补焊工艺焊前准备在割除的固定板上取样,用SPECTROLAB定量光谱仪进行成分测定,材质化学成分符合设计要求,测量结果见。用磨光机磨去碳弧气刨时造成的淬硬层,并将需补焊的坡口底部和两侧沟槽、棱角磨平,以便于施焊。焊前对补焊区进行磁粉探伤,确认没有超标缺陷存在。
焊接工艺缺陷补焊采用同质焊材热焊法。冷焊法虽然简单,不需做焊后热处理,但在壳体上补焊量较大,如果采用异质的镍基或奥氏体焊条作填充金属,由于熔敷金属热导率低,线膨胀系数大,与壳体基材的膨胀系数相差较大,势必在以后的运行过程中造成较大的热应力,从而降低该处壳体的使用寿命,所以壳体补焊采用同质焊材热焊法,焊后进行高温回火热处理。补焊检查合格后,固定板的复装由于是角焊缝,不便铺设电加热履带进行热处理,且该角焊缝只是固定焊缝,可采用异质焊材冷焊法。
用磁粉探伤方法检查补焊区,确保没有气孔、裂纹、夹杂等缺陷存在。用机械方法打磨清理补焊区及其周围15mm范围的锈迹、油污等,直至露出金属光泽。在补焊区两侧及内壁铺设履带式加热器,电加热预热补焊区,预热温度≥250℃。焊接采用E5515-B3焊条,为减小焊接应力,采用分段退焊及风镐锤击方法。焊后立即进行高温回火热处理,整个过程的焊接热处理曲线补焊后效果图如所示。
固定板恢复加工与阀门同材质钢板1块,尺寸与原固定板相同,连接端加工出K形坡口,并与壳体圆弧吻合。修磨原固定板的剩余部分与壳体齐平,并进行磁粉探伤,这样固定板组对后下边的角焊缝为与原固定板(已经修磨至壳体)焊接,上边是与补焊焊缝焊接。在实际运行过程中,固定板起支撑阀门的作用,承受向上的弯矩,这样下边的角焊缝受拉,上边与补焊焊缝连接的角焊缝受压应力,不会因为焊缝的叠加而造成破坏,也就是说强度上是能满足使用要求的。
固定板为锻造件,组焊前进行去应力回火处理。由于接头形式为T形接头角焊缝,不便于电加热进行焊后热处理,所以固定板的恢复采用异质焊材热敷冷焊法,焊条选用E1-16-25Mo6N,焊前预热150℃,首先在整个坡口表面敷焊1层5~6mm厚的过渡层,以减小母材的稀释率,然后再进行填充和盖面焊接,焊后不进行热处理。
整体焊接完成后打磨焊缝表面,做外观与渗透探伤检查,未发现超标缺陷。中联门是铸钢材质,其重大分层缺陷是因为浇注过程中工艺控制不当,致使型腔中进入大量气体造成的。采用同质焊材热焊与异质焊材热敷冷焊复合焊接工艺措施对135MW机组中联门重大铸造缺陷及固定板进行了修复,热焊法保证了阀门壳体质量,冷焊法既能保证足够的强度,又可免做焊后热处理,缩短了工期。该阀门已投入使用,运行状况良好,表明用热焊和热敷冷焊复合焊接工艺修复铸钢件重大铸造缺陷是完全可行的。