氧化铝厂生产设备焊接缺陷及矫正措施

2020-12-09

世界有色金属 2020年19期

（山东南山铝业股份有限公司，山东龙口 265700）

氧化铝厂生产设备焊接缺陷及矫正措施的研究背景具体如下：在经济社会不断发展的影响下，氧化铝的需求量变得越来越大[1]。对于氧化铝的生产，氧化铝厂生产设备是影响生产效率的重要因素。然而在氧化铝厂生产氧化铝的过程中，生产设备往往存在一定焊接缺陷，影响生产设备自身的平稳运行，降低氧化铝的生产效率，甚至导致发生安全事故[2]。因此必须重视氧化铝厂生产设备的安全问题，对氧化铝厂生产设备焊接缺陷进行深入研究。掌握氧化铝厂生产设备焊接缺陷的具体知识后，还需要针对性的制订生产设备焊接缺陷的矫正措施，以提升氧化铝厂生产设备的氧化铝生产效率，并提升生产的安全性，避免在生产中引发中毒、火灾等事故，防止对环境造成污染，保障生产人员的生命安全。综上所述，对氧化铝厂生产设备焊接缺陷及矫正措施进行深入研究。

1 氧化铝厂生产设备焊接缺陷

1.1 存在裂纹缺陷

在焊接氧化铝厂生产设备时，裂纹缺陷会严重影响焊接质量，当裂纹缺陷变成焊接裂纹后，将会影响氧化铝厂生产设备结构的安全性，造成氧化铝厂生产设备结构被破坏。裂纹缺陷具体图1所示，包括冷裂纹、热裂纹等类型。

其中热裂纹最为常见，主要是指填充焊缝的金属在凝固时出现的裂纹缺陷，经常出现在焊接完成后，集中分布在焊缝中心地带，沿着焊缝的方向，可以利用肉眼观察到裂纹。热裂纹通常出现在裂缝表面，有氧化色彩，当熔池内存在较多低熔点杂质，由于其凝固时间大于焊接金属，也会因此而形成热裂纹。当所用焊条与焊接工件中硫、铜等杂质过多，也会提升出现热裂纹的几率。而冷裂纹的产生是由于近缝区很高的加热温度会使奥氏体晶粒体积急速变大，而冷却时，奥氏体会变成马氏体，其组织特征为硬脆，会形成冷裂纹并扩展。

1.2 存在未熔合与未焊透情况

未焊透情况是指氧化铝厂生产设备的接头根部没能在焊接中充分熔透；而未熔合情况是指焊缝与焊接工件没有被全部熔透。氧化铝厂生产设备出现未熔合与未焊透缺陷后，会对氧化铝厂生产设备焊接质量造成严重影响。造成氧化铝厂生产设备出现未熔合与未焊透缺陷的原因是焊接工件仅存在较小装配间隙、坡口角度设置不合理等。除此之外，焊接电流、焊接电弧、焊接速度、焊条直径等没能达到规定要求，也容易导致氧化铝厂生产设备出现未熔合与未焊透缺陷。

在焊接氧化铝厂生产设备时未及时清理干净杂质，焊接金属与杂质混合后，也会造成氧化铝厂生产设备出现未熔合与未焊透缺陷。

1.3 存在焊缝夹渣

焊接完氧化铝厂生产设备后，容易在焊缝中残留熔渣，没有充分熔化的焊剂、焊条药皮以及焊接中的母材杂质都可能成为夹渣。残留的焊缝夹渣会对氧化铝厂生产设备的焊接质量造成很大影响，降低焊缝气密性与焊接强度。

氧化铝厂生产设备残留焊缝夹渣的具体原因如下：首先，在碳弧气刨或氧割焊缝边缘时，焊接电流存在电量不足或过快的焊接速度都会导致熔池中难以浮出熔渣，从而产生夹渣。其次，设置焊接构件坡角不够合理、科学，带来焊缝的夹渣。以及使用的焊条为酸性时，需要以操作要求为依据对焊条摆动方式进行确定，并对使用电流大小与摆动速度进行严格控制，否则容易导致氧化铝厂生产设备焊缝产生夹渣现象。

1.4 存在焊接气孔

氧化铝厂生产设备中普遍存在着焊接气孔，这是由于熔池中存在很多气泡，而这些气泡在填充的金属发生凝固之前往往无法完全逸出，从而造成空穴现象。

除此之外，以下两种原因也会引起氧化铝厂生产设备的焊接气孔，首先是清洁坡口边缘不够全面，存在锈蚀痕迹以及污物、油渍、水渍的残留。接着是未按要求妥善保存焊剂、焊条，使焊条出现焊芯锈蚀现象，药皮出现剥离与变质现象。还有就是熔渣具备过大的黏稠度，使气泡无法顺利逸出，大量滞留于焊缝内。以及在焊接氧化铝厂生产设备时采用的是低氢型焊条，过快的焊接速度以及过长的电弧长度都会导致焊缝气泡的产生。

2 氧化铝厂生产设备焊接缺陷矫正措施

2.1 矫正裂纹缺陷

矫正氧化铝厂生产设备焊接裂纹缺陷需要及时做好控制措施，科学选择氧化铝厂生产设备的焊接工艺，加强焊接中的管理，使氧化铝厂生产设备能够使用合适的焊接工艺，延缓冷却金属的速度。焊接氧化铝厂生产设备选择的焊接方法为小电流多层次焊接法，能够避免焊缝中心位置产生裂纹。

2.2 矫正未熔合与未焊透缺陷

需要加强控制焊接坡口角度、尺寸，保障符合焊接操作标准。保持焊件坡口的清洁程度，及时清理杂质并对氧化层进行处理。还要保障焊接速度与电流合理，创造焊接氧化铝厂生产设备的有利条件。在进行该缺陷的矫正时，需要全面清理与检查氧化铝厂生产设备封底焊接，并控制好焊条摆动方式。

2.3 矫正焊缝夹渣缺陷

作为一种埋深缺陷，焊缝夹渣是焊接氧化铝厂生产设备时普遍存在的，需要以夹渣的严重程度为依据进行矫正。当焊缝夹渣出现规模扩大现象，需要利用有效方法对夹渣问题进行及时处理，避免夹渣破坏氧化铝厂生产设备。清理夹渣的方法具体如下：首先清理焊接工件，避免产生气孔，并控制好焊接速度与电流大小，适当设置焊条摆动速度与方式。其次，控制焊接坡口尺寸、大小，避免坡口质量影响氧化铝厂生产设备的焊接工作。除此之外，必须做好清理工作，以免氧化铝厂生产设备出现熔渣。在多层焊接氧化铝厂生产设备时，需要提升关注坡口两侧实际熔化情况的程度，并根据熔化水平进行不断调整。由于焊接造成的焊渣，则需要在氧化铝厂生产设备焊接封底时全面清理焊渣，防止在焊缝内出现焊渣。

2.4 矫正焊接气孔缺陷

当氧化铝厂生产设备中存在焊接气孔缺陷时，其矫正缺陷步骤具体如下：首先应该做好氧化铝厂生产设备的焊接工作，准确确定熔渣黏稠度、焊接速度、焊接电流以及其余焊接参数。以及做好清理工作，使坡口边缘干净整洁，避免出现锈蚀痕迹、污物、油渍、水渍等现象。妥善保存焊接工具和材料，烘干焊剂与焊条，防止出现焊剂与焊条的受潮现象，为焊接氧化铝厂生产设备带来不好影响。进行氧化铝厂生产设备的焊接时，要保证焊条的质量合格，并选用那些低氢型的焊条，根据焊接的具体状况对电弧长度、焊接速度进行调整，防止焊接操作错误对工件的焊接质量造成影响。