溪洛渡水电站泄洪深孔不锈钢复合钢衬焊接.pdf

水力发电
第39卷第8期
?结构
2013年8月
溪烙渡水泄麩際孔不銹翝
熊荣刚,李亚伟
(溪洛渡水カ发电厂,云南永善657300)
摘要:通过钢材碳当量与焊接性能相关性分析,探讨了溪洛波水电站深孔不锈钢复合钢衬的可焊性。在实际焊接
过程中,通过改变焊缝坡口型式和严格控制焊接工艺参数,解决了异种钢材之间焊接性能差的难题。研究结果表明,
采用双V形坡口,调节焊接工艺参数,分别对钢树基层、过渡层和复层焊接,焊后消缺处理,改善和保证了不锈钢
复合钢衬的焊接质量。
关键词:焊接;钢树;复合钢板;碳当量;泄洪深孔;溪洛渡水电站
Study on Welding Technology of Stainless Composite Steel Liner in Bottom Outlets of Xiluodu Hydropower Station
XIONG Ronggang, LI Y awei
Xiluodu Hydropower Plant, Yongshan 657300, Yunnan, China
Abstract The weldability of stainless composite steel liner in the bottom outlets of Xiluodu Hydropower Station is investigated by
analyzing the correlation between carbon equivalent and welding performance. During actual welding practice, the problems on
welding of different kinds of steels are solved by changing the types of weld joint groove and controlling the welding paramter
strictly. The results show that the welding quality of stainless composite steel liner is improved by using double V-type groove,
altering welding parameter, welding the base layer, transition layer and composite layer of steel liner respectively and processing
defects after welding.
Key Words: welding; steel liner; composite steel; carbon equivalent; bottom outhet; Xiluodu Hydropower Station
中图分类号:TV547.6;TV652.2(274
文献标识码:A
文章编号:0559-9342(2013)08-0030-03
泄洪深孔概兄
复合钢板,基层为碳钢(Q345C),厚度20mm;复
层(过流面层)为γ双相不锈钢(O0Cr22Ni5Mo3N)
溪洛渡水电站混凝土双曲拱坝共设有8个泄洪厚度4mm,加劲肋板材质为Q345C,厚度20mma
深孔,沿溢流中心线对称布置在12~19号坝段,进
2焊接性分析
堰顶高程分别为502.8、49.3、495.7、490.7m。
深孔进口为5.2mx14m(宽x高)的喇叭形,孔顶
不锈钢复合钢衬基层与复层化学成分有很大差
为椭圆曲线,孔身体形设计为“压力上翘形并结合异,导致焊接性也具有很大差异,因而不能用同种
下弯形”,出口为俯角的孔身采用下弯形,出口为挑焊接材料和焊接工艺进行焊接;而应将基层与复层
角的孔身采用上翘形,出口底高程499.5~501m。区别对待。基层焊接采用与基层强度匹配的焊条
深孔出口控制断面尺寸6mx6.7m(宽×高),正常(或焊丝),焊接工艺与相应的珠光体钢相同。复层
工作水头60~100m。
焊缝金属成分应尽量与复层钢板成分相同,同时在
深孔泄洪最高流速38ms。为增强流道面的抗
蚀耐蘑,每孔流道内设一期由顶树、侧衬和底衬组
收稿日期:2013-06-04
成的复合钢衬,标准节断面尺寸为10.5m×5.2m
作者简介:熊荣刚(1983-),男,江西丰城人,工程师,硕
(内壁),每条钢衬外壁设有加劲肋板。深孔钢衬为士,从事水电站水工金结设备的检修维护工作
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第39卷第8期
魅荣刚,等溪洛渡水电め泄洪深孔不部台命构
基层与复层结合面处设置一过渡层,完成由基层到太小,不易清根;纵缝角焊缝十字接头处易产生
复层的成分过渡,防止焊缝出现热裂纹。过渡层宜裂纹,焊接质量不易控制。因此,实际焊接过程中
薄不宜厚,应保证其具有优良的塑性和韧性,起到对焊缝坡口进行了修改,图2为修改后的焊缝坡口
吸收和缓冲应力对炳金属界面的有害作用,避免焊形式。
接接头产生裂纹叫。
钢的焊接性能与其成分关系很大,尤其是碳含
量。当碳含量高时,焊接区容易产生裂纹,合金元
素含量增加也容易产生开裂现象,因而常用碳当量
来衡量金属材料焊接性能的好坏。
2.100Cr22Ni5Mo3N的焊接性
00Cr22Ni5Mo3N的化学成分如表1所示
a环縫歧口
表100Cr22Ni5Mo3N的化学成分
素
化学成分百分比
素
化学成分百分比
≤0.03
21~23
≤1.0
Mn
≤2.0
≤0.03
0.12-0.20
≤0.02
碳当量=(0.03%+2%)/6+6%/15+(23%+3.25%)
b纵缝坡口
5=6%。碳当量大于0.6%时,钢材焊接冷裂严重,
图1坡口设计形式(尺寸单位:mm)
焊接性能很差,基本上不适合焊接,只有在严格的
工艺措施和较高的预热温度下才能进行焊接操作。
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2.2Q345C的焊接性
Q345C的化学成分详见表2。其碳当量=0.2%
KRE
1.6%/6=0.47%。
R
表2Q345C的化学成分
元素化学成分百分比
元素
化学成分百分比
?环缝坡口
≤0.20
Si
≤0.55
0.015-0.06
1.00-1.6
TA
0.02-~0.20
≤0.035
0.015
0.035
碳当量大于0.4%~0.6%时,钢材焊接冷裂倾向
较显著,焊接性能较差,焊接时需要预热钢材和采
b纵缝坡口
取其他工艺措施来防止裂纹。
从00Cr22Ni5Mo3N和Q345C的碳当量计算结果
图2修改后的坡口设计形式(尺寸单位:mn
可知,深孔钢衬不锈钢复层的焊接性能很差,焊接3.3焊接参数
过程中需要严格控制焊接工艺参数。
焊接速度和焊接电流对材料的组织和性能都有
3焊接工艺
定的影响。焊接速度越快、焊接电流越小,所形
成的焊缝熔池越浅、焊鏠宽度越小,越容易焊不透;
3.1焊接材料
焊接速度越慢、焊接电流越大,所形成的焊缝嫆池
钢衬