火电厂金属焊接技术探讨

　　摘要：随着科技经济的飞速发展，电力业也在不断增多。其中，电厂金属焊接质量是保证发电厂正常安装及运行的基础，应引起重视。本文主要阐述了火电厂金属焊接工艺，同时分析了焊接中常见缺陷产生的原因，并针对问题提出了防治技术措施。

　　关键词：火电厂 金属焊接 焊接工艺 缺陷 技术措施

　　一、火电厂金属焊接工艺

　　在电厂金属焊接过程中，会因为许多技术问题使焊接工程存在质量问题，所以相关焊接技术人员在作业前，必须先熟悉掌握焊接工艺，这样才能避免技术上的质量问题，保证整个焊接工程的质量。火电厂金属焊接工艺主要有以下内容：

　　1、焊接时允许的最低环境温度如下：碳素钢：-20℃;低合金钢、普通低合金钢：-10℃;中、高合金钢：0℃。

　　2、各种钢材施焊前需先预热温度：a、壁厚大于或等于6mm的合金钢管子、管件(如弯头、三通等)和大厚度板件在负温下焊接时，预热温度可提高至20～50℃;b、壁厚小于6mm的低合金钢管子及壁厚大于15mm的碳素钢管在负温下焊接时亦应适当预热：c、异种钢焊接时，预热温度应按焊接性能较差或合金成分较高的一侧选择;d、接管座与主管焊接时，应以主管规定的预热温度为准;e、非承压件与承压件焊接时，预热温度应按承压件选择。

　　3、施焊过程中，层间温度应不低于规定的预热温度的下限，且不高于400℃。

　　4、中、高合金钢(含铬量大于或等于3%或合金总含量大于5%)管子和管道焊口，为防止根层氧化或过烧，焊接时内壁应充氩气或混合气体保护。

　　5、严禁在被焊工件表面引燃电弧、试验电流或随意焊接临时支撑物，高合金钢材料表面不得焊接对口用卡具。

　　6、管子焊接时，管内不得有穿堂风。

　　7、点固焊时，除其焊接材料、焊接工艺、焊工和预热温度等应与正式施焊时相同外，还应满足下列要求：a、在对口根部点固焊时，点固焊后应检查各个焊点质量，如有缺陷应立即清除，重新进行点焊;b、厚壁大径管若采用填加物方法点固，当去除临时点固物时，不应损伤母材，并将其残留焊疤清除干净、打磨修整。

　　8、采用钨极氩弧焊打底的根层焊缝检查后，应及时进行次层焊缝的焊接，以防止产生裂纹。多层多道焊缝焊接时，应逐层进行检查，经自检合格后，方可焊接次层，直至完成。

　　9、为减少焊接变形和接头缺陷，直径大于194mm的管子和锅炉密集排管(管子间距小于或等于30mm)的对接焊口宜采取两人对称焊。

　　10、施焊过程除工艺和检验上要求分次焊接外，应连续完成。若被迫中断时，应采取防止裂纹产生的措施(如后热、缓冷、保温等)。再焊时，应仔细检查并确认无裂纹后，方可按照工艺要求继续施焊。

　　二、火电厂金属焊接中常见缺陷的产生原因及防治措施

　　火电厂金属焊接的质量缺陷是普遍存在的，相关技术人员对金属焊缝进行检验时，应及早发现缺陷，把焊接缺陷限制在一定范围内，以确保机组安全、经济、稳定运行。以下主要针对这些缺陷展开分析探讨。

　　1、气孔

　　在电厂焊接时最常出现的是氢气孔，分为内部气孔、表面气孔、接头气孔。产生气孔的主要原因有：坡口边缘不清洁，有水分、油污和锈迹，焊条或焊剂未按规定进行焙烘，焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等。电厂中的4小管焊接多为氩弧焊，它对焊接条件要求很高，环境因素致使产生气孔的概率更大。由于气孔的存在，使焊缝的有效截面减小。过大的气孔会降低焊缝的强度，破坏焊缝金属的致密性。

　　预防产生气孔的办法是：选择合适的焊接电流和焊接速度，认真清理坡口边缘水分、油污和锈迹。严格按规定保管、清理和焙烘焊接材料。不使用变质焊条，当发现焊条药皮变质、剥落或焊芯锈蚀时，应严格控制使用范围，焊丝要除锈，使其表面光亮。埋弧焊时。应选用合适的焊接工艺参数。特别是薄板焊，焊接速度和线能量应尽可能小些。

　　2、咬边

　　焊缝边缘留下的凹陷，称为咬边。产生咬边的原因是由于焊接电流过大、运条速度快、电弧拉得太长或焊条(焊丝)角度不当等。咬边减小了母材接头的工作截面，从而在咬边处造成应力集中，散在重要的结构或受动载荷结构中，一般是不允许咬边存在的，或对咬边深度有所限制。

　　防止产生咬边的办法是：选择合适的焊接电流和运条手法，随时注意控制焊条角度和电弧长度;氩弧焊工艺参数要合适，特别要注意焊接速度不宜过高，手法平稳。

　　3、夹渣

　　夹渣就是残留在焊缝中的熔渣。夹渣也会降低焊缝的强度和致密性。产生夹渣的原因主要是：a、焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣;b、坡口角度或焊接电流太小，或焊接速度过快;c、在使用酸性焊条时，由于电流太小或运条不当形成“糊渣”;d、使用碱性焊条时，由于电弧过长或极性不正确也会造成夹渣;e、焊条偏芯，也易形成夹渣。

　　防止产生夹渣的措施是：正确选取坡口尺寸，认真清理坡口边缘。选用合适的焊接电流和焊接速度，运条摆动要适当。焊条质量要过关，不能有偏芯现象。

　　4、未焊透、未熔合

　　焊接时，接头根部未完全熔透的现象。称为未焊透;在焊件与焊缝金属或焊缝层闻有局部未熔透现象.称为未熔合。因此，在4大管道的重要结构部分均不允许存在未焊透、未熔合的情况。

　　防止未焊透或未熔合的方法是正确选取坡口尺寸，合理选用焊接电流和速度，坡口表面氧化皮和油污要清除干净;封底焊清根要彻底，运条摆动要适当，密切注意坡口两侧的熔合情况。

　　5、焊接裂纹

　　焊接裂纹是一种非常严重的缺陷。结构的破坏多从裂纹处开始，在焊接过程中，要采取一切必要的措施防止出现裂纹。在焊接后要采用各种方法检查有无裂纹，一经发现裂纹，应彻底清除，然后给予修补。焊接裂纹有热裂纹、冷裂纹。

　　(1)热裂纹的成因及防治措施

　　焊缝金属由液态到固态的结晶过程中产生的裂纹称为热裂纹，其特征是焊后立即可见，且多发生在焊缝中心，沿焊缝长度方向分布。产生热裂纹的原因是焊接熔池中存有低熔点杂质，由于这些杂质熔点低，结晶凝固最晚，凝固后的塑性和强度又极低，因此，在外界结构拘束应力足够大和焊缝金属的凝固收缩作用下，熔池中这些低熔点杂质在凝固过程中被拉开，或在凝固后不久被拉开，造成晶间开裂。焊件及焊条内含硫、铜等杂质多时，也易产生热裂纹。

　　防止产生热裂纹的措施是：a、严格控制焊接工艺参数，减慢冷却速度。适当提高焊缝形状系数，尽可能采用小电流多层多道焊.以避免焊缝中心产生裂纹;b、认真执行工艺规程，选取合理的焊接程序，以减小焊接应力。

　　(2)冷裂纹的成因及预防措施

　　焊缝金属在冷却过程或冷却以后，在母材或母材与焊缝交界的熔合线上产生的裂纹称为冷裂纹。这类裂纹有可能在焊后立即出现，也有可能在焊后几小时、几天甚至更长时间才出现。冷裂纹产生的主要原因为：a、在焊接热循环的作用下，热影响区生成了淬硬组织;b、焊缝中存在有过量的扩散氧，且具有浓集的条件;c、接头承受有较大的拘束应力。

　　另外，电厂的管道焊接裂纹还出现在管道的组装过程中。应考虑到管道的膨胀问题，焊口由于热影响区的存在本身对于管道来说就是薄弱环节，在热态和冷态情况下的膨胀收缩必须考虑到，如果膨胀和收缩受阻同样会在焊口的热影响区，在交变应力的作用下，则会产生冷裂纹。

　　三、结束语

　　目前，我国火电厂金属焊接技术还存在许多不足，技术人员在焊接作业前，应先熟悉焊接工艺，掌握焊接技术要求。同时，在焊接过程中，应严格检验是否存在缺陷，及时发现质量隐患，并制定解决方案，确保机组安全、经济地运行，提高火电厂的经济效益。

　　参考文献：

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　　[3] 杨成宇，高忠义.电厂金属焊接中常见缺陷的成因及其防止措施[J].内蒙古科技与经济，2011(7).

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