合，结合强度高，致密性好。

2）可补焊厚度可控，对于深度较大的缺陷的焊补有大优势。修复效率高。

3）表面粗糙度小。

4）工艺稳定性，可靠性好。

☆项目应用情况

该成果成功应用于淮南田家庵电厂#4、#5 机组发电机转子、淮南洛河发电厂#4 机组小汽轮机大轴、中电投江苏阚山电厂2 台小机大轴的磨损堆焊修复工作。该项技术工艺极大提高了发电机组大型轴类及电站阀门堆焊的施工质量水平，缩短了检修周期，降低了检修成本，值得推广。

☆企业效益情况

将亚激光瞬间熔技术应用于电厂汽轮机、发电机轴颈及各种旋转轴表面拉伤及磨损的冷焊修复：对比返厂缩颈修复工艺将缩短检修周期20 余天，节约费用可在400 万，拆除、搬运、加工、安装费用约120 万。合计约节约费用520 万。对比电火花沉积焊修复工艺将缩短工期7-10 天，节约费用可在200 万。除此之外，由于该工艺施工质量高、检修周期短，在保证汽轮发电机组安全稳定运行的同时，充分满足了当前电力检修市场的需要，具有重要的社会效益。