電站鍋爐膜式受熱面焊接缺陷的產(chǎn)生原因及預(yù)防措施

　　1.膜式水冷壁安裝焊口打底焊道未焊透缺陷

　　1.1產(chǎn)生的主要原因

　　電站鍋爐膜式水冷壁一般是用鰭片管組焊而成的管屏，在安裝中一般先在現(xiàn)場進(jìn)行地面組合，再吊裝就位。組合采用手工鎢極氬弧焊封底加手工焊蓋面的工藝進(jìn)行時，焊縫經(jīng)X射線探傷檢查一次合格率比較高，但有相當(dāng)一部分未焊透缺陷。經(jīng)研究分析，產(chǎn)生未焊透的原因是多方面的，當(dāng)焊工技能、焊接參數(shù)等能夠滿足焊接質(zhì)量要求時，產(chǎn)生此缺陷的主要原因有以下幾方面：

　?。?）組對間隙過小障礙：膜式水冷壁管屏工地進(jìn)行管子對接安裝，由于組對間隙過小處障礙操作極容易在此處產(chǎn)生未焊透、未熔合。

　　（2）管子周圍壁厚不等：組對每片水冷壁時，先將距焊口約50 mm處的鰭片用氣割切去。在割去鰭片處沿管周弧長約12 mm的范圍內(nèi)。管壁比其它處厚1.5～2 mm，再加上此處焊接時受兩側(cè)管的障礙，如果在焊接參數(shù)相同的情況下，不采取相應(yīng)措施，極易在此處出現(xiàn)未焊透缺陷。

　?。?）組對間隙不一致：鍋爐制造廠提供的膜式水冷壁半成品件是由多根管子組焊成一片。在工地進(jìn)行片與片組裝時組對間隙相同非常困難。另外，多個焊口不可能同時焊接，當(dāng)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。

　?。?）強(qiáng)力組對出現(xiàn)的錯口：由于半成品水冷壁在制造、長途運(yùn)輸和存放過程中會產(chǎn)生一定的變形。在現(xiàn)場地面水平預(yù)制時，多個焊口就有可能不在一條水平線上，也就是說產(chǎn)生焊口組對不平齊的現(xiàn)象。此時若采取強(qiáng)力組對，被強(qiáng)行組對的管子在TIG打底焊熱源的作用下，有可能復(fù)原產(chǎn)生錯口。如果此時正好由于上述（2）的原因使對口間隙趨于零時，就會導(dǎo)致單側(cè)或雙側(cè)未焊透現(xiàn)象。

　　1.2未焊透的預(yù)防措施

　?。?）每片半成品水冷壁組對前，應(yīng)認(rèn)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(jī)械方法矯形后再組對。有的變形太大，整體矯形困難大的可先將制造廠所焊鰭片間的連結(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(yán)格控制多個焊口組對的最小間隙和最大間隙，使其中最小組對間隙能滿足焊接質(zhì)量要求；最大組對間隙不超過5 mm.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(fèi)。

　?。?）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。

　?。?）改變原來在下面施焊焊工的操作方式，把添加焊絲的工作改由上面的焊工進(jìn)行，這樣，下面的焊工可以集中精力操作焊槍，將電弧始終準(zhǔn)確地對準(zhǔn)焊縫根部，以確保熔透。為了保證焊絲能夠準(zhǔn)確地加入熔池，先將焊絲端部按管子直徑彎曲，由上面的焊工手持焊絲并將焊絲上提，使其緊貼坡口間隙，然后由下面的焊工引燃電弧將坡口鈍邊和焊絲同時熔化形成封底焊縫。如此焊出的封底焊縫不僅能實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形，而且還可以保證焊縫背面的余高不超標(biāo)，滿足水冷壁管內(nèi)通球的要求。同時可提高焊縫一次合格率和封底效率，并節(jié)約焊絲。

　?。?）當(dāng)焊至鰭片部位時，因此處受管間距限制，除最好使用端部修磨較尖銳的鎢極施焊，增大焊槍可達(dá)性外，關(guān)鍵應(yīng)適當(dāng)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“滲入”狀態(tài)時再前移。同時下面的焊工盡量向上多焊一段，為焊縫接頭創(chuàng)造條件。焊后可用手電筒從尚未焊的坡口間隙向管內(nèi)照明觀察已焊部位的熔透情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。需指出的是，當(dāng)采用尖銳的鎢極施焊且現(xiàn)場風(fēng)大時，需采取防風(fēng)措施，避免產(chǎn)生氣孔缺陷。

　　2.膜式水冷壁手工焊蓋面引弧和收弧產(chǎn)生的氣孔缺陷

　　2.1產(chǎn)生的主要原因

　　氣孔產(chǎn)生的因素是多方面的。當(dāng)施工現(xiàn)場焊前準(zhǔn)備工作相當(dāng)充分合格，已嚴(yán)格做到：①嚴(yán)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(yán)格烘培，并放在保溫筒內(nèi)，隨用隨??；④焊工質(zhì)量意識強(qiáng)；⑤具有嚴(yán)密的防風(fēng)防雨措施；⑥X射線檢驗結(jié)果氣孔也非氬弧焊所致時，氣孔的產(chǎn)生往往是由于引弧和收弧不當(dāng)引起的。

　　我們知道氣泡上浮速度與熔池金屬粘度成反比，對于小口徑焊口來說，起弧點(diǎn)（除了冶金過程產(chǎn)生的氣體外，還有藥皮保護(hù)效果差，易混入氣體）溫度較低，冷卻快。又由于坡口小，焊速快，收弧點(diǎn)輸入熱量相對較少，同樣冷卻快。于是熔池金屬的粘度急劇增加，使氣泡上浮速度大大減小，因而焊縫中的氣泡來不及逸出而殘存在內(nèi)部形成氣孔。綜上所述，起弧收弧點(diǎn)產(chǎn)生氣孔的主要原因是由于熔池冷卻快，氣體在熔池中來不及逸出。

　　2.2氣孔的預(yù)防措施

　　（1）采用合適的電流、電壓、焊接速度，控制好熔池溫度，降低冷卻速度（有利于氣體的溢出）。

　　（2）運(yùn)條不要擺動過寬，短弧焊接（減少弧柱與空氣的接觸，但不宜壓得太低）。

　　以上主要是從焊接施工工藝方面。以鍋爐水冷壁對口焊接采用的手工鎢極氬弧焊封底加手工焊蓋面的工藝容易出現(xiàn)的未焊透和氣孔缺陷產(chǎn)生的原因、防治措施進(jìn)行了初步的分析和探討；在安裝中更重要的是建立完善的質(zhì)保體系和組織機(jī)構(gòu)，注重焊接質(zhì)量的過程控制，加強(qiáng)焊接質(zhì)量的監(jiān)督檢驗工作。

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