QDLF8不锈钢立式多级管道泵叶轮的修补

论文导读：使管道泵叶轮出现裂纹。管道泵叶轮材质为奥氏体不锈钢。线膨胀系数大。线膨胀系数，QDLF8不锈钢立式多级管道泵叶轮的修补。
关键词：奥氏体不锈钢，裂纹，线膨胀系数，焊接热循环，坡口清理
 

一、 前言

某厂送来我校修理的QDLF8不锈钢立式多级管道泵由于长时间工作，使管道泵叶轮出现裂纹，导致管道泵生产效率降低，扬程达不到设计要求，对管道泵的正常运行带来不良影响。论文大全，线膨胀系数。。

二、 补焊要求

⒈泵体基材

管道泵叶轮材质为奥氏体不锈钢，它的组织为铁素体和奥氏体组织，铁素体的存在使其有高的屈服强度和耐氯化物应力腐蚀的性能，奥氏体的存在使其具有很好的韧性和耐腐蚀性能。论文大全，线膨胀系数。。

奥氏体不锈钢叶轮在焊接时有较大的热裂纹敏感性，主要与以下几个特点有关：第一，奥氏体不锈钢的导热系数小，线膨胀系数大，在焊接局部加热和冷却条件下，焊接接头部位的高温停留时间较长，焊缝金属及近缝区在高温时承受较高的拉伸应力与拉伸应变，在冷却过程中可形成较大的拉应力，焊缝金属凝固期间存在较大拉应力是产生凝固裂纹的必要条件；第二，奥氏体不锈钢易形成方向性强的柱状晶的焊缝组织，一些有害杂质元素易在晶间形成低熔点的液态膜，从而产生焊缝凝固裂纹，其次奥氏体钢的合金组织较复杂，不仅有害杂质易形成熔夹层，一些合金元素也能形成有害的易熔夹层，所有这些均是管道泵叶轮焊接产生裂纹的因素。

⒉补焊工艺

奥氏体不锈钢焊接时容易产生热裂纹，所以采用以下补焊工艺方案：

①由于导热系数小，线膨胀系数大，自由状态下焊接时易产生较大的焊接变形，所以采用钨极氩弧焊，该焊接方法电弧能量大，热量集中；而且有氩气流的冷却作用，热影响区小，有利于提高焊接接头的抗晶间腐蚀能力，同时焊接质量稳定，焊缝成型好，且无飞溅和熔渣。

②因补焊时是局部施焊，管道泵叶轮整体钢性很大，故焊材选用强度等级稍低的焊条或焊丝，以增加塑性。

③焊丝或焊条中的Ti、Nb、Cr等元素对氧的亲和力较大，为防止合金元素烧损，应采用短弧直接前进焊为好，从而抑制焊缝中的柱状结构产生，减少偏析。论文大全，线膨胀系数。。

④为保证焊缝的成份稳定，焊接工艺参数应保持稳定，且保持焊接层间温度60°左右。

⒊焊接坡口制备

由于管道泵叶轮是奥氏体不锈钢的材质，为在清除裂纹过程中不影响泵体材质的机械性能，应尽量避免使用碳弧气刨清除法，其主要原因有两条：

①由于碳弧气刨过程的温度高达3000℃，致使裂纹附近基材温度过高且不平稳，而奥氏体组织的材料线膨胀系数高，不平稳的温度将导致不平衡的应力，结果导致裂纹的扩展。论文大全，线膨胀系数。。从而起不到消除裂纹的作用，反而使裂纹加剧。

②同时由于碳弧气刨在清除裂纹的时候，高温下有游离的C原子扩散到泵体基材中去，高温下的C原子具有较强的氧化性能，能与基材的Cr、Ni等合金元素反应，从而破坏基材的抗腐蚀性能。论文大全，线膨胀系数。。

所以裂纹的清除采取打磨的方法清除，应尽量使清除裂纹过后的坡口外形呈“V”坡口，以便于补焊工艺的下步工艺。论文大全，线膨胀系数。。

⒋坡口清理与焊接保护

焊接时应注意以下几点：①母材表面和焊丝表面必须清洁，防止污染物熔人焊缝；②高温熔池和高温焊道必须得到氩气的有效保护，防止焊缝金属的氧化。施焊前，我们对试件的坡口两侧2O～30 mm范围内均用砂轮机进行清理，由于管道泵叶轮在清除裂纹—坡口制备过程中，通过打磨获取的“V”型坡口中会残留有各种杂质，它们的存在将严重影响补焊质量，故焊接前用丙酮对坡口及焊丝进行擦洗，以去除其表面的杂质及氧化膜等，确保焊缝质量。

⒌施焊工艺规范

①焊材的选择

焊接过程中，焊接热循环非常快，焊接金属达不到平衡状态，用与母材化学成分相同的填充材料焊接，容易使焊缝区及过渡区形成贫Cr，使泵体的抗腐蚀性降低，所以选择Cr、Ni等不锈钢合金元素较母材高，塑性较好的焊丝作为填充焊材，确定选用 H1Cr19Ni19Nb作为填充材料，化学成分与母材对照如下：

母材与焊材化学成分对照

②焊接规范

根据奥氏体不锈钢的主要特点及工艺方案，管道泵叶轮补焊工艺规范应在选好焊接材料及保护气（氩气）的前提下，采用直流反接法，短弧，小电流高速焊，窄焊道焊接，限制熔池热量输入，焊后锤击，提高冷却速度，减少偏析。

三、补焊结果

这台QDLF8不锈钢立式多级管道泵在本工艺方案的指导下进行补焊修理，过后经检查裂纹全部清除干净并且补焊合格，使这台多级管道泵重新能够使用，并且达到它的设计要求。