Завод по сварке деталей турбин из высокотемпературных литых сплавов

Технология сварки высокотемпературных литых сплавов

Мы предлагаем комплексные сварочные решения для литых турбинных лопаток, направляющих аппаратов, сопел, бандажей и деталей камеры сгорания, требующих высокой термической и механической стойкости.

• Сварка TIG с соответствующими присадочными металлами из высокотемпературных сплавов

• Лазерная сварка для тонкостенных швов с низкой деформацией

• Перчаточные боксы или камеры с аргоновой защитой для минимизации окисления

• Термическая обработка после сварки и горячее изостатическое прессование для восстановления ресурса усталости

Все процессы соответствуют протоколам AS9100D и NADCAP для сварки аэрокосмических турбин.

Типичные марки литых жаропрочных сплавов для сварки турбин

Эти сплавы отливаются в готовую или почти готовую форму, а затем соединяются или ремонтируются во время окончательной сборки.

Пример из практики: Сварка TIG сегмента сопла камеры сгорания из Инконеля 738

Предпосылки проекта

Для промышленной турбины мощностью 150 МВт требовался сварочный ремонт равноосного сегмента сопла из Инконеля 738. Мы выполнили сварку TIG с присадочным материалом ERNiCrCoMo, провели термическую обработку при 980°C и проверили проплавление сварного шва с помощью рентгеновского контроля и контроля на КИМ.

Распространенные сварные турбинные компоненты и отрасли

Все компоненты после сварки проверяются на усталостную прочность, соответствие размерам и окислительную стабильность.

Проблемы сварки компонентов из высокотемпературных литых сплавов

1. Образуются трещины в ЗТВ при сварке сплавов с гамма-прим фазой без межпроходного контроля температуры ниже 150°C

2. Появляется пористость, когда содержание кислорода превышает 100 ppm во время зажигания дуги TIG

3. Возникают подрезы и укрупнение зерна, если не оптимизированы предварительный нагрев и скорость сварки

4. Деформация от напряжений после сварки >0,02 мм возникает без надлежащего крепления во время охлаждения

5. Недостаточное соответствие присадочного материала может снизить ресурс ползучести более чем на 15% в литых деталях турбинного класса

Профессиональные сварочные решения

1. Аргоновая защита <50 ppm во время сварки устраняет поверхностное окисление и внутреннюю пористость в сварных швах на деталях из Инконеля и Рене

2. Сварка TIG с присадочным материалом ERNiCrMo-3 восстанавливает стойкость к термической усталости до 1050°C для применений в горячих зонах

3. Лазерная сварка при ≤250 Вт обеспечивает точные швы в тонкостенных каналах из Хастеллоя без коробления от теплового воздействия

4. Термическая обработка после сварки при 980°C в течение 2 часов снимает остаточные напряжения и восстанавливает структуру гамма-прим

5. ГИП при 1030°C, 100 МПа в течение 4 часов удаляет внутреннюю пористость, увеличивает ресурс усталости и соответствует стандартам ремонта турбин OEM

Результаты и проверка

Выполнение сварки

Литые сегменты сопла были сварены TIG с наложением валика 3 мм, обработаны с допуском ±0,01 мм. Сила сварочного тока контролировалась в диапазоне 70–90 А для минимизации расширения ЗТВ.

Обработка после сварки

Сваренные участки были подвергнуты термической обработке при 980°C в течение 2 часов. Дополнительный ГИП устранил литейную пористость. Готовые детали были профилированы на станке с ЧПУ по окончательной спецификации.

Контроль

Рентгеновский контроль подтвердил 100% проплавление и отсутствие пор. Контроль на КИМ обеспечил соответствие размеров в пределах ±0,008 мм. СЭМ-анализ подтвердил восстановление микроструктуры и непрерывность зерен в сварном шве.

Часто задаваемые вопросы

1. Какие высокотемпературные сплавы обычно свариваются в литых турбинных компонентах?

2. Как предотвратить образование трещин в турбинных сплавах, богатых гамма-прим фазой?

3. Какие процедуры термической обработки и ГИП следуют после сварки?

4. Как проверяется качество проплавления после сварки?

5. Поддерживаете ли вы как производство турбин OEM, так и капитальный ремонт?