锅炉焊接缺陷的成因及对策分析

2020-12-09杨炜

中国金属通报 2020年9期

杨炜

（甘肃省酒泉市特种设备检验所，甘肃酒泉 735000）

随着我国科技的发展，当前我国的锅炉焊接技术水平有所提升，但是依旧存在诸多问题。焊接质量是实现我国锅炉安全生产的重要保障，如果在过炉焊接中出现问题和缺陷，则锅炉质量无法得到保障，造成锅炉的损坏和泄露，更加严重的话，甚至会导致锅炉的爆炸，从而严重影响锅炉的安全生产问题，同时也会造成资源浪费和财产的损失。锅炉的焊接质量严重，关乎着锅炉的安全生产问题，因此必须要对锅炉焊接过程中所发生问题的原因进行探究，通过对这些缺陷成因进行分析，研究相关的对策，从而提高锅炉的生产质量，保证我国锅炉行业的安全生产。

1 锅炉焊接缺陷的成因

1.1 焊接过程未焊透的成因

在锅炉焊接的过程中，往往由于焊接未焊透，导致焊接过程出现问题，严重影响了锅炉生产的质量。而锅炉焊接过程中，会有多种原因导致焊接未焊透。首先，在焊接之前，进行膜式水冷壁管对接安装时出现问题，在进行安装时，需要将壁管进行无缝衔接，然而，由于壁管之间的间隙较小，在进行焊接时，容易对焊接形成阻碍作用，使壁管的交界处无法焊透，造成焊接问题，为锅炉的质量造成隐患；其次，进行焊接时，往往先需要将不同部件进行组对，在组对的过程中，要将焊接口进行对接，但由于各组件之间的相对间隙不相同，因此很难进行对接，造成组件配对困难。焊接过程中，往往需要将多个部件焊接在一起，但是由于焊接工艺的有限性，无法对这些部件进行同时焊接，因此，需要将这些部件分开进行焊接，但对一部分的焊接口焊接完成之后，会导致其余的焊接口间隙减小，甚至会导致焊接口缝隙为零，焊接口减小会导致焊接的难度上升，因此造成未焊透的问题。最后，在进行焊接的过程中，通常进行零件的连接时，往往由于难以连接，从而使用的力度过大，造成组件连接时的错位，出现错口。同时由于错口的出现会导致焊接难度加大，甚至有的地方很难焊接的到，从而导致焊接未焊透问题。同时，在进行组对的过程中，侧管可能会对零件的组对造成障碍，从而加大焊接的难度，影响焊接的效果，导致焊接未焊透的问题。

1.2 焊接过程中未熔合的成因

在锅炉焊接的过程中，也往往由于焊接过程未熔合，导致焊接过程中出现问题，影响了锅炉的生产质量。第一，由于焊接电流供应问题，导致锅炉焊接过程出现问题，当前我国焊接所产生的热能主要是由电力产生的，电流的大小是影响焊接热量大小的重要原因，因此在焊接的过程中，由于供应焊接的电流量不足，是焊接过程无法得到有效的能量供应，导致焊接的热量不足，因此很难将焊缝金属进行溶解，或者由于焊接所供应的热量不稳定，因此很难将母材坡口熔化。因此，由于焊接时电流供应量不足，导致焊接热量较低或者不稳定，导致焊接过程中未融合的问题。同时，在焊接的过程中，也可能会有供应的电流过多的情况，当电流过大时，可能会导致焊接的温度过高，同时，由于电流过大，会导致焊接的温度变化较快，导致快速融化，使焊接工作人员无法把握焊接的时机，在部件接口处未充分融化时便进行焊接。第二，当焊接的速度较快时，由于未得到充分的热量，往往会导致焊缝金属的融化不充分，从而造成焊接过程未熔合。第三，在进行焊接的过程中，有些焊接件的散热能力较强，在散热过程中，导致散热速度过快，从而使焊接部分的温度下降过快，无法完全进行熔合。同时，在焊接的过程中，散热能力较强的部件，也可能导致在焊接的部位温度较低，从而无法使母材坡口熔合。第四，在进行锅炉的焊接时，有的焊条的焊丝可能与坡口位于一侧，因此，在进行坡口的焊接时，焊条的焊丝对焊接进行阻挡，使坡口处的金属很难熔合。有时在焊接交接的表面，会存在一定的杂质或者锈斑等，阻碍对焊接加接口的加热，导致坡口受热不足，无法充分融化，因此在焊接的过程中很难熔合。第五，在进行焊接时，电流的供应可能导致电弧处于一侧，影响焊接工具的热量供应，导致焊接坡口的受热不均，一部分地区完全融化，但是另一部分地区不能充分融化，导致了焊接的未熔合，同时在焊接的过程中，如果发生电流短路的情况，导致热量供给暂停，也会发生未熔合的情况。

1.3 焊接过程中出现气孔的原因

进行焊接时，在锅炉的焊接部位可能会出现气孔，导致锅炉的焊接质量无法得到保障，影响锅炉的安全生产。焊接处气孔产生的原因较为复杂，受多种因素影响。首先，在做好焊接准备工作之后，需要对焊接所需要的参数进行分析，当焊接参数不符合标准时，就有可能导致气泡的产生。其次，需要对焊接工具的电流进行控制，当电流过大或电流过小时，会导致焊接过程中的温度变化较大，有可能导致气孔的产生，要注意对电流进行调控，从而更好地保持焊接的热量。同时，也要注意对焊接口处进行清理，在焊接口处往往会含有其他的杂质或者锈斑等等，这些杂质或锈斑会导致焊接口处的受热情况不均匀，从而有可能造成气孔产生。进行锅炉焊接时，为了能够更好地保证锅炉焊接的质量，使锅炉的焊接口处不产生气孔，也需要对焊条提出一定的质量要求，需要焊条在焊接之前进行烘培，从而更好地进行焊接。在焊接时，也要注重对天气进行预测，对待恶劣的天气时，要注重对焊接零件的保护，同时在焊接的过程中，也要防止气温过低，导致焊接口处的温度下降过快，从而产生气孔。最后，在进行焊接时，要合理的进行操控，往往由于工作人员的不恰当引弧或收弧，对焊接口处的受热情况造成一定的影响，形成气孔的产生。

1.4 焊接过程中出现裂纹的原因

在焊接的任何过程中，甚至在焊接完一段时间后，都有可能出现裂纹，裂纹会导致焊接的锅炉质量下降，严重影响安全生产问题。由于在焊接的不同时期都有可能出现裂纹，所以裂纹是由多方面的原因组成的。首先，由于焊接金属条里面含有大量的硫磷，会产生裂纹。焊接的金属里面具有大量的碳元素，会导致金属较硬，同时在焊接的金属条中，还具有较高的硫磷，在进行焊接的过程中，会产生大量的热量，在碳与硫磷的熔合过程中，具有较低的焊接性，所以会出现裂纹。同时，如果焊接金属条中存在其他的大量金属元素，也会与硫磷发生反应，导致焊接性较差，出现裂纹。其次，在焊接的过程中，如果电流供应不足，或者焊接的温度较低时，会使焊接后的部位冷却过快，从而导致裂纹的产生。最后，如果焊接的部位厚度较大，进行焊接时就需要较长时间，同时，由于较厚的金属具有较高的结构应力，在进行焊接的过程时，会与结构应力发生冲突，从而导致裂纹的产生。

2 锅炉焊接缺陷的对策

2.1 避免未焊透的措施

在进行焊接之前，要及时对焊接的部位进行清理，清除杂质和锈斑，防止在焊接的过程中发生影响，导致焊接未焊透。在进行焊接时，要保障合理的电流速度，从而提供合理的热量，从而更容易将焊接条焊透。在进行焊接时，最开始的焊接位置要选择较为复杂的地方，这样可以更好地对复杂的地方进行持久的焊接，从而使焊接的部位焊透。进行膜式水冷壁管焊接时，要注意对焊接口的检查，在焊接口对齐之后再进行拼接，如果焊接口变形较大，可以通过机械进行矫正，防止错位，使焊接口能够更好地进行焊接，从而避免未焊透的情况。同时，也要对连接口处的间隙进行调整，防止间隙过大，很难对焊条进行焊透。对于鳞片的焊接处理，由于管间距的影响，需要对焊条进行调整，通过打磨是焊接工具能够更好地达到焊接口，从而有效的避免未焊透的问题。在进行焊接口的连接时，要注重对焊接口的间隙进行控制，防止间隙过大出现无法焊透的问题。在焊接的过程中，往往会由于温度过高，导致焊接口的错位，因此就需要对焊接口进行调整，对焊接口处的焊缝进行切割，从而更好地进行处理，避免未焊透的问题产生。

2.2 避免为熔合的对策

在进行焊接时，要注意控制焊条和焊接工具之间的距离，通过调整到适合的焊接角度，从而使焊接时能够进行更好的熔合。在焊接时，要注重焊接区域的熔合情况，同时注意对电流进行调整，保持较大的电流量，从而为焊接工具能够提供源源不断的能量，保持焊接工具的热量，从而进行更好的熔合。同时对焊接的速度进行调整，要适当的放慢焊接速度，使焊接口能够更好地接受熔合，通过合理的运用焊接工具，调整焊接时的角度，使焊条能够充分接受到热量，防止焊条在焊接时出现偏转的情况。在进行氢焊接时，为了防止焊接口温度下降过快，要控制好焊丝的长度，同时要均匀地进行受热，从而有效地避免未熔合的问题。由于在焊接的过程中，焊丝容易发生偏移，因此，需要加强对焊接过程的关注，防止焊丝出现偏移，同时在发生偏移之后，要及时进行调整，避免对其他地方的熔合造成影响，从而避免未熔合的问题。

2.3 避免出现气孔的对策

在焊接之前，要注意对焊接的零件进行观察，清除焊接口处的杂质和锈斑，保障焊接口处的清洁。在焊接进行引弧的过程中，需要挑选好合适的位置，从距离焊接口最远的位置开始，在受热的过程中注重均匀，同时要对焊接的情况进行观察，如果焊接时气孔呈现蜂窝状，就需要重新进行打磨，停止对焊接口的熔合。在进行冷却时，要注意冷却工地的检查情况，在焊接的过程中，一旦冷却工具出现问题，就会导致气孔的产生，因此需要注意对冷却空气进行检查。同时在进行焊接时，需要保障氢气的纯度，同时也要对氢气的供应工具进行检查，防止氢气供应出现问题，导致气孔产生。

2.4 避免出现裂纹的对策

一旦出现裂纹，会对锅炉造成严重的影响，导致安全生产出现极大隐患，因此对待裂痕问题要极其重视。在进行焊接时，要注重焊缝的厚度，防止焊接的时候会出现断裂。同时在进行零件的拼接时要注重使用合适的力度，防止焊接口受到损坏产生裂缝。同时，在对焊缝进行处理时，要注重处理的力度，防止力度过大产生裂痕，导致在熔合中出现裂纹。同时在进行焊接时，要对焊接的零件进行分析，对于不同的焊条或者不同部件的组成的成分要进行了解，防止在焊接的过程中发生反应膨胀。同时，进行焊接之后，要对降温较快的地方进行加热处理，延长电弧的停留时间，从而有效地保持热量，防止降温过快出现裂纹。