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        沿海地區(qū)接地網(wǎng)放熱焊接質(zhì)量不合格的原因分析及處理

        2015-12-08 02:26:50彭曉中
        山東工業(yè)技術(shù) 2015年23期
        關(guān)鍵詞:氣孔

        彭曉中

        摘 要:本文簡(jiǎn)要描述了某沿海地區(qū)火電廠接地網(wǎng)放熱焊接質(zhì)量不合格的現(xiàn)象,經(jīng)過(guò)多方面的分析及試驗(yàn),最終判斷出是由于沿海地區(qū)空氣中鹽分含量高造成的。隨后采取了在焊劑中添加抗鹽分物質(zhì)的方法,徹底解決了此問(wèn)題。

        關(guān)鍵詞:接地網(wǎng);放熱焊接;氣孔;抗鹽分

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.015

        0 引言

        放熱焊接是利用化學(xué)反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生超高熱來(lái)完成熔接的一種方法,反應(yīng)速度非常快(僅幾秒鐘),產(chǎn)生熱量極高,可以有效傳導(dǎo)至焊接部位使焊接劑、焊材緊密熔為一體,廣泛應(yīng)用于金屬導(dǎo)體的連接。

        某沿?;痣姀S基建項(xiàng)目接地網(wǎng)焊接采取放熱焊接方式,焊材為鍍銅圓鋼,在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)焊接頭上部凸出較多,焊接點(diǎn)剖面存在大量的氣孔,焊接件的抗拉力試驗(yàn)不合格,存在嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。

        1 放熱焊接的原理及方法

        (1)放熱焊接的原理。放熱焊接是利用活性較強(qiáng)的鋁把氧化銅還原,反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量足以使被焊接的焊材熔化形成永久性的分子結(jié)合。放熱反應(yīng)的公式是:3CUO + 2Al → 3CU + 3 + 熱量。放熱焊接的優(yōu)點(diǎn):放熱焊接是一種永久性的分子結(jié)合,耐腐蝕性能強(qiáng),無(wú)需外接電源或氣源,焊接方法簡(jiǎn)單,焊接點(diǎn)的載流能力好。

        (2)放熱焊接的方法。首先將待焊接件的接頭部位清理干凈,除掉表面的氧化層,將兩根或兩根以上的待焊接件對(duì)齊放入預(yù)先烘烤好的模具中,接頭之間留約1mm間隙,然后用模具夾緊待焊接件;放入隔離墊片,封住導(dǎo)流槽,將焊劑倒入模具中,放入引火粉覆蓋在焊劑上,然后用點(diǎn)火槍點(diǎn)燃引火粉,約20秒后,開啟模具,清理焊接點(diǎn)表面殘?jiān)?/p>

        2 焊接過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及現(xiàn)象

        按照《接地裝置放熱焊接技術(shù)導(dǎo)則(Q/GDW 467-2010)》(以下簡(jiǎn)稱“技術(shù)導(dǎo)則”)要求,在正式焊接前進(jìn)行工藝焊接試驗(yàn),焊接四根一字型樣品,隨后按照技術(shù)導(dǎo)則要求進(jìn)行檢查和試驗(yàn)。

        外觀檢查:發(fā)現(xiàn)除焊接點(diǎn)正上部凸起較多外(由于氣孔導(dǎo)致焊液未充分流下積聚在上部),無(wú)異常現(xiàn)象。

        剖面檢查:垂直剖開焊樣焊接點(diǎn)部位,發(fā)現(xiàn)剖面存在大量的氣孔(見圖1),不符合技術(shù)導(dǎo)則要求。

        力學(xué)拉伸試驗(yàn):取其中兩根焊樣按照GB/T2651規(guī)定進(jìn)行焊接件力學(xué)拉伸試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:

        焊材數(shù)據(jù):材料:鍍銅圓鋼;直徑:18mm;原始截面積:254.47mm?。

        試驗(yàn)儀器:WA-100B型電液式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)。

        兩根焊件的抗拉力強(qiáng)度分別為:127.58MPa、135.46MPa。

        按照技術(shù)導(dǎo)則要求,接頭抗拉強(qiáng)度不應(yīng)低于原材料(銅覆鋼材料以相同直徑的純銅材為準(zhǔn))抗拉力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的下限的95%。

        據(jù)查,純銅的抗拉力強(qiáng)度約為220MPa,即焊接頭的抗拉力強(qiáng)度不低于210MPa才算合格。

        通過(guò)剖面檢查及抗拉力試驗(yàn)表明,焊接件的質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

        3 焊接質(zhì)量不合格的原因分析

        通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn),焊接質(zhì)量不合格的直接原因?yàn)槠淦拭娲嬖诖罅康臍饪?,技術(shù)人員從氣孔產(chǎn)生的可能原因著手進(jìn)行分析,主要包括如下三個(gè)方面:(1)焊劑受潮或空氣濕度太大。為了使焊劑中的水分充分蒸發(fā),在加入焊劑后,利用熱烘的模具對(duì)焊劑進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的加熱除潮,大約10分鐘后才引燃引火粉進(jìn)行焊接,發(fā)現(xiàn)焊接的試樣仍然存在氣孔現(xiàn)象。聯(lián)系廠家發(fā)新的未受潮的焊劑到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn),氣孔現(xiàn)象仍然存在。為了驗(yàn)證是否由于施工現(xiàn)場(chǎng)空氣濕度太大影響,用此焊劑在空氣濕度與施工現(xiàn)場(chǎng)基本一樣的內(nèi)陸環(huán)境下進(jìn)行焊接試驗(yàn),未發(fā)現(xiàn)氣孔現(xiàn)象。基本排除焊劑受潮或空氣濕度大的原因; (2)焊接工藝存在問(wèn)題。從焊接工藝方面進(jìn)行改進(jìn),采取了更換新模具、并利用夾尺把模具夾緊的方法,嚴(yán)格按照操作規(guī)范執(zhí)行,發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象依然存在; (3)焊劑配方質(zhì)量問(wèn)題。在施工現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)的同時(shí),在北京某制造廠技術(shù)人員也利用同批次焊劑,采用相同的焊材和工藝進(jìn)行試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)焊接質(zhì)量良好,排除焊劑配方問(wèn)題。在逐項(xiàng)排除了各種可能原因后,技術(shù)人員從沿海地區(qū)空氣含高鹽分的角度進(jìn)行考慮,決定根據(jù)實(shí)際調(diào)整焊劑配方,添加抗鹽分物質(zhì)。

        4 解決方案及工藝試驗(yàn)

        在焊劑中添加抗鹽分物質(zhì)后,將焊劑帶到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接試驗(yàn),剖開焊接點(diǎn)進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)之前存在的氣孔現(xiàn)象消失(見圖2)。

        隨后按照上述相同的方法進(jìn)行了力學(xué)拉伸試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:

        兩根焊件的抗拉力強(qiáng)度分別為:431.02MPa、424.45MPa,試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格。

        5 結(jié)論

        在沿海地區(qū)接地網(wǎng)放熱焊接施工過(guò)程中,若發(fā)現(xiàn)焊接質(zhì)量不合格,如剖面存在大量氣孔的現(xiàn)象,應(yīng)考慮沿??諝庵宣}分含量高的因素,適當(dāng)調(diào)整焊劑配方,添加抗鹽分物質(zhì)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]接地裝置放熱焊接技術(shù)導(dǎo)則(Q/GDW 467-2010)[S].國(guó)家電網(wǎng)公司.endprint

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