筒型离心式压缩机干气密封定位凸台的补焊

HEATS

　　1引言

' r/ F5 }; D f9 t

　　在组装某台筒型压缩机干气密封时，发现在左、右端盖上安装干气密封处，所钻的一次排气孔钻到干气密封定位凸台处，使密封凸台破坏，破坏面达25mm×10 mm×7mm(见图1中的F向)，造成干气密封定位胶环局部密封不好。-|MechNet|更多知识，请登陆中国机械专家网，http://www.mechnet.com.cn/

　　左、右端盖本身做水压试验，压力为30MPa，合格后端盖与机壳同时做气压试验，压力为20MPa，介质为氦气。该产品的气体介质为循环氢，承受工作压力16 MPa；如果密封凸台不补焊，不仅影响外观质量，更重要的是在机组运转时将会造成密封漏气，严重时还会影响干气密封的使用，从而导致工艺流程瘫痪和机组停机，后果不堪设想。-|MechNet|更多知识，请登陆中国机械专家网，http://www.mechnet.com.cn/

　　 左、右端盖材质为KMN材料，该材料特殊，补焊难度非常大，由于左、右端盖已精加工，如果补焊措施不当会引起裂纹，焊后变形，最为严重的是导致该部件报废。

　　2 KMN材料简介

　　KMN材料是我公司离心式压缩机焊接叶轮、端盖等专用材料。该材料为铬钼合金，焊前需要预热，焊后需要热处理，在调质状态下使用，焊接工艺复杂，焊接时用KMN材料的专用焊条。

& C) `# A( ^ ~& Z

　　3补焊方法选择

　　3.1激光冷焊

' {" ~4 P+ ?: W3 \5 x

　　由于左、右端盖已经精加工，干气密封定位台也已加工完毕，焊接热输入量会导致焊后变形。为防止焊后变形，焊接方法首选是冷焊。为了保证补焊质量，笔者与中国科学院金属研究所激光表面熔合的专业技术人员，进行了现场质量分析，确认是否可以采用冷焊的方法进行补焊。激光表面熔合焊的技术人员对端盖KMN材料的性能、可焊性等，都感到陌生，补焊的位置处于端盖的中间处，确认在补焊时电极接触很困难，即使电极接触到焊接效率也极低，质量又很难保证，面对此种情况，确认不宜采用激光冷焊。

　　3.2手工电弧焊

　　采用手工电弧焊进行补焊，灵活方便。由于KMN材料是公司专用材料，也有专用KMN焊条，焊接材料和焊后性能都没问题。关键是需补焊的左、右端盖的位置都是在精加工后的干气密封区域，补焊时需要焊前预热，焊后热处理，手工电弧焊的热输入量很大，都会增加补焊区域的热输入量，热输入量的不断加大，将会导致焊后变形。如果产生变形，这意味着左、右端盖将会报废，此种方法也不宜采用。

　　3.3手工钨极氩弧焊

4 ^4 N/ a$ R! T. S. Z" J

　　氩弧焊，是用氩气作保护气体的一种焊接方法。氩弧焊时，氩气在电弧周围形成保护气层，使熔融金属、钨极端头和焊丝不与空气接触。氩气属于惰性气体，它不与金属发生化学反应，十分稳定。因此，在焊接过程中被焊金属和焊丝中的合金元素不易烧损。此外，氩气不溶于金属，故在金属中不能形成气孔。由于具有上述特点，采用氩弧焊可以获得高质量的焊缝。

　　此工件采用氩弧焊进行补焊，更充分的理由是：

; w2 {+ u8 @+ s

　　(1)由于电弧受到氩气的压缩和冷却作用，使电弧能量比较集中，热影响区小，变形也小；

0 N7 M2 Y! X& k& I

　　(2)焊缝区无熔渣，焊工在操作时可以清楚地看到熔池和焊缝的形成过程，便于操作；

　　(3)操作时不受空间位置限制，适于全位置焊接；

6 A4 F5 H5 y( y7 A. j) g

　　(4)适于焊接有色金属及合金钢、不锈钢、高温合金钢、特殊合金钢以及难熔的活性金属等。

　　基于氩弧焊的特点，采用氩弧焊对左、右端盖密封处进行补焊最为合适。

( W, A3 p5 t5 ]( `

　　4手工钨极氩弧焊补焊工艺

　　4.1焊接技术参数

　　设备型号：日本大阪OTC公司生产的ACCUTIG 300P脉冲氩弧焊机；电源极性：直流正接；钨极：采用铈钨极；直径：Φ3.2mm；外伸长度：7 mm；氩气纯度：99.99 %；氩气流量：8 L/min；喷嘴直径：10mm；钨极至工件距离：4mm；引弧：借高频引弧器引弧；焊接电流：110～120 A；焊接电压：20～22 V。-|MechNet|更多知识，请登陆中国机械专家网，http://www.mechnet.com.cn/

2 o/ f& ?- r1 I

　　4.2焊前准备

　　(1)补焊处的油污用酒精、丙酮彻底清洗干净。

　　(2)检查电源、水路、气路等是否正常。

　　(3)将KMNΦ3.2mm焊条药皮清理干净，砂纸抛光后用丙酮擦拭，做补焊填充焊丝用。

　　4.3补焊要点

　　(1)引弧前提前5～10s输送氩气，借以排除管中及补焊件被焊处的空气，调节氩气流量。-|MechNet|更多知识，请登陆中国机械专家网，http://www.mechnet.com.cn/

　　(2)补焊第一层采用左向焊法，第二层采用右向焊法，依序往返进行补焊，后一道焊缝相当于给前一道焊缝回火，起到消除应力的作用，采用左向焊、右向焊，相互交替进行补焊长肉，直至焊完为止。-|MechNet|更多知识，请登陆中国机械专家网，http://www.mechnet.com.cn/

　　(3)补焊时采用短弧焊，以增强保护效果，同时减少热影响区宽度并防止补焊件变形。

4 n" K9 n4 Z t

　　(4)填充焊丝要均匀，在熔池前面呈熔滴状加入，不要扰乱氩气流，切莫与钨极相碰。

: I0 I7 B! ^- a( K

　　(5)补焊临终时，应多加些焊丝，然后慢慢拉开，防止产生弧坑。

　　(6)补焊完毕，切断电源后，必须在3～5s内继续送出保护气体，直到钨极及熔池区域稍稍冷却以后，停止送气，避免补焊区氧化。

　　5补焊后检验

, G# X8 s; z% g2 j

　　补焊后对其表面进行着色检验，表面无任何缺陷。检验合格后将补焊处进行手工修磨，修磨到符合要求后，再用金相砂纸进行精抛。补焊处经过精抛后的金属颜色、光泽，完全与基体金属颜色、光泽一致，根本看不出补焊痕迹。

　　6结论

5 e: }0 Y0 y7 f* Q1 r' W

　　(1)采用手工钨极氩弧焊，对左、右端盖已精加工的干气密封定位凸台处进行补焊，是最理想的补焊方法。

( j; E f2 B" c9 v4 h5 f% a8 I& G

　　(2)利用手工钨极氩弧焊左、右向焊接法，往返、相互交替进行补焊，焊前不需预热，焊后不用热处理，补焊效果好，工件不变形。

) s+ S$ d( h) b5 n* M& P

　　(3)在高压离心式压缩机的筒型机壳中，位于左、右端盖上的干气密封定位凸台处补焊成功，保证了产品质量及按期交运。
-【MechNet】

$ ~& r, O, ~* z/ e, |+ G" v1 o