u锆及锆合金管道焊接技术分析

范明明

哈尔滨阿尔特机器人技术有限公司 黑龙江哈尔滨 150000

由于锆及锆合金具有良好的抗腐蚀性能，且自身拥有强大的高温化学活性，在高温固态作用的影响下，即可与空气当中的杂质物质进行反应，进而破坏锆及锆合金物质的机械特性，这就要求在管道焊接环节，保障环境的清洁性，同时加强焊对焊缝的隔离保护，进而提升焊接工作的质量。

1 锆及锆合金的焊接性能

1.1 焊缝极易产生气孔

通过锆及锆合金管道焊接试验可以看出，在焊接的过程中，气孔部分极易产生质量缺陷，这时由于气孔更多是集中于融合线以及焊缝的中心线附近所导致的。为了防止在焊接的过程中，由于气孔缺陷问题影响焊接的质量，相关人员除了需要保持施工环境的洁净程度之外，还应加强对湿度的控制，并充分的清洁焊接材料的表面部分，同时还应保障良好的焊接环境，进而提高焊接区域的保护质量。

1.2 对施工环境的具体要求

结合锆及锆合金的化学性质来看，当其处于高温的环境条件时，在实施焊接工序的过程中，则极易与空气当中的氧元素、氮元素、氢元素以及其他杂质物质进行反应并吸收，进而通过改变焊接缝隙以及影响区域的化学成分，破坏材料表面的氧化膜物质，导致焊接的接头部分具有较强的脆性特点，从而降低了材料的塑性以及抗腐蚀性能。所以，在使用锆及锆合金管道焊接技术的同时，应避免受到环境当中的粉尘以及湿度等方面的影响，并加强对材料表面以及焊接缝隙背面部分的保护力度。同时，相关人员还可以在封闭式的场地内进行相关作业，并保障场地干净整洁，再通过严格的控制环境的温度与湿度，为管道环节工作的质量奠定基础。

1.3 坡口以及焊接污染

在焊接的坡口部分，其表面极易堆积油污以及水分等杂质，并且还会在高温的环境条件中，被锆及锆合金物质所吸收，不仅难以保障焊缝的纯度，同时还会降低焊缝的焊接质量以及整体性能，使其无法保障自身的抗腐蚀性。因此，相关人员应加强对焊缝接头坡口部分以及坡口两侧的清洁力度，并保障焊丝的清洁性能够达到相应的施工要求，为提升焊接工作的整体质量提供保障。

1.4 容易出现焊接裂纹

锆及锆合金自身的热膨胀系数较低，当产生热变形时，其出现的变形量以及相变情况所产生的体积变化不大，但由于其本身所含有的硫、磷以及碳等物质的数量较少，所以在焊接的过程中不会产生明显的裂纹现象。在焊接的过程中，若焊接缝隙吸收了大量的氧元素、氮元素以及氢元素等其他杂质时，那么焊缝以及应吸纳过区域的整体脆度会变大，再加上有应力的存在，则会在焊接环节出现冷裂纹的情况。与此同时，由于氢元素可以在低温的影响下，从热反应区域向具有较高应力部位进行扩散并聚集，而这方面的性能则会促使此类部位逐渐转化成为较为薄弱的施工部分，进而延迟裂纹的产生速率。

2 锆及锆合金管道的焊接

2.1 制定指导方案

为了保障锆及锆合金管道焊接技术的使用质量，相关人员应针对实验过程中对焊接工艺的最终评定，制定有针对性的焊接指导方案，并结合实际情况进行调整，为焊接工艺的实施提供清晰化的指导。

2.2 焊丝工序的注意事项

在焊接的过程中，要想保障焊丝的融化端部分持续处于高纯度的氩气保护罩当中，那么在息孤操作之后，待被融化的区域冷却，即可从保护层当中取出。需要注意的是，当焊丝的端部出现污染或者氧化情况时，必须立即针对此类部位进行彻底清除。

2.3 设置焊道外保护罩

在焊接的过程中为了确认内部的充氩情况能够置换彻底，应结合实际情况制作相应的焊道外保护罩，保障实际的氩气纯度高于99%，并将焊炬的喷嘴装置直径保持在20mm-26mm之间。除此之外，为了促使焊接工序当中的熔池、焊缝以及热影响区域能够得到良好的保护，相关人员应加强对焊嘴所溢出氩气流量进行控制，通过保障流量的稳定性，进而提升焊接工艺的实际质量。

2.4 控制焊接线能量

为了减少焊接过程中的热量输出，施工人员应严格的把控焊接线的能量设置，并通过逐层压缩焊接工作的厚度，为后续调整控制区域的温度与冷却速度提供保障。在一般情况下，每层焊接缝的温度都不能够超过100摄氏度。

2.5 观察焊道的色泽变化

为了保障气体的保护效果，相关人员在实施焊接工序的过程中，应定期检查焊道的色泽变化情况，为焊接的质量提供保障。若在焊接的过程中出现了明显的焊接缝隙氧化缺陷问题，则应立即停止作业，此时相关人员应将出现氧化的区域进行削除处理，或直接针对氧化的部位进行打磨，之后查找出产生氧化现象的具体原因，进而及时找出有效的整改措施，待纠错工序完成之后，才可继续进行焊接施工。此外，为了避免此类现象反复出现，相关人员还应在施工的过程中，严格的把控打磨的频率以及表面的温度，避免焊接坡口出现氧化问题。

3 结语

针对锆及锆合金在焊接过程中特点进行深入分析，并利用有效的焊接工艺，通过保障焊接工作各个阶段的高纯氩气保护质量，进而提升锆及锆合金管道焊接技术水平。此外，在焊接工作的进行过程中，相关人员还严格的按照各项工作的操作流程，并遵循施工工艺的具体要求实施作业，通过落实各项管理制度，为锆及锆合金管道焊接工作的质量奠定基础，同时对焊接工艺进行反复试验，积累有效经验。