焊接質(zhì)量直接影響著鍋爐結(jié)構(gòu)的使用性能與安全性,鍋爐的焊接質(zhì)量不好,就可能發(fā)生泄漏甚至發(fā)生爆炸事故,給人民的生命和財產(chǎn)造成重大損失,因此,探討鍋爐焊接缺陷的成因,提高鍋爐的焊接質(zhì)量,對保證鍋爐的的安全運行有著極為重要的意義。

未焊透

成因分析

產(chǎn)生未焊透缺陷的主要原因有以下幾方面:①膜式水冷壁管在工地進行管子對接安裝,由于間隙窄,障礙操作,極容易產(chǎn)生未焊透。②組對間隙不一致,在工地進行片與片組裝時,就要同時組對多個焊口,然而使組對間隙相同非常困難。另外,多個焊口不可能同時焊接,當焊完一部分焊口,其余尚未焊的焊口間隙就會縮小,甚至為零。這些焊口在施焊中很容易出現(xiàn)未焊透缺陷。③焊接時受兩側(cè)管的障礙以及強力組對出現(xiàn)錯口造成未焊透等。

預(yù)防對策

防止產(chǎn)生未焊透的措施為:控制接頭坡口尺寸,如單面焊雙面成形的接頭,其裝配間隙應(yīng)為焊條直徑、鈍邊應(yīng)為焊條直徑的一半左右;要仔細清根;焊接時應(yīng)選擇合適的焊接速度和焊接電流;用短弧焊等。從最困難的部位起弧,在障礙最小的地方收弧封口,以免焊接時影響操作和焊工視線,降低焊接接頭質(zhì)量;避免焊接接頭溫度過低,最好采用兩人對焊的方式進行焊接;在有障礙的部位,很難作到噴嘴、焊絲與焊件保持規(guī)定的夾角,可根據(jù)實際情況進行調(diào)整,待困難位置過后,即恢復(fù)正常角度的焊接。

比如對于膜式水冷壁:①組對前應(yīng)認真校驗焊口平齊情況,對于較輕微的變形可采用火焰矯正或機械方法矯形后再組對;變形太大的,整體矯形困難大的可先將鰭片間的連結(jié)焊縫割開,其割縫長度根據(jù)變形程度及應(yīng)力大小而定,一般不超過1500mm,然后再單根管矯形。待整片水冷壁組焊完后,再將割開的鰭片焊縫采用分段退焊法重新焊好。②嚴格控制多個焊口組對的最小間隙和******間隙,使其中最小組對間隙能滿足焊接質(zhì)量要求;******組對間隙不超過5mm。施焊時,采取先焊間隙較小的焊口,后焊間隙大的焊口。這樣既能避免產(chǎn)生未焊透,還有助于減少焊接應(yīng)力和變形,同時可減少焊口浪費。③當焊至鰭片部位時,因此處受管間距限制,最好使用端部修磨較尖銳的鎢極施焊,增大焊槍可達性,并且應(yīng)適當降低焊速,增加電弧在此處的停留時間,待熔池尺寸與其它部位相等,熔融金屬成“滲人”狀態(tài)時再前移。④對于每片最后焊的焊口間隙過小而不易保證焊接質(zhì)量時,可使用端部修磨較尖銳的鎢極施焊,以使電弧集中,易于焊縫根部熔透。

未熔合

成因分析

焊接時電流過小或焊速太快,因熱量不夠,使母材坡口或先焊的焊縫金屬未得到充分熔化;選用的電流過大,使后半根焊條發(fā)紅而造成熔化太快,在母材邊緣還沒有達到溶化時焊條的熔化金屬已覆蓋上去;焊件散熱速度太快,或起焊處溫度低,使母材的開始端未熔化,產(chǎn)生未熔合;焊條、焊絲或焊炬火焰偏于坡口一側(cè),或因焊條偏心使電弧偏于一側(cè),使母材或前一次焊縫金屬未得到充分熔化就被填充金屬覆蓋而造成;當母材坡口或前一層焊縫金屬表面有銹或臟物,焊接時由于溫度不夠,未能將其熔化而蓋上填充金屬,也會形成邊緣及層間未熔合。在電站鍋爐受熱面管安裝中,由于同一條焊縫焊接過程中出現(xiàn)?；?造成了“冷接頭”特別是大直徑管“冷接頭”次數(shù)更多,也是造成層間未熔合的原因。

預(yù)防對策

焊條和焊炬的角度要合理,運條擺動應(yīng)適當,要注意觀察坡口兩側(cè)熔化情況;選用稍大的焊接電流和火焰能率,焊速不宜過快,使能量增加足以熔化母材或前一層焊縫金屬;焊接過程中發(fā)現(xiàn)焊條偏心,應(yīng)及時調(diào)整角度,使電弧處于正確方向;仔細清理坡口和焊縫上的臟物;采用氫弧焊打底的根層焊縫檢查后,應(yīng)及時進行次層焊縫的焊接;為了避免出現(xiàn)“冷接頭”,應(yīng)計劃好焊絲長度,盡量不要在焊接過程中更換焊絲。為了避免焊絲抖動,握絲處距焊絲末端不宜過長,建議采用不停弧“熱接頭”方法。這種方法是當需要變更握絲位置而出現(xiàn)接頭時,先將焊絲末端和熔池相接觸,同時將電弧稍作后移,或引向坡口一邊,待熔池凝固與焊絲末端粘在一起的剎那何,迅速變換握絲位置,完成這一動作后,將電弧立即恢復(fù)原位,繼續(xù)焊接。采用“熱接頭”法,既能保證焊接質(zhì)量,又能提高工效。

氣孔

成因分析

氣孔產(chǎn)生的因素是多方面的。當施工現(xiàn)場焊前準備工作相當充分合格,已嚴格做到:①嚴格遵守焊接參數(shù)并保持穩(wěn)定;②電流的極性及其種類影響不大;③焊件坡口符合要求且清理干凈,使用的低氫型焊條嚴格烘培,并放在保溫筒內(nèi),隨用隨取;④焊工質(zhì)量意識強;⑤具有嚴密的防風防雨措施;⑥X射線檢驗結(jié)果氣孔也非氫弧焊所致時,氣孔的產(chǎn)生往往是由于引弧和收弧不當引起的。

預(yù)防對策

控制措施主要有:①仔細清理坡口表面內(nèi)外兩側(cè)15～20mm范圍內(nèi)及焊絲表面的油、銹、漆等污物,直到全部露出金屬光澤。氬弧焊時,再用丙酮擦拭之;②焊條嚴格按規(guī)定烘干,保溫后放于焊條專用保溫筒,隨用隨取;③穿堂風較大時,不宜焊接;④適當增大引弧電流,使母材熱輸入增大,熔池冷卻速度減慢;⑤引弧時,沿接頭稍遠處起弧,而后拉回接頭處,使氣體逸出時間變長;⑥氬弧焊時,一旦由于某種原因出現(xiàn)蜂窩狀氣孔時,需立即停焊,并用砂輪機打磨。禁止用電弧重熔的方法消除氣孔。因為出現(xiàn)蜂窩狀氣孔,往往是由于氬氣因某種原因如送氣系統(tǒng)出現(xiàn)暫時故障)保護失靈,此時氣孔表面均為氧化膜,采用電弧重熔不但使焊縫變脆,而且也不能消除氣孔;⑦氬弧焊焊接規(guī)格較大的管道時,要注意所使用的水冷焊矩是否可靠,因水冷焊矩出現(xiàn)故障易出現(xiàn)氣孔;⑧采用高純度(大于99.99%)的氬氣,流量要適中,噴嘴內(nèi)壁必須清潔。

裂紋

成因分析

焊接裂紋可能在焊接過程中產(chǎn)生,也可能在焊后甚至在放置一定時間以后產(chǎn)生。焊接裂紋形成的主要原因有以下幾種:①母材金屬的碳含量或硫磷含量過高時,其焊接性變差,容易產(chǎn)生裂紋。②焊條、焊劑等焊接材料中的合金元素和硫磷含量越高時,產(chǎn)生裂紋的傾向也就越大。③低溫或有風的情況下焊接,使焊縫冷卻速度過快也容易產(chǎn)生裂紋。④焊接厚板因其結(jié)構(gòu)的剛性大也容易產(chǎn)生裂紋。

防治對策

裂紋是焊接結(jié)構(gòu)最危險的的也是不允許出現(xiàn)的缺陷,可以從以下方面控制其出現(xiàn):①點固焊縫要夠厚夠長;②不得強力組配;③不要用力敲打焊縫;④異種鋼焊接時要根據(jù)兩種材質(zhì)的物理性能、化學(xué)性能和焊接性來確定其焊接工藝。例如:熱強鋼和不銹鋼焊接時,由于兩者熱膨脹系數(shù)不同,電弧在散熱快的一側(cè)停留的時間要適當長一些;⑤焊接合金鋼時盡量采用有引弧裝置的設(shè)備進行焊接,一方面減少淬硬,另一方面也可以減少夾鎢出現(xiàn)的可能性。