锅炉异种金属焊接的缺陷问题探讨

邵 慧

（锦西工业学校，辽宁 葫芦岛 125000）

1 锅炉异种金属焊接工艺的问题和缺陷

通过文献调查能够看出，现阶段，锅炉一种焊机在应用的过程中具有一定的缺陷和问题，其主要表现如下。

首先，异种金属指的是两种性质不同的金属产品，其中的差异性较大，例如化学成分、热导率、比热容、物理结构因子等等，其中存在的差异使得锅炉异种金属焊接工作难度不断增加。为了保证焊接过程中两种金属能出现相同或者相近的化学反应，需要在焊接的过程中进行调节。其次，异种金属在焊接接口处的处理方式直接影响最终的焊接效果，尤其是两种差异性较大的金属焊接焦点及有可能产生麻面、裂缝等不良现象，不仅会影响后续的使用，而且一旦调整失误会造成大量原材料的浪费，提升了生产加工的成本。

1.1 奥氏体钢熔焊缺陷

根据文献研究能够看出，锅炉异种金属焊接处理加工的过程中，奥氏体钢焊丝焊接过程中呈现出的缺陷比重较多。根据实际的数据分析，能够看出奥氏体钢焊丝焊接在过热器中的局限性较大。大多数锅炉异种金属焊接需要通过散热器和过热器分别加工才能够成型，而过热器与再热器构造均采用T22钢丝作为主要材料，因此在发生异种金属的焊接过程中所出现的局限性以及问题也是这一方面的原因造成的。锅炉异种金属焊接过程中对焊接的具体时间焊接次数以及不同材料投入的顺序能够看出以上因素一旦出现变化，则会影响最后的焊接结果。并且焊接出现故障的原因与锅炉启动方式也有一定的关联性。奥氏体钢熔焊在使用过程中，出现焊缝的时间需要锅炉不间断运行，超过30000小时之后才能够逐渐显现出来，而启动过程一旦出现问题，则焊缝则问是缺陷会在启动与关闭超过50次之后逐渐显现。在整个过程当中最短的出现时间为机组启动200次以后出现了相应的缺陷问题；启动次数最少的机组出现缺陷的运行时间为45000小时。

1.2 镍基熔焊缺陷

就现阶段锅炉一种金属材料焊接工作而言，也存在由于镍基而产生金属裂缝的缺陷问题。同时通过严格的金相检测得知，铁元素周边倘若有镍基熔焊那么则会形成较大一些的裂缝，这种现象的缺陷问题产生并不受到使用环境、设备运转等方面的影响。与此同时，专家和学者在研究中详细记录了锅炉的运行情况，并且分析了数据变化。锅炉异种金属焊接之后出现裂缝的使用时间约为80000小时，裂缝明显呈现且直接影响使用的时间为100000小时。镍基熔焊所产生缺陷问题的关键因素是再热器与过热器的影响，并且吸热管道也存在相同的缺陷问题。

1.3 铁素体熔焊缺陷

在对锅炉异种金属铁素体进行焊接施工的过程中，铁元素体得到了充分的利用，即便是这种操作方式在制造加工业中十分常见，但是不能忽视其中存在的问题和局限。鉴于此，在锅炉异种金属焊接的过程中需要对焊接处进行全方位检查，判断其是否出现裂缝现象，或是存在裂缝隐患。而经过多次试验发现，最科学有效的方式就是将锅炉管材的吸热管运转20000个小时以上，而后对设备使用的相关数据进行二次分析，在重复论证之后再次观察其使用阶段是否存在裂缝现象。虽然在研究中已经将T22替换成为其他材料，然而在锅炉正常运转到80000小时以上时，裂缝现象也未能够有效避免。

1.4 压力焊焊缝缺陷

在将异种金属焊接到锅炉的操作中时，晶界面出现裂纹是导致压力焊焊缝缺陷的主要原因，验证过程为，在操作管材为T22材料时，运行52000小时，启动的次数达到273次后，就会有压力焊缝缺陷的问题出现。可见，锅炉异种金属焊接工作中，压力导致的裂缝现象并不是这种制作工艺中常见的，其形成的条件也十分复杂。

在锅炉异种金属材料的焊接阶段，之所以会出现压力焊裂缝的重要因素是前晶界面所引起的。针对这种现象，专家和学者也开展了相应的研究，将T22钢材作为原材料的锅炉运行时间增加至60000小时，并且将锅炉设备的开关机次数增加到300次以上。此时，设备使用逐渐产生裂缝。根据综合层面来看，压力焊裂缝的问题在锅炉异种金属材料焊接的流程中所出现的概率较小一些，因为其所需要的条件比较严苛。

1.5 电阻焊缺陷

由于锅炉异种金属焊接中的焊缝结构十分复杂，其中某一个因素的变化则会影响金属的性能。其中应变、运行工况、材料性能这几个因素都是相对稳定的，影响异种金属焊接性能的主要原因则是焊接的焊缝位置。铁素体钢管、奥氏体钢管在焊接中热膨胀系数差异已经超过25%。这就导致两种材料在焊接的过程中难以在同一时间发生相同的性质变化，导致焊接效果不理想。

锅炉异种金属焊接工艺出现问题的主要原因是两种金属材料的化学成分物理成分结构属性等均出现存在一定的差异。当两种不同成分的金属在焊接之后，极易出现金属裂缝、麻面等不同程度的缺陷。一旦焊接过程中的步骤、温度、操作环节、设备控制出现不规范不合理的现象，或者是焊接的某一项未能够按照相应的标准实施，便会造成温度和结构上的误差。焊接点、焊接位置则会通过上述的原因产生不利的影响。一旦焊接的金属出现异常情况，甚至会直接影响金属自身的性能和材质。利用电阻焊接能够转变金属材料中铁元素的体位，而后有效规避异种金属焊接出现裂缝的问题。

1.5.1 碳元素的移动

碳元素的移动指的是在异种金属焊接节点位置，铁素体中碳元素不断扩展。的全部过程，碳元素移动的实现条件指的是。过热器达到一定的温度。引发了焊丝焊接过热的现象。

1.5.2 外界负荷

导致异种金属焊接出现裂缝的主要原因便是外界负荷。根据数据分析能够看出裂纹的分布范围为管子的四周也就是180°圆弧之内，说明了是弯曲变形所致使的。

2 金属熔焊局限性的防控对策

在上文中，已经详细论述了锅炉异种金属焊接工艺实施过程中极易出现的问题和事故，经过专家研究文献调查数据整理得出了以下结论，在金属焊接过程中，相关工作人员可以结合以下要点展开工作。首先，需要遵循的原则之一便是不可以强烈组配。异种金属焊接也需要选择相似性较强的金属。对于焊接过程中接点易出现问题的金属可以局部进行加厚与固定。其次，在异种金属材料焊接的过程中。避免强力敲打碰撞金属表面。然后再进行异种金属焊接加工处理不前，工作人员需要详细分析不同材质金属的特点，物理性质、化学成分。确保金属中有两种或两种以上的相似特点，才能够有效规避金属焊接后出现的裂缝现象。最后，在开展加工工作之前。需要精准计算一种金属的膨胀系数，选择二者膨胀比中最为接近的温度节点进行加工。

根据上文研究的内容能够看出异种金属焊接存在不同方面的问题和局限性，严重影响了生产加工行业的整体运行与发展，为了对其缺陷和问题进行有效地调控，可以从以下几个方面着手。第一，可以加固和加厚异种金属焊接的连接点，避免出现严重的局部问题。与此同时，还应当规避强力组配的制作方法，需要保证焊接的两种金属在物理和化学性质中具有一定的相似性，才能够进行焊接。其次，在进行一种焊接的过程中，应当重点分析两种不同金属的特点，在确保二者具有较高关联度的基础上，才能够进行焊接处理。需要注意的一点是对两种金属的热膨胀系数进行详细的计算，尽量降低异种金属焊接过程中出现的不良反应。

3 锅炉异种金属焊接检验管理工作分析

3.1 检验光谱

检验光谱指的是对合金钢材料中的元素种类、含量进行具体分析，这边是光谱检验的主要工作。为了降低检验光谱中存在的问题与失误，需要在焊接合金钢材料之前与之后，详细检验光谱。在合金钢焊接之前，实施100%的光谱减缓擦，按照合金钢的不同批次，依次进行抽样检查。在焊接结束之后，对受热面管子的合金钢缝隙金属进行光谱检查，其检查的比重需保持在10%以上。

检验光谱不仅可以应用在焊接材料检查中，也可应用于焊接工作人员工作量检验中，在每一阶段工作结束之后，需要对工作人员的工作成果进行关扑复查，避免其中存在的安全隐患和焊接问题恶化影响后续使用和工作。当发现焊接工人出现焊接材料错用、焊接质量不足的现象，需要对焊接成品进行全面复查，而后对存在隐患和问题的部分全部返工，避免造成后续使用影响。

3.2 检验硬度

检验异种金属焊接后的热处理效果、焊接质量，需要对其硬度进行检验，这也是判定其质量的主要方式。在锅炉焊接工程中，检验热处理之后的合金钢焊接接头位置也是当下较为常见的内容之一。异种金属焊接接头热处理之后，硬度检验需要遵循以下标准。

首先，需要严格按照国家规定的焊接标准执行。

其次，异种金属焊接之后硬度检查需要保证在热处理之后进行，其中母材布氏硬度数值保证在100以下。当焊接的异种金属的合金含量在2%以下时，其母材布氏硬度数值需要低于270。而焊接的异种金属合金量为3%—10%时，则母材布氏硬度数值小于300。异种金属焊接之后接头经过热处理，在检验中发现其硬度高于规定值，复检中便需要根据焊接产品的批次加倍实施，如若在后期检查中仍及有不合格产品，需要再次对全部产品进行分批次检查。在明确问题出现的主要原因之后，对出现问题的产品进行二次处理，利用热处理方式将不合格的焊接金属进行加工，并再次检验其质量。

3.3 检验金相

检验异种金属焊接接头位置的主要方向是对焊接接头分布情况、微观组织，通过检查结果能够直接判断出焊接经过热处理的质量。在对异种金属焊接进行金相检查中，对于热处理、金属焊接工艺的要求较高，一部分金属在焊接中经常出现未回火马氏体，或者出现过渡回火索氏体、铁素体异常组织的现象，在出现以上情况之后，对焊接之后的锅炉使用寿命也会产生一定的影响，造成锅炉使用时间缩短的不良现象。鉴于此，对于异种金属焊接接头位置的检验工作十分重要。

异种金属锅炉焊接的金相检验中应当存在完全回火的马氏体，这也是钢材料焊接之后出现的正常现象。此时，将金属焊接之后出现的热影响排除在外，焊接金属的母材中会呈现出鲜明的马氏体板条特征，此时金属中的铁元素含量通常情况下在3%以下，视场数值也应当保证在10%以下，焊接金属中的铁素体含量在熔合区中占比需要高于10%，以上数值的具体水平应当结合焊接之后的热处理情况、焊接工艺等，进一步判断金属热处理的相关情况，如若能够判定其硬度水平过量，或者是回火不足，便需要进行二次热处理。

根据上文研究的内容能够看出，笔者就当下我国锅炉异种金属焊接现象进行了详细研究，分析其中存在的主要问题和局限性。可知，随着经济发展、工业水平进步，人们对于金属异种焊接的认知程度逐渐加深，虽然异种金属焊接已经取得了良好的成效，且在各个行业中使用，但是其存在的问题和局限也是不容忽视的。奥氏体钢熔焊是当下异种金属焊接中的主要方式，也是问题出现的高频环节，需要相关工作人员不断深化研究、创新金属焊接的有效方式，力求能够取得更加理想的效果，助力我国工业、制造业全面发展。