本文關(guān)鍵詞：水輪機轉(zhuǎn)輪葉片裂紋及磨損缺陷的焊接修復(fù)研究

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【摘要】：無論是減少葉片出現(xiàn)開裂的頻率,還是提高葉片開裂的補焊修復(fù)效果,水輪機葉片開裂問題一直困擾著各水電站。目前電站大多采用手工電弧焊修復(fù)水輪機葉片表面缺陷,但效果并不理想,因此本文嘗試研究利用手工鎢極氬弧焊(GTAW)對其進行補焊修復(fù)。本文選用兩種常見的水輪機葉片制造材料:ZG20SiMn低合金鋼和ZG0Cr13Ni5Mo低碳馬氏體不銹鋼作為母材,并在其表面機械加工出孔洞:作為葉片裂紋。利用GTAW分別對其施焊,獲得焊接接頭。通過對接頭的外觀檢驗、金相組織分析、相分析、微觀形貌分析以及顯微硬度分析,確定最優(yōu)的補焊工藝參數(shù)如焊接電流、氣體流量及保護、焊前預(yù)熱溫度和焊后回火溫度等。研究結(jié)果如下:(1)采用GTAW修復(fù)ZG20SiMn鋼材質(zhì)的葉片,焊態(tài)下接頭熱影響區(qū)容易出現(xiàn)淬硬馬氏體組織,增加開裂傾向。采用適當(dāng)?shù)暮盖邦A(yù)熱溫度、焊接電流大小以及熱處理工藝,可減少熱影響區(qū)馬氏體組織,縮小馬氏體分布區(qū)域,接頭各處組織的顯微硬度也得到改善.(2)采用GTAW修復(fù)ZG0Cr13Ni5Mo不銹鋼材質(zhì)的葉片,焊態(tài)下發(fā)現(xiàn)焊縫受冶金缺陷的影響產(chǎn)生應(yīng)力集中增加了開裂傾向,且焊縫靠近熔合線附近會析出脆而硬的σ相,破壞接頭的力學(xué)性能。經(jīng)研究,通過采用焊前預(yù)熱、正背面均通氣體進行保護,可防止焊件過熱,降低過冷度,從而減少σ相的析出;通過采用回火溫度范圍在550℃~650℃之間的熱處理工藝,能最好的降低殘余應(yīng)力。同時研究發(fā)現(xiàn)在焊后熱處理過程中焊縫處會析出過多的623CM碳化物,增加了開裂傾向,導(dǎo)致接頭合格率降低。
【關(guān)鍵詞】：葉片開裂 ZG20SiMn鋼 ZG0Cr13Ni5Mo鋼 鎢極氬弧焊 修復(fù)工藝
【學(xué)位授予單位】：南昌工程學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG455;TG142.71
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 緒論7-14
• 1.1 課題研究背景7
• 1.2 水輪機葉片裂紋問題綜述7-11
• 1.2.1 水輪機葉片裂紋產(chǎn)生原因及分析7-9
• 1.2.2 水輪機葉片裂紋對策及預(yù)防措施9-11
• 1.3 GTAW修復(fù)技術(shù)概述11-12
• 1.3.1 GTAW設(shè)備系統(tǒng)11
• 1.3.2 GTAW的優(yōu)點11-12
• 1.4 課題主要研究內(nèi)容與路線12-13
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容12
• 1.4.2 研究路線12-13
• 1.5 課題研究目的與意義13-14
• 第2章 補焊修復(fù)試驗14-26
• 2.1 試驗材料14-16
• 2.2 試驗設(shè)備16-22
• 2.2.1 鎢極氬弧焊機16-17
• 2.2.2 箱式電阻爐17-18
• 2.2.3 理化實驗設(shè)備18-20
• 2.2.4 輔助設(shè)備20-22
• 2.3 試驗方法22-26
• 2.3.1 補焊流程22-23
• 2.3.2 補焊試驗具體步驟23-25
• 2.3.3 補焊工藝規(guī)范25-26
• 第3章 20SiMn鋼材質(zhì)葉片補焊修復(fù)試驗研究26-39
• 3.1 ZG20SiMn鋼可焊性分析26-27
• 3.2 補焊工藝方案設(shè)計27-30
• 3.2.1 焊前預(yù)熱溫度27
• 3.2.2 補焊工藝參數(shù)選擇27-30
• 3.3 補焊結(jié)果理化性能檢驗30-36
• 3.3.1 力學(xué)性能檢驗31-32
• 3.3.2 金相檢驗32-36
• 3.4 補焊工藝對接頭質(zhì)量的影響分析36-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 0Cr13Ni5Mo鋼材質(zhì)葉片補焊修復(fù)試驗研究39-56
• 4.1 0Cr13Ni5Mo鋼可焊性分析39-40
• 4.2 補焊工藝方案設(shè)計40-43
• 4.2.1 焊前預(yù)熱溫度40
• 4.2.2 施焊工藝參數(shù)及規(guī)范40-43
• 4.2.3 焊后熱處理工藝43
• 4.3 補焊結(jié)果與分析43-52
• 4.3.1 氣體保護影響補焊結(jié)果的分析43-45
• 4.3.2 焊接接頭分析45-52
• 4.4 補焊開裂原因分析52-55
• 4.4.1 焊態(tài)裂紋原因分析52-53
• 4.4.2 熱處理后出現(xiàn)開裂的原因分析53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 結(jié)論與展望56-58
• 5.1 結(jié)論56-57
• 5.2 展望57-58
• 參考文獻58-60
• 致謝60

【參考文獻】

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本文編號：1059128