二滩电站不锈钢分瓣转轮焊接钱建波摘要：本文以二滩电站550MW机组水传输线机不锈钢转轮焊接为实例，对焊接裂纹产生的机理进行分析，并提出了改进措施，阐述了如何制定正确的焊接工艺焊接ASTMA743不锈钢转轮。为我国大型水电站不锈钢转轮的焊接处理提供了宝贵的经验。关键词：焊接生产不锈钢分瓣转轮裂纹工艺研究位于我国西南边垂雅砻江上的二滩水电站，总装机容量6×550MW。机组由加拿大GEHydro公司制造供货。混流式不锈钢转轮高3131mm，直径6366mm，装配重量118T，在工地现场两瓣组装焊接。从已焊完的6#、5#、4#、3#转轮看，出现过多次焊缝及母材开裂现象，甚至转传输轮退火后直径变形过大的严重事故，引起了国际焊接界的重视，从美国、加拿大、挪威、德国赶到现场的专家与我国工程技术人员共商处理方案，提出工艺修改意见。以后4#、3#机转传输线焊接没有出现裂纹，证明改进的措施是可行的。1．转轮结构1．1打破常规的分剖结构国产转轮分剖有这样一个原则：叶片为偶数时采取对称分剖，只剖上冠、下环避开叶征；叶片为奇安息时采取不对称分剖，只剖上冠、下环及部分叶片，且叶片采取补偿块焊接结构，其目的在于减少焊缝焊接工作量，从而减小焊接应力。二滩电站转轮有13个叶片，但是它采取对称分剖，增大了焊接工作量，给施工及焊执着质量控制带来困难，见图1。5．2转轮组装结构在安装平台上放置8个800mm高支墩，转轮放在支墩上组装。上冠由14个M46的螺栓和2个M56，2个M120的螺栓把合，两下环组合缝间隙不大于0.05mm，上冠止口错牙不大于0.05mm，转轮焊完后上冠螺栓换成热套卡栓连接。5．3转轮焊接结构焊接是转轮连接的主要方式。焊接部位1#、7#、8#叶片对接，下环组合缝及上抗磨环组合缝焊执着。1#叶片焊缝长2500mm，坡口处叶片厚度由85mm过渡到120mm；7#叶片焊缝长2200mm，坡口处叶片厚度由120mm过渡到190mm，坡口宽度由75mm过渡到12mm；8#叶片有600mm长的焊缝；下环缝长140mm，板厚由60mm过渡到200mm；上抗磨环缝长270mm，坡口深30mm。这些焊缝需用焊条650-680kg。6．焊接材料转轮主体材质为ASTMA743-93CA-6NM，焊条选用AWSME410NiMOo-16；上下抗磨环（δ=20mm）为ASTMA240-UMSS41000,焊条选用AWSE308-16。根据Ni当量、Cr当量计算公式Ni当量=Ni%+C30%+Mn0.5%Cr当量=Cr%+Mo%+Si1.5%+Nb0.5%计算出A743的Ni当量=4.68%,Cr当量=14.95%；E410的Ni当量=5.33%,Cr当量=14.15%。对照不锈钢组织图,得知A743、E410由大量马氏体和少量铁素体双向组织组成（M+F）。这类钢在焊接时有部分γM转变；在两相区间加热过长时,铁素体晶粒有长大倾向。其焊接特点是有强烈的冷裂倾向、晶间腐蚀和应力腐蚀。E410NiMo-16属碱性焊条，熔深浅，抗裂性差，成形好，脱渣难，但有易起弧，电弧稳定，焊条不易发红，飞溅小等优点。总之，用E410焊条焊接A743材料困难极大，必须有笠学的工艺作指导才能保证焊接成功。相比这下，A240和E308属于奥氏体（A）组织的材料，可焊性好。7．焊接工艺我国转轮传统焊接方法是先作刚性劈开试验，确定出组合缝预留间隙及上冠下凹值，对减小焊接应力控制变形极为有利。但是，二滩电站的转轮根据设计要求不允许劈开，焊前要严格把合，在强大刚性固定下施焊，焊接工艺具有特殊性。技术质量要求：①组装好的转轮，上冠错牙≤0.05mm；②叶片最大错牙≤0.02mm；③上冠、下环合缝间隙≤0.05mm；④焊缝应无裂纹、气孔、夹渣、未焊透、无咬边、焊瘤等缺陷。3．1焊接顺序及坡口修理焊接顺序：下环合缝—1#、7#叶征组合缝—8#叶片—上抗磨环—（退火后装卡栓）盖板。厂家到货转轮坡口钝边厚30—85mm，GE工艺要求下环，叶片组合缝不需要焊透。没有清根的6#转轮在焊接过程中及焊后多处开裂，刨开发发现裂纹源在没有焊透的钝边间隙上，故改为叶片、下环全焊透。将坡口加温至110C°，刨去钝边打磨氧化渣，用酒精或丙酮清洗坡口及其两侧80mm范围的油污和杂质。3．2下环焊接⑴E410NiMo-16焊条430C°烘烤0.5—1h后110C°保温使用；E308-16焊条110C°烘烤1h后使用。坡口预热温度110C°。⑵下环内侧封底焊20—25mm厚，外侧清根作MT检查（组合块保留），清根部位焊25mm后刨去组合块，并清理组合块处焊缝，内外同时施焊。⑶焊接规范：焊条直