汽輪機軸頸劃傷的原因（yīn）通常（cháng）是由於係統中（zhōng）有雜物。一般情況（kuàng）下，新安裝機組是由於（yú）油係統管道（dào）髒，有（yǒu）電焊渣、金屬氧化皮等雜物，隨油進入（rù）軸瓦，磨（mó）損軸（zhóu）頸。而老機組是由於油係統管道鏽蝕（shí），在（zài）運行中鏽片脫落（luò）進入軸瓦造成軸頸磨損拉溝。據了解，劃傷的多是在油係統（tǒng）管（guǎn）道（dào）末端的軸頸，這是因為管道末（mò）端（duān）的雜物較（jiào）多。實踐證明，若在末端軸瓦（wǎ）來油管道上（shàng）加裝磁棒濾網，可大大減少進入軸瓦的金屬顆粒，有效地控製軸頸的（de）磨損。
　　對於汽輪發電機組轉子軸頸的磨（mó）損，拉溝處理（lǐ），以往的方法是（shì）熱噴（pēn）塗（tú）和刷（shuā）鍍，其效果不是很好，長時間運行有脫落和起層現象。2000年2月，秦皇島發電有限責（zé）任公司300MW機組（zǔ）在大修時發現發（fā）電機勵端軸頸磨有4道深溝，Z深的道有（yǒu）1mm深，1.5mm寬。經研究，決定（dìng）對（duì）較深的溝痕進行（háng）微弧焊處理。采用此方法進行處（chù）理，經過幾年的運行，對處理後的軸頸進行解（jiě）體檢查（chá），沒有出現（xiàn）脫（tuō）落起皮現象，效果很好（hǎo）。
　　1　處（chù）理軸頸劃傷的試（shì）驗
　　1.1微（wēi）弧焊原（yuán）理
　　微弧焊接工（gōng）藝是將電源存儲的高電能，在高合金電極與金屬母材間進行瞬時高頻釋放（fàng），形（xíng）成空氣電離通道，使電極與母材表麵產生瞬（shùn）間的微區高溫、高（gāo）壓的物理化學的冶金過程。同時在微電場（chǎng）作用下（xià），微區（qū）內離子態的電極材料熔滲、擴散到母材基體，形成冶金結合。由於（yú）堆焊過程是在瞬間高溫——冷卻中（zhōng）進行的，在狹窄的堆焊過濾區會得到超細奧氏體組織。另（lìng）外，堆焊在微區內快速進行，對母材的熱輸入量極低，焊層的殘（cán）餘應力（lì）小至可忽略不計。
　　1.2堆（duī）焊試（shì）驗
　　為慎重起見，在（zài）對（duì）汽輪機轉子軸頸施焊前進行了試樣試驗。根據發電機轉子軸頸（jǐng）的材料34Cr2Ni3MoV，選擇35CrMoV作為（wéi）試樣基本材料，其（qí）尺寸為（wéi）60mm×400mm。
　　1.2.1工藝要求
　　將圓（yuán）鋼打磨出100mm×30mm的麵（miàn），然後將試樣基體與微弧焊機的地（dì）線緊固連接，選（xuǎn）擇規格為3.2mm×6.0mm的ERNiCr-3作（zuò）為（wéi）堆焊電極，在試樣表麵堆焊（hàn），厚度為1mm。進行微弧焊時保證焊接區域溫（wēn）度在200℃以下，不間斷（duàn）連（lián）續焊接。焊後（hòu）修理打磨光（guāng）滑，修後表麵達到母材的粗糙（cāo）度，經測試硬度略低（dī）於母材，檢驗（yàn）合（hé）格。如圖1所示。

圖1　微弧焊接工作示意（yì）

　　1.2.2試驗分析（xī）
　　微弧堆焊後，用線切割方法獲得堆焊層（céng）截麵（miàn），製備金相試樣。由堆（duī）焊層截麵金相照片可知，堆焊層無氣孔（kǒng）、氧化物夾渣、裂紋等焊接（jiē）缺陷：堆焊層、母材過渡層的晶（jīng）粒細小，無長大傾（qīng）向；堆焊層組織為極細小柱狀晶（jīng）體（tǐ）結構，證明該堆焊層具有良好的耐腐（fǔ）蝕、耐磨損（sǔn）性能。
　　經堆焊層Ni，Cr元素（sù）的能譜分析，微弧堆焊的熱（rè）影響區僅為10μm。顯示堆焊熱影響區極窄（zhǎi），焊接殘（cán）餘應力可（kě）忽略。經顯微硬度（dù）測定，可知堆焊層、熱影響區的平均硬度與基體硬度HVV220極其接近。
　　1.3焊層的結合強度試（shì）驗
　　（1）定性試驗
　　在圓柱（zhù）試樣表麵上，微（wēi）弧焊接（jiē）一層（céng）0.5~2mm深的溝槽，微弧焊接補覆至溝槽全（quán）填滿（mǎn）並（bìng）磨（mó）平，然後將溝槽部位剩餘基材銑削除去，中（zhōng）部剩下的則全是焊補材料，再（zài）進行拉伸試驗。
　　試樣在補層與（yǔ）基材界麵斷裂，其強（qiáng）度已超過230MPa。結果表明，修複層與基（jī）體材料（liào）的結合強度良（liáng）好。
　　2　軸頸劃傷的修複
　　秦皇島（dǎo）發電有限責任公司采用微弧堆焊設備，輸出功率為1400W，放電率50~1200Hz。焊接時（shí）節采用氬氣保護，作為陽極的自耗電極在工件磨損部位以4700r/s高（gāo）速旋轉移動，產生高頻火花放電，形成致密、均勻的堆焊層，厚度達2mm以上；通過調整火（huǒ）花放電頻率，可（kě）獲得不同焊層（céng）表麵粗糙度。該設備可堆焊金屬、合金，材料選擇範圍大，堆焊工藝過程簡單，熱輸（shū）量低（dī）（修複中的基本溫度保持在60℃左右），基體不變形，不咬邊；設備移動方便（biàn），適於現場修複汽輪機及發電機轉子軸頸拉傷溝槽、閥門麵、導杆（gǎn）、水泵軸拉傷及鏽蝕缺陷。
　　通過對汽輪機發（fā）電機組轉子軸頸拉溝進行微弧（hú）焊處理，堆焊後表麵硬度微低於（yú）軸頸母材，經打（dǎ）磨表麵粗糙度達到設計要求（qiú）。其使用效（xiào）果很好，解（jiě）決了以往汽輪機轉子軸頸拉溝不能補焊的問題，為機組的安全穩定運行打下了好好的基礎。