膜式水冷壁是锅炉行业关键的零部件，为了保证其在炉膛中工作时承受的冷热疲劳和高温腐蚀，必须在其圆管壁表面堆焊或喷涂一般为镍基的材料。 目前国内普遍采用的还是传统的喷涂方法，而在发达国家十年前就普遍采用堆焊的方法进行预防护和修复。本研究开发了一种锅炉用水冷壁堆焊修复工艺，并开发出一种堆焊修复设备，采用MIG工艺，仿形方法，立向下摆动工艺能够实现水冷壁的在线堆焊，其单层稀释率最低可达5.72%；根据水冷壁的工况和挂片模拟实验等数据基础上开发了一种水冷壁堆焊专用焊材，其寿命是普通317LN寿命的6.5-8倍。 本研究为膜式水冷壁受热面堆焊开发出一种专用设备，与传统设备相比具有以下优点： 1、仿形圆弧摆动，保证在摆动范围内焊枪距离水冷壁圆弧面的距离恒定（干伸长恒定） 2、匀速摆动，保证在摆动范围内焊枪的摆动速度均匀稳定 3、焊道厚度及熔深均匀 本研究采用仿形高恒速摆动机构立向下堆焊工艺，采用脉冲电源，使能量控制更小，热量更集中，在水冷壁管壁上形成较低稀释率（同时溶深也较浅避免焊穿），焊层成分均匀的堆焊层 本研究通过前期大量摸索性试验确定堆焊工艺为：摆动6mm宽，摆速400mm/min,立向下速度0.3m/min，电流200-210A 电压26-27V 因此在工艺方面我们为解决焊层铺展（由于合金成分较高，其侵润性较差），又要保证水冷壁管壁不焊穿，我们分别从焊丝直径和焊接气体两方面着手研究，最后获得较好的焊层 开发的焊材合金为Ni-Cr-Fe-Nb基同时含有少量Mo,Ti,Al和其它微量有益元素的时效硬化型合金，这种合金从低温到700℃的范围内均具有较好的焊接性能及抗焊接裂纹的能力，而且有较高的抗拉强度792Mpa,不仅有优异的耐腐蚀合金，在含有H2S的复杂环境中有较高的腐蚀抗力。 本研究适用于垃圾焚烧炉、生物质锅炉、冶金行业的余热锅炉，热电锅炉等，水冷壁的修复，因受空间环境以及水冷壁管腐蚀状况等诸多因素影响，修复存在不确定性，修复前要注意对水冷壁的探伤，以及完善生产操作规程，制定出生产指导标准，以避免生产事故的发生。

机械科学研究院哈尔滨焊接研究所

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