[摘 要]结合我国四个典型水电厂机组水轮机转轮叶片补焊修复实例，探析水轮机转轮叶片裂纹的处理方法和工艺设计，总结水轮机转轮叶片补焊修复中常见的问题和处理经验。
　　[关键词]水轮机 叶片 补焊修复
　　中图分类号：TK730.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）12-0057-01
　　研究发现，目前采取补焊修复的方法是各电厂解决裂纹问题的主要措施。但各处电站的运行工况不一样，机组型号不一致，水轮机叶片材质也不同，致使其叶片出现的裂纹现象各有各的特点，为此各电站根据自己的实际情况，制定了不同的裂纹补焊修复工艺。
　　（一）青铜峡水电厂
　　青铜峡水电厂利用哈尔滨焊接研究所研制的J507 钼钒焊条对材质为ZG20SiMn 钢的叶片进行补焊处理。该焊料因为大幅度地降低Si 含量，适当的控制了Mn 含量，从而大大提高了焊条的抗裂性，同时通过加入少量的Mo、V，保证了强度，细化了晶粒。在工艺方面，母材焊前需预热100℃，选用焊接电流为150～170A 的手工电弧焊，每焊接完一层焊缝，需用风铲进行敲击，连续施焊直至填满坡口。焊后为了防止气蚀，表面用OK67-15 焊条进行堆焊处理。该焊接工艺因综合考虑了尽量减小变形，所以焊后叶片变形方面不存在质疑。
　　（二）三门峡水电厂
　　三门峡水电厂也有过针对ZG20SiMn 钢叶片进行补焊的经历，它采用的则是焊前预热温度约为150℃的冷焊方式。同样是利用手工电弧焊，选用的焊料则是两种不同规格的M831A 三相焊条，θ3.2mm 对应的焊料焊接电流为70～100A，θ4mm 对应的焊接电流为120-150A.虽然由于冷补焊具有工艺简单、生产周期短、焊缝的塑形较好等优点而避免了铸件受到大的热作用，从而减小了被焊件的应力和变形，但其补焊后的金属强度低于母材，近缝区的冷却速度也较大，那么就不可避免地在焊缝区产生淬硬组织，从而影响焊接接头的质量。i通过采取焊后对焊缝立即进行锤击，且恒温保温6 小时，然后缓冷，可有效改善此问题。
　　（三）岩滩发电公司
　　岩滩发电公司针对他们材质为0Cr13Ni5Mo 钢的叶片掉块现象，利用二氧化碳直流电焊机进行了混合气体保护焊修补工作。混合气体为95%～98%氩气加上5%～2%二氧化碳，选用的焊丝为1.2mm 的HS367M 不锈钢焊丝，焊接电流为200～280A，气体流量调节为15～20L/min。焊前，在坡口周围预热110～130℃；施焊时，每焊完一道焊缝，马上用半球形铲头进行锤击；焊后，进行热处理，首先是整体退火，当温度达到570℃±20℃时开始恒温，恒温时间根据叶片厚度而定，按每20mm 厚要求恒温1 小时计算，恒温足够后开始降温处理，降温速度不宜过快，一般不大150℃/h 。该修复工作为防止样板在焊接过程中受热变形，影响叶片形线，除了在制定焊接工艺时充分考虑这个问题之外，还特意做了两项额外工作：一是在焊前制备“U”形样板，并将其固定到叶片上，二是焊后利用砂轮机对焊口进行打磨。
　　（四）水牛家水电站
　　水牛家水电站位于四川省涪江上游最大一级支流火溪河上，是火溪河流域梯级电站的龙头电站，检修时发现不同程度的贯穿性裂纹，为此制定了补焊修复工艺。该电站机组转轮叶片材料为ZG06Cr13Ni5Mo 不锈钢，根据焊料选择原则，选择了抗热裂纹性能好、机械性强的AWS E309L 不锈钢焊条。采用正反两面补焊，反面作为主要修复面，先是用θ3.2mm 的焊条打底，焊接电流为80～120A，焊后保持100～150℃温度2h，打磨后再用θ4.0mm 的焊条进行施焊，焊接电流为90～150A，补焊完成后再保温2h，温度控制在100～150℃。正面直接采用θ3.2mm 的焊条进行盖面焊接，焊后保温2h，温度为100～150℃。
　　目前电站焊补修复转轮叶片的方式大多为手工电弧焊，但氩弧焊的使用也被逐渐推广，如天生桥一级水电站。其叶片材质为ASTMA240（相当ZG0Cr13Ni4Mo），焊料选用JS-316L 不锈钢焊条。焊前，焊条预热至300℃，预热时间至少2h，以备使用。母材预热至120～150℃。施焊主要分三步走，第一步用θ2.5mm 的焊条进行氩弧焊打底，第二步改用θ3.2mm、θ4.0mm 不锈钢焊条进行堆焊，焊后打磨，第三步再用θ2.5mm 焊条进行氩弧焊盖面。每一步施焊过程后，均要焊后保温2h，温度控制在120～150℃。
　　参考文献
　　[1] 高梅英，陈胜武.三门峡电站水轮机叶片裂纹的分析及处理[J].华中电力.2011（04）
　　[2]高梅英，陈胜武.三门峡电站水轮机叶片裂纹的分析及处理[J].华中电力.2011（04）
　　作者简介：
　　张荣富，男，1986，江西萬载人，助理工程师，硕士，研究方向：焊接成型。