变压器油箱端盖焊缝的修复

冯 勇，刘梦安

（株洲联诚集团有限责任公司，湖南 株洲 412001）

JQFP型变压器的油箱端盖是由异种金属（1Crl8Ni9Ti钢和16MnL钢）焊接而成。由于异种金属之间的物理和化学性能不同导致焊缝质量不高，油箱焊缝处渗漏油现象频发。主要原因如下。

（1）两种基体之间不能形成合金；

（2）焊接过程中金相组织的变化或产生新的组织而使接头的性能变差；

（3）熔合区及热影响区的机械性能，特别是塑性的降低；

（4）由于基体金属热膨胀系数不同而引起热应力，而且这种热应力不能消除；

（5）因塑性变差和应力增加容易引起裂纹。

一、焊缝渗油分析

1.母材性质对焊接性的影响

1Crl8Ni9Ti+16MnL是一种常用的复合钢，焊接时，焊接接头经历了敏化温度区间，在腐蚀介质的作用下，可能产生晶间腐蚀现象。晶间腐蚀的结果使接头的性能降低，甚至使结构破坏。

计算碳当量是确定钢材焊接性的一种方法。各国计算碳当量的公式各有不同，以下计算碳当量则采用国际焊接协会(IIW)推荐的碳当量计算式：

通过计算得出，16MnL钢其Ce＜0.5，其裂纹敏感性小，焊接性好。1Cr18Ni9Ti钢强度大，导电率低，焊接性能良好，但热膨胀系数大，熔池的流动性差，如果焊接工艺不当，会使基本金属的焊接热循环恶化，在热影响区产生淬硬组织，加上内应力的存在，很容易在热影响区产生裂纹。

2.焊接工艺对焊缝的影响

公司之前常采用的手工电弧焊焊出来三道焊缝，效果很不理想。近期就发生了32起焊缝渗漏油现象。

3.焊材及保护气体的配比对焊缝的影响

异种钢焊接接头的焊缝和融合区物理性能、力学性能也有很大差异，如果焊条选用不当，可能会引起裂纹。不锈钢焊条必须根据母材和工作条件来选用。

在焊接过程中，通常是用100%的Ar做气体保护，对焊丝金属的熔滴过渡虽然起到了保护作用，但对熔滴过渡起到了压缩作用，无助于电弧稳定燃烧。所以，焊接时电弧飘移，熔化金属和母材几乎不熔合，而且飞溅甚大，无法达到焊接效果。

二、焊接工艺的改进

经过多种方法进行焊接试验，最终采用MMA焊与MAG焊，采用图1中箭头所示的两道焊缝的焊接方式，并对基层、复层分别进行焊接，焊接材料、工艺分别按照基层、复层来选择，待水平面一次焊完，在交叉处打磨，再向下焊垂直方向的焊缝，同时基层和复层界面附近焊接过渡层。这样的焊缝不仅具有优异的耐腐蚀性，致密性好，且接头强度高，焊接质量可满足使用要求。

经试验发现过小的氧含量使焊接过程中熔滴在过渡中不能充分燃烧，与母材之间不能很好地熔合，产生未焊透或未熔合现象。在小于3%的O2基础上反复试验后，确定在Ar中加入2%的O2，其焊接效果明显改善。由于少量O2的作用，在底层焊接时，熔滴在过渡中得到了比较充分地燃烧，克服了纯Ar焊接中电弧飘移和过渡金属与母材不相熔的问题。同时O2的加入，提高了熔滴过渡的稳定性，尤其在大电流的射流过渡中，改善了熔池的流动性，能够较好地控制熔池形状，有效克服了焊缝咬边、飞溅等现象，使焊缝表面成型平滑、根部熔合良好，效果理想。

图1 MMA焊与MAG焊焊缝示意图

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