简述电厂金属焊接中常见缺陷原因与对策

2018-02-03李小猛赵伟明

科技创新导报 2017年30期

李小猛++赵伟明

摘要：电厂金属材料的焊接质量，对电厂机组的运行状况具有较大的影响，只有保证材料良好的焊接性，合理选择焊接工艺，正确制定焊接过程中的各项操作参数，才能实现较好的焊接质量，尽可能少的产生焊接缺陷。技术人员要全面分析焊接缺陷产生的原因，结合原因采取有效的预防和解决措施，不断更新技术和焊接设备，提高焊接质量，保证电厂机组的安全和可靠运行。

關键词：金属焊接常见缺陷原因与对策

中图分类号：TG441 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（c）-0083-02

1 电厂金属焊接内容以及参数

电厂金属焊接方面的内容包括很多方面，通过比较和分析焊接材料、焊接接头、焊接应力、变形状态以及设备仪器，来把握和分析不同金属材料的焊接规律以及原则，以保证电厂设备的焊接质量，可以通过不同的焊接方法和工艺手段得到与电厂的实际状况相协调的金属焊接工艺，满足电厂运行的实际要求。电厂的金属焊接性就是设备的焊接工艺，工艺的合理执行以焊接接头的焊接性能以及金属材料对焊接加工的适应程度为基础和前提。焊接参数包括：金属的结合性以及接头焊接的难易程度。

2 电厂金属焊接缺陷产生的原因

2.1 气孔

焊接中，熔池中如果金属发生凝固，导致熔池中气泡不能溢出，则其焊缝内部以及表面将产生气孔。气孔的产生导致了焊接有效面积的减小，降低了焊接接头的强度，导致焊缝金属的紧密度受到影响。气孔出现的原因主要包括几个方面：坡口边缘位置清除不彻底，含有较多的杂质，焊条和焊接湿度过大，发生潮解，含有大量的水分。碱性的焊条在焊接中，如果操作速度过快或者电弧过长，都会导致气孔的产生。

2.2 夹渣和咬边

焊缝中残留的熔渣就是通常所说的夹渣，夹渣的存在会对焊缝的致密性以及强度产生影响，出现夹渣的原因主要包括几个方面：第一，焊缝边缘存在氧割或者碳弧气刨产生的熔渣，坡口角度、焊接电流数值较低，焊接速度高；第二，使用酸性焊条电弧过长或者极性错误导致夹渣产生。咬边就是在焊缝的边缘存在缺陷。焊接过程中如果电流过大，运行速度过快或者电流过长，都会引起咬边发生。埋弧操作时，焊接速度过快或者焊接设备的不均匀，会使焊件的深度减小，如果没有及时进行金属填充或者没有填满也会导致咬边发生。通常，咬边会减小木材的接头，导致应变集中。对于相对重要的结构以及受力结构，不允许存在咬边现象。

2.3 弧坑

由于在金属焊接中，出现断弧或者不合理收弧，会使焊道末端出现洼坑和凹陷，同时，弧坑中产生裂纹以及气孔，降低了焊缝的强度。导致弧坑的原因有多种，包括熄弧时间过短、空突焊接间断，焊接薄板过程中电流偏大。

2.4 裂纹

焊缝金属在冷却的全过程中，母材和焊缝相交汇的位置，在焊接热循环作用下，在热影响区中形成了淬硬组织，如果焊缝中产生的扩散氢过量，则会产生集中。接头连接的位置产生极大的约束作用力，出现裂纹。

2.5 未熔合、未焊透

金属的焊接过程中，如果母材和焊缝之间没有实现熔合，就叫做未熔合。如果接头根部没有实现完全焊透，就叫做未焊透。上述两个问题会导致焊缝工作面积的缩小，导致应力集中现象出现，使焊缝的强度显著降低，焊缝出现裂缝。导致未熔合的原因有：焊件表面上的氧化膜和油污没有得到彻底的清理，在进行焊接操作时，熔渣会影响金属的融合程度。如果操作手段不合理，电弧的坡口位置会出现偏差。导致未焊透的原因有：焊件装配件和坡口角度过小，厚度尺寸较大的钝边直径过大，焊接电流不均匀，焊接电弧过长。

3 电厂金属焊接技术缺陷的解决措施

3.1 气孔的解决措施

烘干材料的过程中，要保证操作严格执行规范要求，妥善保管焊接材料和设备。焊接之前，彻底清除坡口边缘的杂质，合理控制焊接电流以及焊接速度、电弧的长度。

3.2 夹渣和咬边的解决措施

合理选择坡口尺寸，彻底清理倒角，严格控制焊接速度和电流大小，保证摆动适度。在进行多层焊接的过程中，仔细检查槽边缘的融化，对焊渣进行彻底的清理。将全部的焊渣彻底清除，以实现精密焊接。另外，合理选择焊接电流以及操作方法，合理控制焊条的角度以及电弧长度，实时监控并调整工艺参数，保证焊接速度的合理性，焊道的平整性。

3.3 弧坑的解决措施

在焊接过程中，要实时改变焊接方向，焊丝的长度以及开槽的侧面尺寸的制定要将焊丝的直径作为衡量基准，开槽的形状应该和木材相一致，尽可能提高电厂中的焊接电流量，提高焊渣的融化速度，在对该面层的焊接过程中，需要及时调整单焊道为多焊道，降低金属焊接过程中的负荷，保证电厂焊接金属的稳定性和安全性。

3.4 裂纹的解决措施

为了避免出现有害裂纹，可以通过选择精确度满足要求的焊接参数，降低金属的实际冷却速度，实现裂纹形状系数的改变。也可以通过多层次多焊道的焊接方法，控制焊接产生的裂纹以及中心部分产生的缝隙，操作人员要严格按照焊接操作规程和工艺执行，降低焊缝金属的压力值。在对冷裂纹的控制中，需要合理控制氢含量，进行金属热处理，可以降低金属内部的压力以及氢含量。控制焊接用材料中的湿度，妥善保管焊条和焊剂，可以采用定期烘焙的方法，避免发生潮解。对坡口边缘进行仔细检查，避免出现油污以及水分和锈蚀，减少氢的来源渠道。结合所选择材料的等级以及碳当量、结构件的厚度和焊接环境进行焊接操作，尽可能选择合理的焊接参数，做好焊接之前的预热以及焊接之后的热处理，通过多道焊接，来实现层间温度的合理控制；做好焊接之后的处理工作，及时消氢，消除内部应力，对于淬硬的结构和组织，需要采用回火的方式进行处理，实现接头韧性的改善。保证焊接程序的合理性，可以采用分段焊接法来降低焊接过程中所产生的应力。在电厂管道组装的过程中会产生一定数量的焊接裂纹，对于这一现象，可以结合膨胀问题来分析和考虑，对于焊道整体来说，由于焊口在受热以后会发生膨胀，所以必须结合热态和冷态来考虑结构的膨胀问题和收缩问题，当收缩受阻或者膨胀受阻时，必然会在热影响区和应力交变处产生裂纹。应用热处理技术以后，进行组织的加入以及回火操作，可以使焊接接头的韧性得到提高，应用金属多层多道焊缝，控制不同层的温度，降低焊接压力数值。

3.5 未焊透、未熔合的解决措施

合理选择坡口尺寸，观察槽边缘的融合状况，将氧化皮及时、彻底地清除，同时，去除氧化膜和油质，控制金属的焊接速度和电流速度相一致，保证焊接工作的顺利开展，实现焊接质量的合理监测。正确选择坡口，对于未熔合和未焊透的位置，需要保证焊接质量，使焊接水平显著提高。

4 焊接质量检验

4.1 外观质量

检查金属的外观质量，主要检查的内容就是焊缝外表质量，外观尺寸以及形状是否满足工程的实际要求，然后进行确认，确认是否存在咬边、弧坑、焊瘤以及夹渣等缺陷。

4.2 气密性试验

焊缝的致密性测试就是气密性试验，结合不同的形状和位置差异开展实验，可以采用不同的试验方法，包括煤油试验、气体试验以及灌水试验等。

4.3 检验金属的焊接损伤

金属的无损探伤检测，可以准确发现焊缝内部存在的缺陷，对于一些相对重要的结构，必须在出厂之前制定无损探伤检测。广泛采用的无损检测的方法包括：磁粉探伤检测、渗透探伤检测以及射线探伤检测和超声波探伤检测。

5 结语

对电厂金属进行焊接中，存在着很多常见的缺陷，对电厂的运行产生了一定的影响，同时造成了安全隐患，技术人员要明确焊接缺陷产生的原因，结合电厂的实际状况，采取合理的焊接操作工艺，尽可能避免或者减少焊接缺陷的产生，提高金属的焊接质量，保证电厂安全、高效的运转。

参考文献