刍议火电厂金属焊接工艺

【摘要】随着世界以及我国制造产业的不断发展，焊接技术已经作为一门基础技术应用到各个行业，并且焊接技术的水平也逐步得到了很大的提高。随着焊接工艺方法的不断涌现，专业焊接的设备更新更是日新月异。本文就火电厂金属焊接工艺，提出常见内部缺陷原因分析及解决措施。

　　【关键词】火电厂；金属焊接工艺；原因分析

　　前言：

　　火力发电机组是当今中国发电的主力机组。我国已经开始形成了以火力发电机组为主、以加速发展的水力发电和核电机组为辅的发电设备总结构，发电能力基本满足了国民经济发展的需求。由于机组容量的增大、参数的提高、所使用的钢材和焊接材料品种及规格日趋复杂，工程量加大、焊口数量增多、异种钢焊口增多、管壁厚度增大、安全性的要求也愈来愈高，因此，焊接工艺质量及检验标准也日益严格。

　　一、火电厂金属焊接工艺

　　在电厂金属焊接过程中，会因为许多技术问题使焊接工程存在质量问题，所以相关焊接技术人员在作业前，必须先熟悉掌握焊接工艺，这样才能避免技术上的质量问题，保证整个焊接工程的质量。火电厂金属焊接工艺主要有以下内容：

　　1、焊接时允许的最低环境温度如下：碳素钢：-20℃；低合金钢、普通低合金钢：-10℃；中、高合金钢：0℃。

　　2、各种钢材施焊前需先预热温度：a、壁厚大于或等于6mm的合金钢管子、管件（如弯头、三通等）和大厚度板件在负温下焊接时，预热温度可提高至20～50℃；b、壁厚小于6mm的低合金钢管子及壁厚大于15mm的碳素钢管在负温下焊接时亦应适当预热：c、异种钢焊接时，预热温度应按焊接性能较差或合金成分较高的一侧选择；d、接管座与主管焊接时，应以主管规定的预热温度为准；e、非承压件与承压件焊接时，预热温度应按承压件选择。

　　3、施焊过程中，层间温度应不低于规定的预热温度的下限，且不高于400℃。

　　4、中、高合金钢（含铬量大于或等于3%或合金总含量大于5%）管子和管道焊口，为防止根层氧化或过烧，焊接时内壁应充氩气或混合气体保护。

　　5、严禁在被焊工件表面引燃电弧、试验电流或随意焊接临时支撑物，高合金钢材料表面不得焊接对口用卡具。

　　6、管子焊接时，管内不得有穿堂风。

　　7、点固焊时，除其焊接材料、焊接工艺、焊工和预热温度等应与正式施焊时相同外，还应满足下列要求：a、在对口根部点固焊时，点固焊后应检查各个焊点质量，如有缺陷应立即清除，重新进行点焊；b、厚壁大径管若采用填加物方法点固，当去除临时点固物时，不应损伤母材，并将其残留焊疤清除干净、打磨修整。

　　8、采用钨极氩弧焊打底的根层焊缝检查后，应及时进行次层焊缝的焊接，以防止产生裂纹。多层多道焊缝焊接时，应逐层进行检查，经自检合格后，方可焊接次层，直至完成。

　　9、为减少焊接变形和接头缺陷，直径大于194mm的管子和锅炉密集排管（管子间距小于或等于30mm）的对接焊口宜采取两人对称焊。

　　10、施焊过程除工艺和检验上要求分次焊接外，应连续完成。若被迫中断时，应采取防止裂纹产生的措施（如后热、缓冷、保温等）。再焊时，应仔细检查并确认无裂纹后，方可按照工艺要求继续施焊。

　　二、常见内部缺陷原因分析及解决措施

　　（一）裂纹产生原因

　　1.工艺因素导致液化裂纹，焊接时，热输入越大则输入的热量越多，晶间低熔共晶的熔化越严重，晶界处于液态的时间越长，因此，液化裂纹的倾向也就越大。另外，由于热输入的增加，容易使过热区晶粒粗大，增大偏析程度和焊接应力，从而增加液化裂纹的倾向；焊接规范不合理，焊接拘束度大，内应力大，焊接顺序不当。

　　焊接裂纹是一种非常严重的缺陷。结构的破坏多从裂纹处开始，在焊接过程中，要采取一切必要的措施防止出现裂纹。在焊接后要采用各种方法检查有无裂纹，一经发现裂纹，应彻底清除，然后给予修补。焊接裂纹有热裂纹、冷裂纹。焊缝金属由液态到固态的结晶过程中产生的裂纹称为热裂纹，其特征是焊后立即可见，且多发生在焊缝中心，沿焊缝长度方向分布。产生热裂纹的原因是焊接熔池中存有低熔点杂质，由于这些杂质熔点低，结晶凝固最晚，凝固后的塑性和强度又极低，因此，在外界结构拘束应力足够大和焊缝金属的凝固收缩作用下，熔池中这些低熔点杂质在凝固过程中被拉开，或在凝固后不久被拉开，造成晶间开裂。焊件及焊条内含硫、铜等杂质多时，也易产生热裂纹。

　　2.防止产生热裂纹的措施：

　　对有裂纹的缺陷，补焊时熔池应始终处于氩气保护下，使用手工加丝钨极氩弧焊时，要使用高频衰减，不应连弧。对于硬钎焊用熔点高于500℃的钎料进行钎焊，软钎焊，用熔点低于400℃，尽量减少受基本金属可焊性的限制，一般适用于强度要求不高的零件的裂纹和断裂的修复，尤其适用于低速运动零件的研伤、划伤等局部缺陷的修补。 a、严格控制焊接工艺参数，减慢冷却速度。适当提高焊缝形状系数，尽可能采用小电流多层多道焊.以避免焊缝中心产生裂纹；b、认真执行工艺规程，选取合理的焊接程序，以减小焊接应力。

　　（二）咬边

　　1.咬边原因

　　是由于焊接运条速度快或焊条角度不当引起的。咬边减小了工作截面，造成应力集中。

　　2.防止措施

　　利用合适的焊接电流和运条手法，随时注意控制电弧长度。运用合适的氩弧焊参数，注意焊接速度不宜过高，手法必须平稳。

　　（三）未焊透

　　1.产生原因

　　焊接时，在焊件与焊缝金属或焊缝层间有局部未熔透现象是没有焊透，具体原因是由于焊接保护方法不当，焊接部位变形过大，熔合区的可切削性低，提高焊缝补处的防渗透性能差，会出现未焊透现象。

　　2.防止措施：正确选取坡口尺寸，焊清根要彻底。加热时，适当部位要先加热使之膨胀，减少焊接应力与形变，选择减应区，具体部位选在零件棱角、边缘和加强肋等强度较高的部位。

　　（四）夹渣

　　结束语：

　　目前，我国火电厂金属焊接技术还存在许多不足，技术人员在焊接作业前，应先熟悉焊接工艺，掌握焊接技术要求。同时，在焊接过程中，应严格检验是否存在缺陷，及时发现质量隐患，并制定解决方案，确保机组安全、经济地运行，提高火电厂的经济效益。

　　参考文献：

　　[1]赵熹华.焊接检验[M].北京：机械工业出版社，2005.

　　[2]DL/T868-2004，焊接工艺评定规程[S].

　　[3]杨成宇，高忠义.电厂金属焊接中常见缺陷的成因及其防止措施[J].内蒙古科技与经济，2011（7）.

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