风机叶片电弧堆焊方法

丁建军

西安市爱菊粮油工业集团生产部 西安市

1.叶片强化方法及材料的选择

对风机叶片分别进行氧乙炔喷焊与电弧堆焊对比试验。喷焊加热速度慢、加热时间长，试件变形严重；电弧堆焊加热时间短，试件变形较小，但稀释率较高。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。

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，在堆焊层析出硬度不高的含钨复合化合物，影响耐磨性。采用唐山友达特种焊材有限公司生产的Fe-05高铬合金粉块作为堆焊材料，可使堆焊层含有 Cr7C3高硬相，且价格比碳化钨焊材便宜。

2.堆焊工艺

（1）降低稀释率。堆焊层的稀释率，反映了堆焊层中母材熔入数量的百分比。叶轮母材一般为 Q235或 16Mn。母材熔化后对耐磨合金材料起稀释作用，会降低堆焊层合金化的效果，影响耐磨性。在保证母材与耐磨合金相互熔合的前提下，降低稀释率就是减少母材熔化量。经过摸索，电流掌握在330～350A，电压在25～30V，焊接时间在90s的堆焊工艺规范效果最好。为减少母材熔化量，应注意尽量使堆焊电流减小、电压降低、堆焊速度加快。但堆焊电流过小，会使耐磨合金粉块不易熔化，导致堆焊速度减慢。欲使堆焊速度加快，又需加大堆焊电流。这一矛盾只有通过试验才能找到最佳组合。 因此焊工操作时需注意：电弧摆动幅度尽量小，以刚超出粉块边缘为宜，但不可咬边；采用坡度为 5°～10°的下坡焊，使熔池流动方向与施焊方向一致。

（2）控制叶轮变形量。堆焊后的叶轮，需要作静、动平衡试验，各表面的尺寸、形状及位置偏差要满足要求。由于堆焊会使叶轮受热不均匀，产生焊接应力，还需采取适当工艺措施，把叶轮变形控制在公差范围内。

（3）堆焊工艺措施。①保证焊接顺序。在每一叶片上堆焊完一块粉块后，转动叶轮，在叶片对称的相应位置，堆焊另一粉块，如此循环往复，直至把各叶片堆焊完毕。以此顺序堆焊，可使叶轮前后盘均匀收缩，并可避免应力过于集中，可减少焊接变形。②锤击焊缝。叶轮变形是由于堆焊层在冷却过程中发生收缩造成的。每堆焊完一粉块，用小锤轻击，延展堆焊层，可补偿部分收缩量，减少变形。③减少线能量。能使叶片受到的热输入量最少，热应力变小，这与降低稀释率的要求一致。

3.效果

用堆焊工艺修复的风机叶片，经生产实践检验，变形小，稳定性好，能满足形状和位置公差的要求。