风机叶片堆焊工艺研究

   2009-02-28 中国风电材料设备网3218


(6) 经静、 动平衡校正。

2 叶片强化方法及材料的选择

磨损是一种与材料表面状态有关的现象。要提高叶轮的寿命,必须对叶片表面进行强化,使其能经受住磨损。

2.1 磨损原因分析

作者现场考察了已磨损叶片的表面状况,发现磨损最严重的部位已成豁口状(局部磨穿),稍严重部位已磨成薄刃状,其他部位的表面磨成一道道微细沟槽。根据现场工作条件,判定叶轮受到磨料磨损、 冲蚀磨损、 热磨损等多重作用。其中,主要是受到磨料磨损,即微小的尘埃和煤灰等颗粒,在风压作用下,对高速运转的叶片表面进行了显微切削,造成了叶片的磨损[1]。

2.2 选择强化方法

就一般情况而言,对工件表面进行强化的方法有多种,如渗碳、 刷镀及等离子喷涂等。针对风机的使用工况及现场条件,可行的方法仅有氧乙炔喷焊及电弧堆焊。

在试板上分别进行了氧乙炔喷焊与电弧堆焊的对比试验。喷焊(喷涂后重溶)加热速度慢、 加热时间长,导致试件变形严重,但稀释率较低;而电弧堆焊加热时间短,试件变形较小,但稀释率较高。因叶轮的形状及刚度等原因,叶轮变形后校形较困难,加之在生产制造叶轮的过程中,叶轮本身已有一定的制造偏差,故为保证叶轮的尺寸及形位偏差这一基本要求,采用变形较小的电弧堆焊方法。

2.3 选择材料

受磨料磨损的工件,一般选用碳化钨或高铬合金铸铁作为堆焊材料。但采用电弧堆焊的方法,会使碳化钨原始颗粒大部分熔化,在堆焊层析出硬度并不算高的含钨复合化合物,影响耐磨性的提高;而采用高铬合金铸铁作为堆焊材料,可使堆焊层含有 Cr7C3 高硬相,且其价格比碳化钨便宜[2,3]。作者分别选择了牡丹江、 天津、 哈尔滨三个厂家生产的堆焊材料进行了对比试验,结果如表 1 所示。

表 1 堆焊材料对比试验

序号 生产地 合金体系 堆焊后硬度 表面状况
1# 牡丹江 Fe-Cr-B HRC>50 积瘤状
2# 天 津 Cr-Ni-Si HRC43 平整
3# 哈尔滨 Fe-Cr-B HRC>50 平整

从表 1 可以看出,1# 材料堆焊后表面硬度高,但焊接工艺性能差,堆焊层表面呈“积瘤状”、 不平滑;为避免在叶轮使用过程中,在“积瘤”处“挂灰”,破坏叶轮动平衡,故不采用。2# 材料堆焊后,虽然表面成型较平滑,但其硬度较低,因其耐磨性较差,故也不采用。3# 材料无论在表面成型,还是在表面硬度方面均较好,故选其为堆焊材料。

3 堆焊工艺及结果

 
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