冷熔焊補修復技術與應用

趙繼文 陶大勇 于 泳

吉林石化煉油廠 吉林吉林市

一、冷熔焊補技術

冷熔焊補技術也稱保護熔絲焊補技術，仿激光焊技術。這項技術是借助冷熔焊補設備完成，主要由YJHB-2脈沖電源（圖1）、焊槍、惰性氣體、焊絲組成。焊補時利用電容器中的脈沖電能，釋放于焊槍中的鎢極，產生電弧（電弧溫度6000℃），高溫電弧將金屬焊絲熔化，并由保護氣體把熔化的金屬滴液吹到被修補的工件表面，使其與工件表面熔結在一起，填平工件缺陷處，然后在經過機械修磨辦法進行加工，從而達到修復后的精確尺寸要求。

圖1 脈沖電源

1.冷熔焊補技術特點

（1）結合強度高。在焊補的過程中，焊絲與零件的焊接和普通的焊接一樣，是完全冶金結合。由于配有惰性氣體保護裝置，焊接的強度與氬弧焊接是相同的，有極高的結合力。

（2）熱輸入低。在焊補的過程中，熔化的是焊絲，不熔化工件表面，由于采用點焊方式，每次焊接時間很短只有幾十毫秒。不在工件表面上產生熔池，工件升溫很小，不產生明顯的熱影響。所以焊補后的工件不退火、不變形、不變色、無咬邊、無裂紋且應力小。

（3）焊補速度快。每分鐘可焊補100mm3。

（4）焊補精度高。焊補量可以有效控制，焊補后加工修復量小，而且無氣孔，無沙眼等缺陷。

（5）操作性能好。焊補時根據焊絲的直徑及零件的材料選擇焊接模式，可選擇點焊或連續焊方式。氬氣與焊槍于一體，保證焊補質量。配有檢測變光屏面罩，保護操作者的眼睛，保證焊補效果。還設有組焊放絲裝置，焊絲可根據需要，事先將焊絲組焊在工件表面，使焊接更加準確。另外，設備重量輕，方便靈活，可在現場焊補，免除對工件或待修設備分離解體工作。

2.適用范圍

可焊補溝槽、裂紋、斷裂、砂眼、研傷、孔洞、平面凹陷及棱角等。可修復，軸類零件、齒輪、殼體、閥體、軸孔、法蘭、導軌、葉輪、葉片、活塞、缸套、鍵槽及管道等。可焊接碳鋼、不銹鋼、工具鋼、鎳鉻合金、鋁合金、銅、鑄銅、鑄鐵等金屬導體。

3.焊接基本參數

輸入電源，弧焊輸出（模式1～模式4），輸出脈沖電流1～99A可調；輸出脈沖時間1～99個脈沖/s可調；阻焊輸出（單點或連續）：焊絲直徑0.1～1mm可調；連續輸出時脈沖頻率：4擋可調（1Hz、2Hz、3Hz、4Hz）。

二、應用

石油化工企業的設備在運行過程中，由于高溫、高壓、腐蝕、振動、磨損等原因，使設備或零件發生損壞。如表面腐蝕、軸頸的磨損、劃傷碰傷與裂紋等，對于出現的這些問題，過去都是采用焊接，粘接，刷鍍加工等方法來修復，但是這些方法有很多弊端，比如，高溫焊接會產生變形，裂紋，氣孔等。粘接修補由于受到溫度以及現場條件所限，粘接修復強度難以保證。刷鍍，也存在鍍層脫落等問題。采用機械加工方法，修復時間長，大型設備無法運輸等。

1.修復除焦器活塞表面拉傷

吉林石化除焦器上的3個活塞表面拉傷多處，拉傷的溝痕深度0.3～0.5mm，長度80mm，為了盡快修復，在現場采用冷熔焊補技術進行了修復。對溝痕進行清洗去油污。用電動工具對溝痕進行修整，去除毛刺，使溝痕形成光滑規整的溝槽。焊補，采用0.8mm304焊絲進行焊補。焊補時采用功率模式3，輸出電流25A，脈沖時間25個脈沖/s的工藝。焊補后的焊層高出厚表面1～2mm。修整，用電動工具對焊道打磨，留0.1～0.3mm的研磨量，再用事先加工好的研具對焊道進行研磨至要求精度。只用4h就完成了修復任務。

2.修復閥桿研傷

原油儲罐閥門閥桿意外嚴重研傷發生泄漏，閥桿的研傷面積是閥桿面積的1/3，根據生產需要，必須在短時間內修復。用冷熔焊補的方法，在12h內修復了閥桿。閥桿直徑50mm，研傷寬度40mm，長650mm,深1.5～3mm，經前處理后，用2臺焊補設備，用直徑0.8mm不銹鋼焊絲進行焊補，焊補時采用功率模式3，輸出電流30A，脈沖時間25個脈沖/s的工藝。焊補后的焊層高出表面1～2mm。然后用電動工具修整，留有一定的研磨量研磨至要求。焊補修復后的閥桿經2年多的使用效果一直非常好。

3.修復高壓法蘭

石化企業高溫高壓管道上的法蘭密封面的精度要求非常高，但是由于在極端條件下運行，法蘭密封面經常受到損壞。例如腐蝕的坑點，沖蝕的溝槽，碰撞的傷痕等。過去的修復方法多以更換為主。自從掌握了冷熔焊補方法后，采用現場修復，取得顯著成效。僅2012年在吉林石化大檢修中就修復了高溫高壓法蘭50多對，為檢修贏得了時間。焊補用0.8mm的316焊絲，采用功率模式3，輸出電流30A，脈沖時間30個脈沖/s的工藝，焊補后進行修整至要求。

4.修復出料泵裂紋

出料泵在運行中出現裂紋，長度達200mm，修復難度非常大，因沒有備用設備，只能對設備進行搶修，采用冷熔焊補技術進行搶修。修復中首先將裂紋用電動工具進行修整，磨深磨寬裂紋，因裂紋較長容易產生應力和變形，在焊補時先均勻地在裂紋長度上焊接5個連接點，然后采用功率模式3，輸出電流25A，脈沖時間25個脈沖/s的焊補模式進行焊補。焊補后經打壓實驗合格，僅用3h就完成了搶修任務。

5.修復減速機

減速機軸密封位置磨損，漏油嚴重，因拆卸困難，現場對磨損的軸進行焊補修復，焊補時選用YJE-D12H直徑0.8mm焊絲，采用功率模式3，輸出電流30A，脈沖時間25個脈沖/s的焊補工藝。焊補后用電動工具對焊補后的焊口進行初步修整，再用專用研具研磨，使表面的粗糙度達到了要求，保證了修復的質量。

6.修復汽輪機軸（圖 2）

汽輪機軸頸發生磨損，過去都要運到外地采用激光焊補的方法修復。由于生產急需，應用冷熔焊補的方法，將汽輪機軸兩端磨損0.5mm的軸頸，僅用兩天時間就修復完成，滿足了用戶的需要。用直徑1.2mm高硬度耐磨焊絲，按功率模式4，輸出電流38A，脈沖時間38個脈沖/s的工藝進行焊補。焊補后用外圓磨床進行磨削加工。

上述的實例，說明了冷熔焊補技術在零件修復領域中，顯露出了先進性、實用性。目前已經成為快速維修工作中的重要手段。冷熔焊補技術的推廣、應用，將會給企業創造更多價值。

圖2 修復汽輪機軸修復