風機葉片堆焊工藝研究

3.1　堆焊工藝

工藝是影響堆焊質量的重要因素。根據對葉輪的要求，把堆焊葉片的工藝重點放在了降低稀釋率和減少焊后變形這兩個方面。

3.1.1　降低稀釋率

堆焊層的稀釋率，反映了堆焊層中母材熔入數量的百分比。葉輪母材一般為 Q235 或 16 Mn。母材熔化后對耐磨合金材料起稀釋作用，會降低堆焊層合金化的效果，影響耐磨性。

在保證母材與耐磨合金相互熔合的前提下，降低稀釋率就是減少母材熔化量。為此，在正式堆焊葉輪前，進行了工藝試驗。作者分別采用不同規范參數對各組試件堆焊，然后比較各組的硬度值結果，選擇出較理想的工藝規范。

試驗時，把試件分成 6 組，每組 3 塊試板，試板尺寸為 120 mm×50 mm×6 mm；材質與葉輪相同，均為 Q235；耐磨合金粉塊尺寸為 90 mm×30 mm× 3 mm；使用 AX1-500 直流弧焊機，采用直流正接(正接較反接熔深淺)；用直徑 10 mm 碳精棒作電極(電極直徑大，可減小電流密度)；特制加長焊把(減少碳弧對人體的烘烤)。每塊試板上堆焊一塊耐磨合金粉塊，堆焊層硬度值按每組試件平均值記錄。試驗結果如表 2 所示。

表 2　工藝規范對堆焊層硬度的影響

作者認為：采用第 3 試件組的工藝規范效果最好。

為減少母材熔化量，應注意使堆焊電流減小、 電壓降低、 堆焊速度加快；但堆焊電流過小，會使耐磨合金粉塊不易熔化，導致堆焊速度減慢。欲使堆焊速度加快，又需加大堆焊電流。這一矛盾只有通過試驗才能找到最佳組合。

焊工操作時需注意以下兩點：

(1) 電弧擺動幅度盡量小，以剛超出粉塊邊緣為宜，但不可咬邊；
(2) 采用坡度為 5°～10° 的下坡焊，使熔池流動方向與施焊方向一致。

3.1.2　控制葉輪變形量

堆焊后的葉輪，在驗收時不僅需作靜、動平衡試驗，還需各表面的尺寸、 形狀及位置滿足偏差要求。由于堆焊會使葉輪受熱不均勻，產生焊接應力，導致焊接變形等，故還需采取適當工藝措施，才能把葉輪變形控制在公差范圍內[4，5]。

在堆焊時采取了以下工藝措施：