国内搅拌摩擦焊技术在输变电领域的应用现状及发展前景

介绍了电力系统输变电领域常用的铝合金材料及其焊接结构件,输变电侧焊接结构常采用耐腐蚀性能较好的5系Al-Mg铝合金及导电性能较好的6系Al-Mg-Si铝合金。重点分析了搅拌摩擦焊技术在铝合金水冷板散热器、气体绝缘输电线路(GIL)、气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)、通电导体等焊接结构件的应用现状,并对搅拌摩擦焊技术在电力行业的应用进行了展望。指出了搅拌摩擦焊技术在电力行业应用中展现出巨大的潜力,但是目前的应用仍处于初级阶段,需要综合考虑设备电特性,以及对搅拌摩擦焊的工艺性能及接头性能进行更加细致的研究。     

超超临界机组疏水罐罐体泄漏原因分析及防治

对运行不到2年的某电厂1 000 MW超超临界火电机组再热热段管道疏水罐罐体开裂的原因进行了分析。首先对罐体进行超声检测、然后对裂纹进行解剖,对裂纹周围微观组织、裂纹断口形貌进行观察分析。结果表明,再热热段管道疏水罐开裂的主要原因是再热管道上的冷凝水反复回流,造成罐体上下部分温差较大,从而产生热疲劳裂纹,最终热疲劳裂纹扩展导致泄漏。对此,建议改进疏水罐结构并采用过热度控制方式,且定期对疏水罐进行超声检测。     

Ni元素对Cr-Ni-Mo系高强焊缝组织演化的影响

主要利用金相显微镜(OM)、高分辨热场扫描电镜(FEGSEM)附带能谱仪(EDX)、透射电镜(TEM)等手段对不同Ni元素含量的高强钢焊缝组织及成分进行了观察分析,阐明了焊缝成分对组织的影响.利用Thermol-Calc热力学软件对两种焊缝的凝固模式进行了探讨.结果表明,随着Ni元素含量的提高,高强钢焊缝由板条贝氏体和马氏体为主的组织变为板条更细小的马氏体与粗大联合贝氏体的混合组织,而且焊缝硬度大大提高.Ni元素含量的增加提高了焊缝强度,并保持了良好的低温韧性.Ni元素含量的提高改变了焊缝的凝固模式,直接由液态转变为奥氏体,造成合金元素Mn和Ni在枝晶间偏析.     

等离子体发生器的数值模拟方法

根据流体质量、动量及能量守恒方程和麦克斯韦方程组建立等离子体发生器的数学模型,包含一部分钨极以避免对阴极电流密度分布的假设,根据平均有效粘性系数与动力粘性系数之比判断等离子电弧所处的流动状态,用ANSYS有限元分析软件进行求解,得到不同类型的等离子体发生器所产生的等离子电弧的温度和速度分布,研究喷嘴尺寸、电极形状和等离子电弧类型等对等离子电弧特性的影响。结果表明,大孔道比的喷嘴产生的电弧温度更高,速度更大,孔道比甚至会改变等离子电弧的流动状态;与锥形电极的电弧在电极端部取得温度最大值不同,球形电极的电弧在约束喷嘴端口处得到温度最大值;转移型电弧比非转移型电弧具有更高的温度和速度。研究结果对等离子体发生器的数值模拟法研制具有重要的参考意义。     

液压支架用1000MPa级高强钢焊接性试验研究

对煤矿机械中液压支架用1 000 MPa级高强钢的焊接性进行了试验研究。采用热影响区最高硬度试验、斜Y形坡口焊接裂纹试验和窗形拘束度试验测试了该钢对冷裂纹的敏感性,并研究了不同热输入焊接工艺参数下及焊后热处理焊接接头的力学性能变化规律。结果表明,该钢具有一定的冷裂倾向,在适当的预热条件下可避免冷裂纹产生。焊接过程要合理控制热输入及道间温度以保证接头力学性能。焊后高温消除应力处理应慎用。该研究对高端液压支架的焊接具有一定的参考意义。     

Q890高强钢焊接淬硬倾向和冷裂纹敏感性

通过焊接热模拟试验、焊接热影响区最高硬度试验以及公式计算,分析了Q890钢的焊接淬硬倾向和冷裂纹敏感性.结果表明,稻垣道夫建立的经验公式比D·Vwer建立的理论经验公式更适用于计算厚板的焊接冷却时间t8/5.Q890钢焊接热影响区的粗晶区具有较强的淬硬倾向,调整焊前预热温度以及焊接热输入,对Q890钢热影响区的淬硬倾向无明显改善,但焊前预热能有效增大冷却时间t100,降低试验钢的焊接冷裂倾向.通过计算机拟合建立了冷却时间ts/5与焊接热影响区过热区硬度的关系式,经过验证该关系式能够对Q890钢最高硬度进行合理的预测.     

G115钢大口径管件的热处理

采用正交试验法,分析了正火温度、正火时间、回火温度、回火时间热处理参数对G115钢性能的影响,并通过热压三通热模拟,研究G115钢大口径管件的热处理工艺。结果表明,回火温度对G115钢强度、硬度和冲击性能的综合影响最大。回火温度为780 ℃时,强度和硬度保持在较高的水平,冲击性能较优。G115钢大口径管件的热处理推荐工艺为正火温度1070~1090 ℃,保温时间1~2 min/mm且不小于1.5 h;回火温度770~790 ℃,保温时间3.5~5 min/mm且不小于4 h。试制G115钢大口径管件经推荐工艺处理后,性能均符合T/CSTM 00017—2017标准要求。     

G115钢热压弯成形工艺试验研究

分析了电站典型管件热压弯头、热压三通及热压封头的变形特点,其中热压三通的变形率最大,可达38%。并对G115钢热压弯成形进行了仿真模拟,结果可涵盖变形最为严重的情况。进而设计了热压弯工艺试验,研究了不同成形温度、道次和冷却方式对成形的影响,并对试样进行了外观检验、渗透检验、硬度检验和微观组织观察。通过热压弯工艺试验研究,得出了G115钢管件热压弯成形时的原材料加热温度为1060~1080℃,G115钢管件在600℃以上温度范围内热压弯成形不会产生裂纹等缺陷,其成形后可空冷。试制的G115钢大口径管件的产品性能符合要求,验证了该热压弯工艺的可行性。     

GIL铝合金壳体焊接技术研发现状

气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)具有安全可靠、输电容量大、环境友好等特点,在大容量、长距离输电领域应用前景广阔。GIL壳体作为关键部件之一,其制造工艺直接决定了GIL的安全可靠性。介绍了目前国内外GIL铝合金壳体制造工艺,包括成形、焊接技术的研发现状,重点分析了焊接技术研发现状。指出目前主要的成形工艺为螺旋焊管成形方式,焊接工艺主要包含等离子焊接、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊及搅拌摩擦焊等几种焊接方式,并对比分析了各种工艺的优缺点。指出目前国内急需出台GIL铝合金壳体检测技术相关标准。     

温度对2219铝合金及搅拌摩擦焊焊接接头性能的影响

通过拉伸试验,测定了2219-T87铝合金母材及其搅拌摩擦焊（FSW）焊接接头不同温度下的力学性能。利用扫描电镜与光学显微镜等手段,对母材和焊接接头的微观组织及断口形貌进行了观察和分析。试验结果表明,该铝合金及其焊接接头具有低温增强增韧现象,适合在低温下工作;同时表明FSW是一种非常优异的焊接工艺。