Research on MIG Cladding Repair Technology for Water-cooled Walls in Ultra-supercritical Boilers

ZHANG Yan; SHI Tianqi; WANG Qiang; LIU Yang; ZHAO Yihan; JIANG Yinglong; XU Yujun; WANG Weiyi

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2026.02.06

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Research on MIG Cladding Repair Technology for Water-cooled Walls in Ultra-supercritical Boilers
Vol. 56, Issue 2, Pages: 56-62(2026)
Received：19 July 2025，

Revised：2025-12-18，

Published：20 February 2026
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.02.06
稿件说明：

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张焱，石天琪，王强，等.超超临界锅炉水冷壁MIG堆焊修复工艺研究［J］.电焊机，2026，56（2）：56-62. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.02.06.

ZHANG Yan, SHI Tianqi, WANG Qiang, et al.Research on MIG Cladding Repair Technology for Water-cooled Walls in Ultra-supercritical Boilers[J].Electric Welding Machine, 2026, 56(2): 56-62. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.02.06.

摘要

针对火力发电厂锅炉水冷壁管减薄失效的问题，提出采用MIG立向下堆焊ERNiCrMo-3的工艺修复方法，探索堆焊工艺参数的影响规律并获取最优参数，通过对焊缝进行目视检测、X射线检测、力学检测、金相分析来验证焊接工艺的稳定性。研究表明：锈蚀深度在450 μm，焊丝与母材热膨胀系数位于同一量级不会导致焊接接合面的剥离，目视检测及X射线检测结果I级，剪切强度491 MPa高于15CrMoG基材标准值440 MPa，侧弯无裂纹缺陷，焊缝区组织构成为γ固溶体+析出相，过热区组织构成为贝氏体，正火区组织构成为贝氏体+少量珠光体，不完全正火区组织构成为铁素体+贝氏体+珠光体，硬度显示在粗晶区出现小峰值，由于此区域内出现贝氏体的缘故。本研究为堆焊修复水冷壁管提供技术支撑，并为实际修复水冷壁工作提供新的思路。

Abstract

To address the thinning failure of water wall tubes in coal-fired power plant boilers

this study proposes a repair method using MIG vertical-down overlay welding with ERNiCrMo-3 filler wire. The influence of welding parameters was systematically investigated to optimize the process. The welding stability was verified through visual inspection (VT)

radiographic testing (RT)

mechanical testing

and metallographic analysis.Key findings include:The corrosion depth was measured at approximately 450μm.The similar thermal expansion coefficients between the filler wire and base metal (15CrMoG) prevented interfacial delamination.Both VT and RT results met Class I acceptance criteria.The shear strength reached 491 MPa

exceeding the standard value (440 MPa) of 15CrMoG base material.No cracks were observed in side bend tests.Microstructural characterization revealed:Weld zone: γ solid solution with precipitated phases.Overheated zone: Bainite.Normalized zone: Bainite with minor pearlite.Partially normalized zone: Ferrite

bainite

and pearlite.A slight hardness peak in the coarse-grained zone was attributed to bainite formation.This study provides technical support for overlay welding repair of water wall tubes and offers a new approach for practical maintenance applications.

关键词

Keywords

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