汽輪機軸頸劃傷的原因通常是由于系統(tǒng)中有雜物。一般情況下，新安裝機組是由于油系統(tǒng)管道臟，有電焊渣、金屬氧化皮等雜物，隨油進入軸瓦，磨損軸頸。而老機組是由于油系統(tǒng)管道銹蝕，在運行中銹片脫落進入軸瓦造成軸頸磨損拉溝。據(jù)了解，劃傷的多是在油系統(tǒng)管道末端的軸頸，這是因為管道末端的雜物較多。實踐證明，若在末端軸瓦來油管道上加裝磁棒濾網(wǎng)，可大大減少進入軸瓦的金屬顆粒，有效地控制軸頸的磨損。
　　對于汽輪發(fā)電機組轉(zhuǎn)子軸頸的磨損，拉溝處理，以往的方法是熱噴涂和刷鍍，其效果不是很好，長時間運行有脫落和起層現(xiàn)象。2000年2月，秦皇島發(fā)電有限責任公司300MW機組在大修時發(fā)現(xiàn)發(fā)電機勵端軸頸磨有4道深溝，Z深的道有1mm深，1.5mm寬。經(jīng)研究，決定對較深的溝痕進行微弧焊處理。采用此方法進行處理，經(jīng)過幾年的運行，對處理后的軸頸進行解體檢查，沒有出現(xiàn)脫落起皮現(xiàn)象，效果很好。
　　1　處理軸頸劃傷的試驗
　　1.1微弧焊原理
　　微弧焊接工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，形成空氣電離通道，使電極與母材表面產(chǎn)生瞬間的微區(qū)高溫、高壓的物理化學(xué)的冶金過程。同時在微電場作用下，微區(qū)內(nèi)離子態(tài)的電極材料熔滲、擴散到母材基體，形成冶金結(jié)合。由于堆焊過程是在瞬間高溫——冷卻中進行的，在狹窄的堆焊過濾區(qū)會得到超細奧氏體組織。另外，堆焊在微區(qū)內(nèi)快速進行，對母材的熱輸入量極低，焊層的殘余應(yīng)力小至可忽略不計。
　　1.2堆焊試驗
　　為慎重起見，在對汽輪機轉(zhuǎn)子軸頸施焊前進行了試樣試驗。根據(jù)發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸頸的材料34Cr2Ni3MoV，選擇35CrMoV作為試樣基本材料，其尺寸為60mm×400mm。
　　1.2.1工藝要求
　　將圓鋼打磨出100mm×30mm的面，然后將試樣基體與微弧焊機的地線緊固連接，選擇規(guī)格為3.2mm×6.0mm的ERNiCr-3作為堆焊電極，在試樣表面堆焊，厚度為1mm。進行微弧焊時保證焊接區(qū)域溫度在200℃以下，不間斷連續(xù)焊接。焊后修理打磨光滑，修后表面達到母材的粗糙度，經(jīng)測試硬度略低于母材，檢驗合格。如圖1所示。

圖1　微弧焊接工作示意

　　1.2.2試驗分析
　　微弧堆焊后，用線切割方法獲得堆焊層截面，制備金相試樣。由堆焊層截面金相照片可知，堆焊層無氣孔、氧化物夾渣、裂紋等焊接缺陷：堆焊層、母材過渡層的晶粒細小，無長大傾向；堆焊層組織為極細小柱狀晶體結(jié)構(gòu)，證明該堆焊層具有良好的耐腐蝕、耐磨損性能。
　　經(jīng)堆焊層Ni，Cr元素的能譜分析，微弧堆焊的熱影響區(qū)僅為10μm。顯示堆焊熱影響區(qū)極窄，焊接殘余應(yīng)力可忽略。經(jīng)顯微硬度測定，可知堆焊層、熱影響區(qū)的平均硬度與基體硬度HVV220極其接近。
　　1.3焊層的結(jié)合強度試驗
　　（1）定性試驗
　　在圓柱試樣表面上，微弧焊接一層0.5~2mm深的溝槽，微弧焊接補覆至溝槽全填滿并磨平，然后將溝槽部位剩余基材銑削除去，中部剩下的則全是焊補材料，再進行拉伸試驗。
　　試樣在補層與基材界面斷裂，其強度已超過230MPa。結(jié)果表明，修復(fù)層與基體材料的結(jié)合強度良好。
　　2　軸頸劃傷的修復(fù)
　　秦皇島發(fā)電有限責任公司采用微弧堆焊設(shè)備，輸出功率為1400W，放電率50~1200Hz。焊接時節(jié)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高速旋轉(zhuǎn)移動，產(chǎn)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(diào)整火花放電頻率，可獲得不同焊層表面粗糙度。該設(shè)備可堆焊金屬、合金，材料選擇范圍大，堆焊工藝過程簡單，熱輸量低（修復(fù)中的基本溫度保持在60℃左右），基體不變形，不咬邊；設(shè)備移動方便，適于現(xiàn)場修復(fù)汽輪機及發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸頸拉傷溝槽、閥門面、導(dǎo)桿、水泵軸拉傷及銹蝕缺陷。
　　通過對汽輪機發(fā)電機組轉(zhuǎn)子軸頸拉溝進行微弧焊處理，堆焊后表面硬度微低于軸頸母材，經(jīng)打磨表面粗糙度達到設(shè)計要求。其使用效果很好，解決了以往汽輪機轉(zhuǎn)子軸頸拉溝不能補焊的問題，為機組的安全穩(wěn)定運行打下了好好的基礎(chǔ)。