[發(fā)明專利]一種風(fēng)電機(jī)組球墨鑄鐵主機(jī)架的焊接修復(fù)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011323675.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112475531A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張周博;劉福廣;李勇;楊二娟;劉剛;米紫昊;王艷松;韓天鵬;常哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號(hào): B23K9/00
• 分類號(hào): B23K9/00;B23K9/16;B23K9/235;B23P6/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發(fā)明公開(kāi)一種風(fēng)電機(jī)組球墨鑄鐵主機(jī)架的焊接修復(fù)方法，按照如下步驟進(jìn)行：消除裂紋缺陷后制作坡口，坡口為單面V型坡口，垂直于坡口表面開(kāi)設(shè)螺紋孔，螺紋孔中設(shè)置螺栓；在坡口的表面對(duì)螺栓進(jìn)行焊接，具體的，采用氬弧焊繞螺栓進(jìn)行打底焊接，同時(shí)在坡口的表面進(jìn)行氬弧焊打底焊接，直至填滿坡口表面；對(duì)整個(gè)坡口表面的氬弧焊打底層進(jìn)行表面檢測(cè)；使用焊條電弧焊進(jìn)行分段焊接，繼續(xù)填充坡口，每焊接完成一段，立即錘擊該段焊縫表面，直至焊接完成；本方法可滿足風(fēng)電機(jī)組球墨鑄鐵主機(jī)架較深裂紋缺陷的焊接修復(fù)要求，與現(xiàn)有球墨鑄鐵主機(jī)架修復(fù)方法相比，本發(fā)明可提高修復(fù)質(zhì)量，減少返修次數(shù)，易于在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，可大幅提高風(fēng)電機(jī)組主機(jī)架使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于焊接修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，其具體涉及一種風(fēng)電機(jī)組球墨鑄鐵主機(jī)架的焊接修復(fù)方法

背景技術(shù)

主機(jī)架是風(fēng)電機(jī)組的主要承載部件，支撐著風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)主軸連接葉片輪轂，其上部安裝有前軸承座、后軸承座及支撐齒輪箱的扭矩臂。主機(jī)架后部為輔機(jī)架，二者以緊固螺栓連接，輔機(jī)架的彎矩也通過(guò)緊固件作用于主機(jī)架。主機(jī)架承受應(yīng)力較高，受力復(fù)雜，在實(shí)際的工作狀態(tài)下，由于風(fēng)速變化引起的復(fù)雜載荷變化和頻繁的啟動(dòng)、停機(jī)，很容易造成主機(jī)架的沖擊和振動(dòng)，在主機(jī)架內(nèi)部引起較大的動(dòng)態(tài)應(yīng)力，同時(shí)，在周期應(yīng)力下長(zhǎng)期工作也可能造成主機(jī)架的疲勞損傷，在一些應(yīng)力集中部位引發(fā)力學(xué)性能下降、開(kāi)裂等缺陷，影響機(jī)組安全運(yùn)行。

主機(jī)架作為支撐件，需滿足剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性的要求，材質(zhì)一般為球墨鑄鐵，由于其組織中的碳要以球狀石墨的形態(tài)存在，這在焊接狀態(tài)下很難形成，使其焊接性較差。同時(shí)，由于焊縫金屬冷卻速度快，不同于鑄鐵在型砂中的冷卻速度，并有部分鑄鐵母材熔入焊縫，使焊縫的含碳量增高，熱影響區(qū)的半熔化區(qū)和焊縫易產(chǎn)生馬氏體淬硬組織，而母材易產(chǎn)生白口組織等性能較差的組織，造成組織與力學(xué)性能的不均勻，容易在焊接過(guò)程中形成冷裂紋與熱裂紋。另外，球墨鑄鐵表面組織氣孔、夾雜較多，在焊接應(yīng)力的作用下，都可以成為焊接打底與蓋面過(guò)程中的裂紋源，使打底與蓋面時(shí)出現(xiàn)裂紋的機(jī)率大增，進(jìn)一步增加了其焊接的難度。

隨著風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，主機(jī)架會(huì)因周期及突發(fā)應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋，當(dāng)前主要修復(fù)方法有兩種，一種為機(jī)械固定法，將止裂釘打入裂紋兩端及裂紋內(nèi)部，阻止裂紋擴(kuò)展的同時(shí)補(bǔ)足其強(qiáng)度。此方法優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，缺點(diǎn)是無(wú)法消除裂紋缺陷，裂紋有擴(kuò)展的風(fēng)險(xiǎn)，從而危及風(fēng)電機(jī)組的安全運(yùn)行。第二種為焊接方法，采用普通的對(duì)焊工藝進(jìn)行，此方法優(yōu)點(diǎn)是高效易行，但是在實(shí)踐過(guò)程中常因?yàn)楹附舆^(guò)程中出現(xiàn)裂紋而修復(fù)失敗。因此，現(xiàn)行方案均不能有效地修復(fù)風(fēng)電機(jī)組球墨鑄鐵主機(jī)架的裂紋缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種風(fēng)電機(jī)組球墨鑄鐵主機(jī)架裂紋缺陷的焊接方法，實(shí)現(xiàn)高效徹底地修復(fù)主機(jī)架裂紋缺陷，保證機(jī)組安全運(yùn)行。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種風(fēng)電機(jī)組球墨鑄鐵主機(jī)架的焊接修復(fù)方法，按照如下步驟進(jìn)行：

消除裂紋缺陷后制作坡口，坡口為單面V型坡口，垂直于坡口表面開(kāi)設(shè)螺紋孔，螺紋孔中設(shè)置螺栓；

在坡口的表面對(duì)螺栓進(jìn)行焊接，具體的，采用氬弧焊繞螺栓進(jìn)行打底焊接，同時(shí)在坡口的表面進(jìn)行氬弧焊打底焊接，直至填滿坡口表面；

對(duì)整個(gè)坡口表面的氬弧焊打底層進(jìn)行表面檢測(cè)；

使用焊條電弧焊進(jìn)行分段焊接，繼續(xù)填充坡口，每焊接完成一段，立即錘擊該段焊縫表面，直至焊接完成。

所用螺栓為表面鍍鎳的螺栓，其屈服強(qiáng)度大于待修復(fù)母材的抗拉強(qiáng)度。

螺栓插入母材部分不少于10mm，兩根螺栓間距為30-50mm，螺栓中心與坡口邊緣距離大于2.5倍螺栓直徑。

坡口面上的兩列螺栓之間交錯(cuò)排列，螺栓豎直方向到達(dá)坡口中心面，水平方向不超過(guò)母材上表面。

采用氬弧焊工藝?yán)@螺栓進(jìn)行打底焊接時(shí)，焊絲型號(hào)為ERZNiFeMn，待打底層冷卻后進(jìn)行表面檢測(cè)。

焊條電弧焊采用焊條型號(hào)為EZNiFe。