修复堆焊技术应用于水轮机大轴缺陷修复

某厂生产的水轮机大轴属锻焊结构，是由2段锻造筒体焊接而成，大轴的材质为18MnMoNb钢。总重量94.2t，轴端法兰直径为ϕ2800mm，焊后总长度为6910mm。在采用电渣焊接并经机加工后，进行超声波探伤检查时发现，焊缝内有ϕ6～ϕ8mm的密集性夹渣，长度为200mm，深度为100mm，这在水轮机大轴的制造中是不允许的。根据大轴焊接缺陷的情况，制定了将缺陷清除再进行堆焊修复的工艺方案，取得了较好的效果。

18MnMoNb钢是高强度低合金钢，焊接碳当量CE可达0.495%，有一定的淬硬倾向；大轴外径ϕ2150mm，内径ϕ1400mm，壁厚375mm，焊补金属量较大，焊缝中的含氢量也相应较大。由于大轴是大型锻件，所以成分偏析将对焊接产生不良影响，由于大轴电渣焊后经正火+回火处理，故其组织状态有利于焊补工作。具体的焊补工艺如下：

1）按探伤确定出的缺陷位置，用碳弧气刨、风铲和砂轮将缺陷全部清除掉。用碳弧气刨时，由于渗碳和压缩空气冷却的原因，将可能产生淬火组织导致裂纹，因此须经150～200℃预热方可进行碳弧气刨。彻底清除焊补处的油污、飞溅，并使焊补部位平整圆滑。清理后的部位用放大镜做外观检查，确认没有缺陷方可进行焊补。

2）选用ϕ4mm或ϕ5mm的J707焊条，焊前焊条须经350℃焙烘1h，放入保温筒中随用随取，焊时直流反接。(https://www.xing528.com)

3）焊接时焊条做横向摆动，短弧操作，多层焊，严格控制层间温度在250～300℃，各层起弧位置应相互错开，每焊完一层必须清理一次焊渣，并进行锤击以减少焊接应力，焊接时应连续操作，焊后立即入炉进行回火处理。

采用上述焊补工艺进行水轮机大轴堆焊后，经超声波探伤检查，未发现缺陷，大轴已装机使用。