電站鍋爐受熱面管子安裝焊接缺陷的產(chǎn)生及防止

1、電站鍋爐受熱面管子安裝焊接缺陷的產(chǎn)生及防止一、前言電站鍋爐是電力廠用于發(fā)電的鍋爐， 其大型的容量決定了其 在電站鍋爐的安裝中焊接的工作量也很大。 因此做好焊接工作是 非常重要的。二、鍋爐受熱面管子安裝焊接缺陷產(chǎn)生的原因分析 電站鍋爐膜式水冷壁就是把許多根鰭片管沿縱向依次的焊 接起來， 組成一個整塊的水冷壁受熱面。 每一組件的大小按循環(huán) 回路管組的要求整焊而成， 安裝時組與組間再用焊接密封， 使?fàn)t 膛四周被一層整塊的水冷壁膜片嚴(yán)密地包圍起來。 焊接的縫隙通 過 X 射線探傷檢查， 就可以查看出哪些焊接口出現(xiàn)缺陷。 通常產(chǎn) 生的缺陷和不足有： 沒有控制好焊接時候的焊接電流、 電弧電壓、 焊接速度以

2、及焊絲的直徑。 焊接電流的增大， 就會造成工件上的 電弧力的熱輸入全部增大，造成熱源位置的下移，增大熔深，弧 柱直徑增大， 電弧潛入工件的深度增大， 電弧斑點移動范圍受到 限制，因而熔寬基本不變，焊絲熔化量也成比例地增多，所以余 高增大； 電弧電壓的增大就同時增大了電弧功率， 這樣工件的熱 輸入也同時增大，弧柱直徑增大，電弧潛入工件的深度增大，電 弧斑點移動范圍受到限制， 因而熔寬基本不變， 焊絲熔化量也成 比例地增多， 所以余高增大； 焊接速度增大時會造成熱輸入量減 小，弧柱直徑增大，電弧潛入工件的深度增大，電弧斑點移動范圍受到限制，因而熔寬基本不變，焊絲熔化量也成比例地增多， 所以余高增大

3、；電流的種類和極性也會對焊接的缺陷造成影響， 比如熔化極電弧焊時，直流反接時焊縫熔深和熔寬都要比直流正 接時大，交流電焊接時介于兩者之間； 鎢極氮弧時直流正接的熔 深最大，反接最??；焊絲的直徑和伸出長度在融化極電弧焊時， 如果沒有改變電流大小，就會減小焊絲的直徑，焊絲上的電流密 度變大，熱量集中在小部分的焊絲上，熔深增大，熔寬減小，余 高加大，焊絲伸出長度加大時焊絲電阻熱增大，焊絲的融化量大大增加，減少熔深。三、安裝缺陷的預(yù)防措施焊接中出現(xiàn)的問題諸如焊縫波紋粗劣， 焊縫不均勻、不整齊, 焊縫與母材不圓滑過渡，焊接接頭差，焊縫高低不平等現(xiàn)象，大 部分是由于焊口的清理不干凈，焊接電流和速度等沒有控

4、制好， 可以對焊縫成型的焊縫進(jìn)行打磨、補(bǔ)焊，在操作之前應(yīng)該對工程圖紙進(jìn)行仔細(xì)的研究，嚴(yán)格地遵循相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。 對于不同的焊接 位置用不同的焊接方法和焊接技能，合理控制好焊接電流和速 度，同時提高自身的專業(yè)水平； 對于在靠焊縫邊緣的母材上有凹 陷或溝槽的焊接缺陷，主要是因為焊接電流過大， 焊絲送進(jìn)速度 太慢，這樣就會導(dǎo)致電弧變長， 這種情況會減小母材的有效截面 積，其預(yù)防措施主要是根據(jù)焊接項目的規(guī)范要求，選擇合適的電流參數(shù)和與之協(xié)調(diào)的焊絲送進(jìn)速度，盡量使用短弧焊接。焊角焊縫時，用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬邊，提高自身的焊 接技術(shù)。焊接過程中，熔深超過工件厚度，熔化金屬自焊縫背面 流出，形成穿

5、孔性缺陷，也稱為燒穿，產(chǎn)生的主要原因是焊接電 流過大， 速度太慢導(dǎo)致電弧會在焊縫處停留時間較長， 這就完全 破壞了焊縫， 使接頭喪失聯(lián)接及承載能力， 預(yù)防措施可以采用較 小的焊接電流同時采用合適的焊接速度。最為嚴(yán)重的缺陷是裂 紋，它是焊接中絕對不允許出現(xiàn)的缺陷， 它會引起焊接結(jié)構(gòu)發(fā)生 破壞性事故， 其中延遲裂紋的危害最大。 裂紋形成的原因主要是 焊縫中 S、P 雜質(zhì)含量高時，與鐵形成低熔點的共晶物，該共晶 物極易形成液態(tài)薄膜， 也就是焊縫凝固過程中的薄弱晶界， 焊接 時由于不均勻的加熱， 焊接接頭不可避免地要產(chǎn)生熱應(yīng)力， 當(dāng)焊 縫金屬承受的拉伸熱應(yīng)力大于液態(tài)薄膜的承受能力時， 就會產(chǎn)生 結(jié)晶裂

6、紋，為了預(yù)防需要采用 S、P 含量低的母材與焊材；采用 堿性焊條或焊劑，進(jìn)行冶金脫硫、脫磷；盡可能采用小的焊接電 流來防止產(chǎn)生中心線裂紋。四、膜式水冷壁安裝焊口 打底焊道未焊透缺陷產(chǎn)生的主要原因電站鍋爐膜式水冷壁一般是用規(guī)格為60mM 5mm或 51mM 5mnm勺鰭片管組焊而成的大 片，在安裝施工中一般先在現(xiàn)場地面水平預(yù)制組焊成整體， 再吊 裝就位。預(yù)制采用手工鎢極氬弧焊封底加手弧焊蓋面的工藝進(jìn) 行。焊縫經(jīng)X射線探傷檢查一次合格率比較高， 但在所發(fā)現(xiàn)的焊 接缺陷中， 有相當(dāng)一部分未焊透缺陷。 產(chǎn)生此缺陷的主要原因有 以下幾方面（ 1）模式水冷壁管屏工地進(jìn)行管子對接安裝，由于窄間隙有障礙操作極

7、容易在 3 點、9 點處位置產(chǎn)生未焊透、未熔 合曲線。（ 2）管子周圍壁厚不等，組對每片水冷壁時，先將距 焊口約50mn處的鰭片用氣割切去。在割去鰭片處沿管周弧長約 12mml勺范圍內(nèi)，管壁比其它處厚 1.52mm再加上此處（焊口 3 點和 9 點處）焊接時受兩側(cè)管的障礙，如果在焊接參數(shù)相同的 情況下，不采取相應(yīng)措施，極易在此處出現(xiàn)未焊透缺陷。（3）組對間隙不一致， 鍋爐制造廠提供的膜式水冷壁半成品件是由多 根管子組焊成一片。 在工地進(jìn)行片與片組裝時， 就要同時組對多 個焊口，然而使組對間隙相同非常困難。另外，多個焊口不可能 同時焊接，當(dāng)焊完一部分焊口， 其余尚未焊的焊口間隙就會縮小， 甚至為

8、零。這些焊口在施焊中很容易出現(xiàn)未焊透缺陷。（4）強(qiáng)力組對出現(xiàn)的錯口。 由于半成品水冷壁在制造、 長途運輸和存放 過程中會產(chǎn)生一定的變形， 在現(xiàn)場地面水平預(yù)制時， 多個焊口就 有可能不在一條水平線上，也就是說產(chǎn)生焊口組對不平齊的現(xiàn) 象。此時若采取強(qiáng)力組對， 被強(qiáng)行組對的管子在 TIG 打底焊熱源 的作用下，有可能復(fù)原產(chǎn)生錯口。如果此時正好由于上述（2）的原因使對口間隙趨于零時，就會導(dǎo)致單側(cè)或雙側(cè)未焊透現(xiàn)象。未焊透的防止措施：（ 1）每片半成品水冷壁組對前，應(yīng)認(rèn) 真校驗焊口平齊情況， 對于較輕微的變形可采用火焰矯正或機(jī)械 方法矯形后再組對。（ 2）嚴(yán)格控制多個焊口組對的最小間隙和 最大間隙， 使其

9、中最小組對間隙能滿足焊接質(zhì)量要求； 最大組對 間隙不超過5mm施焊時，采取先焊間隙較小的焊口，后焊間隙 大的焊口。（ 3）對于每片最后焊的焊口間隙過小而不易保證焊 接質(zhì)量時，可使用端部修磨較尖銳的鎢極施焊，以使電弧集中， 易于焊縫根部熔透。 （4）改變原來在下面施焊焊工的操作方式， 把添加焊絲的工作改由上面的焊工進(jìn)行， 這樣，下面的焊工可以 集中精力操作焊槍，將電弧始終準(zhǔn)確地對準(zhǔn)焊縫根以確保熔透。 為了保證焊絲能夠準(zhǔn)確地加入熔池， 先將焊絲端部按管子直徑彎 曲，由上面的焊工手持焊絲并將焊絲上提，使其緊貼坡口間隙， 然后由下面的焊工引燃電弧將坡口鈍邊和焊絲同時熔化形成封 底焊縫。（ 5）當(dāng)焊至鰭片部位時（焊口 3 點和 9 點處），因此 處受管間距限制， 除最好使用端部修磨較尖銳的鎢極施焊， 增大 焊槍可達(dá)性外， 關(guān)鍵應(yīng)適當(dāng)降低焊速， 增加電弧在此處的停留時 間，待熔池尺寸與其它部位相等， 熔融金屬成“滲入”狀態(tài)時