師翠香　鮑秀娟

摘 要：給出鍋爐生產(chǎn)過程中焊接的常見問題，對其產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的處理辦法，為預(yù)防焊接常見問題的出現(xiàn)提供了參考。

關(guān)鍵詞：鍋爐；焊接；分析；處理

前言

焊接工藝是鍋爐生產(chǎn)過程中的一個重要環(huán)節(jié)。鍋爐的質(zhì)量好壞直接與焊接工藝有關(guān)，由于焊接性能達(dá)不到要求，鍋爐在日常運(yùn)行中的可靠性和安全性會降低，同時也會造成部分管件不同程度的損壞。調(diào)查結(jié)果顯示，鍋爐在運(yùn)行過程中由于管件的閃光對接焊接接頭質(zhì)量不好，會造成有30%～40%的管件損壞[1]。鑒于此，本文將對目前鍋爐焊接中的常見問題進(jìn)行系統(tǒng)分析，并提出相應(yīng)的處理方法，該成果將為鍋爐生產(chǎn)過程中的焊接工藝提供參考。

1 鍋爐焊接中常見問題分析及處理對策

1.1 氣孔的分析及處理對策

氣孔是由于熔池中液態(tài)金屬氣體在冷卻過程中來不及析出而形成。氣孔的形成不僅使焊縫不能密實(shí)，還減低了金屬材料的沖擊韌性和彎曲等性能，從導(dǎo)致鍋爐破壞。氣孔的產(chǎn)生有以下幾方面的原因：（1）焊接坡口、焊條或焊劑受潮或未按要求進(jìn)行烘干，或有油、銹等污物，在焊接過程中，其含有的水分會分解出氫氣，而該氣體在焊件冷卻前未能充分的析出，從而形成氣孔。（2）由于焊接工藝及參數(shù)選擇不當(dāng)。如選擇的工藝不當(dāng)使得熔池溫度降低、其存在時間過短，導(dǎo)致已有熔池中的氣體不能及時析出而導(dǎo)致氣孔存在。（3）由于焊接人員的操作不當(dāng)。如填充金屬過多、焊條角度不對等導(dǎo)致氣孔的產(chǎn)生。

根據(jù)氣孔產(chǎn)生的主要原因，提出以下相應(yīng)的處理對策：（1）仔細(xì)清理坡口表面內(nèi)外兩側(cè)焊接范圍內(nèi)的污物，施焊時，再用丙酮擦拭干凈。（2）焊條或焊劑在使用前應(yīng)按照規(guī)定烘干，適溫后放于焊條專用保溫筒，長期保持干燥，并隨用隨取。（3）可通過增大引弧電流，增大母材熱輸入，使熔池冷卻速度減慢，同時，沿接頭稍遠(yuǎn)處起弧，如此可使施焊中存在的氣體有較長的時間析出。（4）氬弧焊時，出現(xiàn)蜂窩狀氣孔時，需立即停焊，并用砂輪機(jī)打磨。（5）采用氬弧焊焊接規(guī)格較大規(guī)格的管道時，因水冷焊矩存在故障容易出現(xiàn)氣孔。（6）宜采用流量適中的高純度（大于99.99%）的氬氣，同時，施焊前應(yīng)注意噴嘴內(nèi)壁是否清潔。

1.2 裂紋的分析及處理對策

針對裂紋數(shù)量較多的母材或焊絲，鍋爐焊接中常見的裂縫可以分為：熱裂紋和冷裂紋。產(chǎn)生裂縫的主要原因可以概括為以下幾個方面：（1）焊接應(yīng)力較大。焊接接頭在焊接時存在著熱應(yīng)力、相變應(yīng)力、約束應(yīng)力。尤其是約束應(yīng)力的存在，周圍材料不能自由收縮，當(dāng)該應(yīng)力大于材料允許應(yīng)力時，很容易產(chǎn)生裂縫。（2）母材塑性儲備低。金相顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，熱影響區(qū)的粗品粒十分明顯，這就會導(dǎo)致該部位塑性下降，以至于裂縫首先在粗晶區(qū)內(nèi)擴(kuò)展。（3）母材化學(xué)成分與標(biāo)準(zhǔn)相比，其含碳量和含磷量分別達(dá)到最大值和超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，均會使母材冷脆性增加。（4）母材內(nèi)含有較多夾雜物。已有試驗(yàn)研究表明，夾雜物的硬度要遠(yuǎn)高于母材的硬度。由于夾雜物表現(xiàn)出明顯的脆性，因此，無論是主、次生裂縫的開展的方向均沿夾雜物邊緣深入，進(jìn)一步則使延遲裂縫能延伸至母材深處。（5）焊接接頭中母材含硫量高，硫在焊縫中易形成低熔共晶體。超量的碳使液態(tài)熔池嚴(yán)重偏析。尤其在收弧處雜質(zhì)聚焦，在焊接接頭拉應(yīng)力作用下產(chǎn)生結(jié)晶裂紋。

1.3 未焊透的分析及處理對策

未焊透是指焊接時接口根部的金屬未全部熔化，也指對接焊縫的深度尺寸未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。主要產(chǎn)生未焊透的原因有以下幾個方面：（1）由于水冷壁管在工地安裝時，管與管之間較窄，焊接操作障礙較多，因此極易產(chǎn)生未焊透現(xiàn)象。（2）鍋爐在安裝時，會存在多個焊口，且各焊口不可能同時焊接，隨著焊口的相繼焊接，剩余未焊的焊口間隙就越小，甚至個別焊口之間的間隙為零。因此這些焊口在施焊中很容易出現(xiàn)未焊透現(xiàn)象。（3）由于管道在焊接時，有時候會受到兩側(cè)管道強(qiáng)力擠壓，出現(xiàn)管道口的錯位，如此會造成未焊透缺陷。（4）研究表明，焊接構(gòu)件之間不開口會造成未焊透缺陷。因此，為保險(xiǎn)起見，已有相關(guān)鍋爐檢驗(yàn)部門規(guī)定：當(dāng)鋼板厚度為16毫米時，焊接時必須開坡口。

1.4 加渣的分析及處理對策

由于清理焊縫時，不能清理干凈而出現(xiàn)夾渣現(xiàn)象。尤其是在角焊縫，清理難度大，為了避免夾渣，更要認(rèn)真清渣。

要控制夾渣的產(chǎn)生，應(yīng)采取以下措施：（1）通過適當(dāng)增大焊接電流和提高電弧，使熔池內(nèi)的熔渣和鐵水充分分離。（2）對于焊條的選擇應(yīng)該充分保證其質(zhì)量，同時使用前注意外觀檢查，若出現(xiàn)藥皮剝落等問題則不能使用。（3）采用合適的焊工操作以便在焊接過程中能將夾渣帶出。如對于有經(jīng)驗(yàn)的焊工可以從熔池的亮度特點(diǎn)來控制夾渣的形成，因此為了便于判斷，操作時所帶的目鏡不能太暗。

2 結(jié)束語

綜上所述，本文對鍋爐焊接過程中常出現(xiàn)的焊接問題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的對策。作為工程中參考，在鍋爐焊接時可以有效的杜絕一些缺陷，從而就會大大提高焊接質(zhì)量，保證整臺產(chǎn)品的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]張靜政.鍋爐壓力容器焊工考工問答[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，1987.

[2]楊再東，葉喜忠.鍋爐焊接的質(zhì)量控制[J].焊接2003，2：44～46.

[3]楊松.鍋爐壓力容器焊接技術(shù)培訓(xùn)教材[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社2005.