电站汽轮机关键零部件的焊接技术

撰写：范曼杰

校对：霍 鑫

2020年4月15日

1 电站汽轮机关键部件 2 焊接方法、焊接设备和焊接材料简介

3 典型产品焊接介绍 4 新工艺、新方法应用 5 新思考

电站汽轮机关键零部件

Chapter 01

汽轮机定义

以蒸汽为工作介质，将蒸汽的热能转换为机械能的旋转机械，属于一种原动机。

静子部件：外缸、内缸、持环、隔板… 1, 汽轮机本体结构：

汽缸模块：高压缸模块、中压缸模

块、低压缸模块

阀门模块：高压阀门、中压阀门

轴承座模块

……

管道

2，汽轮机辅助系统：

油系统

汽封系统

疏水系统

3，汽轮机控制系统：

静子部件： 外缸、内缸、持环、喷嘴 隔板、隔热罩

转子部件： 转子、叶片（防水蚀处理）

阀壳 阀座 阀碟 密封环 主蒸汽管道

再热蒸汽管道

平衡管路

连通管等

汽轮机主要系统

焊接方法、焊接设备和焊接材料简介

Chapter 02

• 焊条电弧焊(SMAW)应用范围最广，大多数产品上都有使用。

• 熔化极气体保焊(GMAW)主要应用于低压缸、导流环、轴承座等碳钢

冷作结构件，隔板等。

SMAW GMAW 焊接设备

常用焊接方法

• 钨极氩弧焊(TIG)主要应用于管道、阀门、汽缸对接接头的封底；焊接转子根部焊接等。

• 埋弧焊(SAW)主要应用于汽缸、阀门、环体等冷作结构件的拼焊；转子焊接；转子轴径堆焊等。

TIG TIG 四丝埋弧焊

常用焊接方法

• 等离子弧焊(PTA)主要应用于阀门内阀座、阀碟、扩散器、密封环等零件的司太立硬质合金堆焊等。

• 钎焊(火焰&感应)主要应用于低压叶片司太立合金片的焊接/维修等。

• 激光焊(LBW)主要用于叶片防水蚀硬质合金激光熔覆，以及转子、缸体等小缺陷的焊接修复等。

等离子 钎焊 激光焊

常用焊接方法

• 碳钢（20、20G、Q235、Q245R、ZG230-450等）

• 铸铁（QT400、HT250等）

• 低、中合金耐热钢

a. 0.5Cr-0.5Mo，Mo（ZG20CrMo、16Mo3等）

b. 1.25Cr-1Mo（ZG15Cr1Mo、15CrMoG、12Cr1MoV等）

c. 2.25Cr-1Mo（ZG15Cr2Mo1、12Cr2Mo等）

• 不锈钢

a. 9Cr-1Mo（10Cr9Mo1VNbN 、ZG12Cr9Mo1VNbN 、F91等）

b. 马氏体型（X22CrMoV12-1、12Cr13、21Cr12MoV等）

c. 奥氏体型（06Cr17Ni12Mo2、06Cr19Ni10等）

常用汽轮机材料

碳钢—焊条、GTAW/GMAW/SAW实心焊丝、药芯焊丝、焊剂

铸铁—焊条

低、中合金耐热钢—焊条、GTAW/GMAW/SAW实心焊丝、焊剂

马氏体不锈钢—焊条、GTAW//GMAWSAW实心焊丝、焊剂

奥氏体不锈钢—焊条、GTAW实心焊丝

镍基合金—焊条、GTAW实心焊丝、合金粉末

钴基合金—焊条、GTAW实心焊丝、合金粉末

常用焊接材料

典型产品焊接介绍

Chapter 03

1）火电超超临界低压内缸

材料：20g、Q235等

焊接方法：MIG、SMAW

高度1980mm，直径4273mm

3. 典型产品焊接介绍

2）火电超超临界阀门

材料：9-12%Cr钢

焊接方法：SMAW

3. 典型产品焊接介绍

3）火电阀座、阀碟、扩散器、密封环等司太立硬质合金堆焊

材料：低合金钢、9-12%Cr钢

焊接方法：TIG、SMAW、PTA、GMAW

PTA设备 机器人GMAW设备

3. 典型产品焊接介绍

4）火电插管、平衡管

材料：低合金钢耐热钢

焊接方法：TIG、SMAW

插管焊后

平衡管焊后

3. 典型产品焊接介绍

5）火电、核电高中压转子轴径堆焊

材料：9-12%Cr耐热钢

焊接方法：SAW

核电 火电 堆焊后

3. 典型产品焊接介绍

6）核电内缸

材料：GX4CrNi13-4、P265GH

焊接方法：SAW、SMAW

高度1980mm，直径5000mm

3. 典型产品焊接介绍

7）1000MW核电低压转子焊接

材料：低合金转子钢

焊接方法：TIG、SAW

氩弧焊 埋弧焊 机加工

3. 典型产品焊接介绍

8）燃机透平轴承座衬焊接

材料：X6CrNiTi18-10

焊接方法：TIG、MIG

高度1831mm，内圈直径1840mm ，外圈直径4139mm和3535mm

3. 典型产品焊接介绍

9）燃机2#缸

材料：16Mo3

焊接方法：MIG、SMAW、SAW

高度1310mm，大口直径4640mm ，小口直径3114mm

3. 典型产品焊接介绍

10）燃机排气扩散器

材料：X6CrNiTi1810

焊接方法：MIG、TIG

高度1980mm，直径4273mm

3. 典型产品焊接介绍

材料：SA516-70

焊接方法：TIG、SAW、GMAW、SMAW

11）汽水分离再热器（MSR）

3. 典型产品焊接介绍

新工艺、新方法研究

Chapter 04

1）长叶片激光熔覆技术

叶片材料：17-4PH

熔覆材料：司太立合金

4. 新工艺、新方法研究

2）转子轴径激光熔覆技术

开发专用低合金钢粉末

转子材料：9-12%Cr

熔覆材料：低合金钢

4. 新工艺、新方法研究

3）阀座现场修复技术（TIG）

阀座材料：9-12%Cr

堆焊材料：镍基合金

4. 新工艺、新方法研究

新思考

Chapter 05

智能制造背景下焊接应如何适应、转型、发展

汽轮机焊接服务技术如何适应高效、快速、灵活性要求

焊接质量高、效率高、自动化程度高的个性化定制焊接装备；

适用于现场修复的免焊后热处理焊接新工艺技术；

小、微当量缺陷的焊接修复新工艺技术

5. 新思考

欢迎大家共同交流