周海濤

摘? ?要：高效熱絲TIG自動焊是一種現(xiàn)代化焊接工藝，操作方便，效率高，且質(zhì)量穩(wěn)定，焊縫成形完美，探傷一次合格率高，完全能夠滿足目前電站鍋爐生產(chǎn)制造在焊接上的技術(shù)需求，被廣泛應(yīng)用于小口徑管對接、大口徑管對接、接管堆焊等領(lǐng)域。本文探討了熱絲TIG焊概述，分析研究了高效熱絲TIG自動焊在電站鍋爐中的應(yīng)用管理。

關(guān)鍵詞：高效熱絲TIG自動焊? 電站鍋爐? 應(yīng)用

中圖分類號：TE973? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）10（a）-0096-02

鍋爐是電站中的關(guān)鍵性設(shè)備，其生產(chǎn)制造工藝復雜，流程嚴謹，以焊接工藝為例，每臺鍋爐受熱面管子有3萬余個對接焊口，而且在蛇形管等部件上還有大量小口徑管子對接制造焊口，焊接難度大，工作量大，且質(zhì)量要求高。熱絲TIG自動焊是一種操作方便、生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、焊縫成形完美、探傷一次合格率高的現(xiàn)代化焊接工藝，在電站鍋爐生產(chǎn)制造中得到了廣泛的應(yīng)用。

1? 熱絲TIG焊概述

熱絲TIG焊是在原有冷絲TIG焊基礎(chǔ)上改造而來的，裝置中增設(shè)了獨立焊絲加熱裝置，加熱電源中的導電塊可以將焊絲伸出長部分加熱，由于電阻效應(yīng)，被加熱部分會產(chǎn)生熱量，讓焊絲在送進熔池前，被加熱至預定溫度，這樣可有效提升焊絲熔敷速度，從而提升熔敷率及焊接速度，全面提升焊接效率。

高效熱絲TIG自動焊設(shè)備構(gòu)成復雜，主要由焊接主機、焊接電源系統(tǒng)、熱絲電源系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)等硬件設(shè)施，以及電氣控制系統(tǒng)、焊接擺動控制器、弧長控制器、焊接工藝參數(shù)采集和存儲系統(tǒng)等軟件設(shè)施組成，其中，所使用的電源較為特殊，是具有脈沖和無脈沖功能的TIG 焊專用逆變電源。而且，相關(guān)技術(shù)設(shè)備的操控是極為簡單易學的，上手速度快，以蛇形管直管對接焊接為例，這一生產(chǎn)過程中，每組管圈的原材料有4～5種，可選用的焊絲有2道3種，設(shè)備可根據(jù)焊接需求，借助與2絲自動切換、3絲自動切換送絲系統(tǒng)，實現(xiàn)焊絲自動切換，且切換流程平穩(wěn)性高、定位準確[1]。此外，這是一種自動化程度極高的焊接裝置，借助閉環(huán)控制的方式，可實現(xiàn)對焊接電流、電弧電壓、卡盤轉(zhuǎn)速、擺動速度、熱絲電流、送絲速度等工藝參數(shù)的自動化控制，作業(yè)前選定焊接程度，即可自動作業(yè)。且系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集處理功能，可動態(tài)監(jiān)測焊接過程，同時，相關(guān)作業(yè)數(shù)據(jù)會經(jīng)處理后儲存在數(shù)據(jù)庫中，工作人員通過局域網(wǎng)，即可遠程登錄服務(wù)器，訪問數(shù)據(jù)庫，獲取焊接工藝參數(shù)、焊接時間、焊縫數(shù)量等信息，作為生產(chǎn)決策制定的依據(jù)。同時，所監(jiān)測的工藝參數(shù)可作為設(shè)備故障診斷的依據(jù)，對于高效熱絲TIG自動焊設(shè)備的養(yǎng)護維修有很大的幫助。

從技術(shù)優(yōu)勢上看，熱絲TIG自動焊由于焊絲熔敷速度的提升，生產(chǎn)效率顯著升高，而且焊縫質(zhì)量好且穩(wěn)定，焊縫成形完美，具有極高的推廣應(yīng)用價值。在應(yīng)用這一工藝時，熔池的輸入熱量相對較低，作業(yè)人員可以通過調(diào)整焊接熔池熱輸入，來提升填充絲熔化速度，從而降低母材的稀釋率。這一技術(shù)裝置的焊接過程熱影響區(qū)相對狹窄，可獲得較細的焊縫晶粒和較小的焊接應(yīng)力，這是這一工藝焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定的主要原因。而且，焊絲在進入熔池前已經(jīng)受熱，表面的油污及雜質(zhì)早已揮發(fā)，所以產(chǎn)生焊接缺陷的風險也大大降低，這是高效熱絲TIG自動焊的焊縫探傷一次合格率的原因所在。

2? 高效熱絲TIG自動焊在電站鍋爐中的應(yīng)用管理

高效熱絲TIG自動焊工藝不是完美無缺的，還是需要工作人員加強管控，由于焊接工藝參數(shù)選擇不當、操作不當?shù)染壒?，還是會出現(xiàn)很多焊接缺陷，比如說焊接接頭未熔合、未焊透，焊接部位存在氣孔、裂紋、焊瘤等。由于這一工藝的批量化作業(yè)特征，這些缺陷也是批量出現(xiàn)的，這對于企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量會造成極大的沖擊，影響到企業(yè)的口碑與形象[2]。雖然說，產(chǎn)品生產(chǎn)制造完成后，會進行嚴格的焊接缺陷檢測，但是有一些危害較高的焊接缺陷，如層間未熔合，是無法經(jīng)由RT、RTV、DR等現(xiàn)階段常用的無損檢測手段發(fā)現(xiàn)的，必須在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，采用合理手段加以管控。

2.1 固定參數(shù)的調(diào)節(jié)

生產(chǎn)前，反復展開多次工藝試驗，選擇最恰當?shù)墓潭üに噮?shù)，具體包括鎢極與焊絲距離、夾角，以及鎢極與管子中心的偏移距離、鎢極伸出長、焊絲伸出長等。焊接作業(yè)前，根據(jù)生產(chǎn)需求調(diào)整好工藝參數(shù)，焊接過程保持不變，從而保障焊接品質(zhì)的穩(wěn)定性。

2.2 熱絲TIG自動焊的焊接工藝控制

在熱絲TIG自動焊的焊接過程中，涉及大量工藝參數(shù)，比如說焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、卡盤轉(zhuǎn)速、擺動速度、熱絲電壓、送絲速度等，這些工藝參數(shù)的選擇，以及參數(shù)間的匹配度，將直接影響到焊接質(zhì)量及效率。為了優(yōu)化焊接品質(zhì)，企業(yè)在引進相關(guān)設(shè)備后，往往需要進行大量的試驗，明確不同材質(zhì)、不同壁厚所對應(yīng)的最佳焊接工藝參數(shù)，然后再進行焊接程序的設(shè)計與創(chuàng)編，將之輸入控制系統(tǒng)中，生產(chǎn)時，直接根據(jù)焊接工藝規(guī)程，選用匹配的焊接程序，設(shè)備即可連續(xù)自動完成整個接頭的焊接。電站鍋爐在焊縫打底層上有著嚴格的要求，既要保證根部焊透，又要避免燒穿，所以在工藝參數(shù)設(shè)置上，應(yīng)格外精細，焊接電流不可過大，因為過渡層根部厚度較薄，電弧電壓相對較高，這樣才能讓焊縫成形為凹形，為填充層的焊接打好基礎(chǔ)。填充層焊縫寬度較為穩(wěn)定，所以焊接工藝參數(shù)變數(shù)也不大，技術(shù)人員會根據(jù)焊縫寬度變化對電弧電壓作出細微的調(diào)整，使焊縫成形為蓋面，同時適當減小焊接電流，減少送絲，這樣焊縫成形較為平滑[3]。在進行蓋面焊時，電弧電壓應(yīng)較高，讓焊槍不斷擺動，且保持較大的擺寬，以保證蓋面層質(zhì)量。

2.3 典型缺陷的處置

針對熱絲TIG焊重熔，可采取幾點防控措施：（1）部分材料如T23鋼容易產(chǎn)生再熱裂紋，焊接接頭可采用熱絲TIG焊重熔工藝，規(guī)避問題的發(fā)生，而且這一工藝還能夠增強接頭疲勞強度上亦有顯著效果;（2）將焊縫兩側(cè)熱影響區(qū)及周邊10mm區(qū)域都打磨清理一下，直至其呈現(xiàn)金屬光澤;（3）熔焊時，不填焊絲，直接將鎢極調(diào)在熔合線上熔焊，這樣可保證粗晶區(qū)被完全熔化;（4）將焊縫包扎起來，減緩冷卻速度;（5）定期清理焊縫及熔焊焊道表面，減少雜質(zhì)。焊縫層間未熔合是一種目前常用的無損探傷技術(shù)均無法檢測出來的缺陷，危害甚大。這一缺陷的產(chǎn)生，與焊接時焊接電流過小、焊接速度過快、送絲速度過快、送絲位置靠后、填充金屬中混有氧化物類高熔點夾雜物等因素相關(guān)，為避免這一缺陷的產(chǎn)生，技術(shù)人員應(yīng)該通過工藝試驗，優(yōu)化不同壁厚匹配的焊接工藝參數(shù)。

3? 結(jié)語

電站鍋爐生產(chǎn)制造過程中，所使用的焊接材料多為ERNiCr-3、ERNiCrCoMo-1等，這些材料金屬流動性差，容易產(chǎn)生焊接缺陷，如若采用TIG焊，生產(chǎn)效率及焊接質(zhì)量均無法達標，返修量大，會影響到產(chǎn)品生產(chǎn)進度。為了解決這一問題，優(yōu)化生產(chǎn)效益，企業(yè)開始引進現(xiàn)代化焊接工藝，比如說高效熱絲TIG自動焊，這一焊接技術(shù)無論是操作簡便度、焊接質(zhì)量、焊縫成形度上，均優(yōu)于傳統(tǒng)TIG焊，且相關(guān)設(shè)備機械化程度高，對于鍋爐生產(chǎn)制造的自動化、智能化發(fā)展有著積極意義。

參考文獻

[1] 王勻，陳英箭，許楨英，等.基體表面粗糙度對熱絲TIG堆焊Inconel625組織和耐腐蝕性能的影響[J].材料工程，2018（7）：94-99.

[2] 姚宗湘，李東，王剛，等.X80管線鋼熱絲TIG焊接接頭顯微組織和力學性能[J].電焊機，2017（8）：15-18.

[3] 王嵐，王偉波，孫福成，等.CPR1000反應(yīng)堆壓力容器安全端焊接缺陷原因分析與質(zhì)量優(yōu)化[J].焊接技術(shù)，2016（5）：179-181.