锅炉焊接缺陷成因与对策

锅炉焊接缺陷成因与对策

潘卫平 陈啸远

国能常州发电有限公司 213033

摘要：锅炉焊接环节，受环境、人为等多种因素影响，焊接缺陷问题极易出现，在影响锅炉焊接质量的同时，也无法为锅炉正常运行提供保障。对此，为保障锅炉焊接质量能够与预期目标相符，必须要深入分析焊接缺陷成因，有针对性地优化焊接方式方法及流程等，保障锅炉焊接质量。

关键词：锅炉焊接缺陷；成因；对策

科技水平的进步发展，显著提高了锅炉焊接技术水平，但是，从锅炉焊接实际情况来看，仍然有一系列问题存在。锅炉安全生产的一个重要保障措施就是焊接质量，一旦焊接过程有质量问题及缺陷等出现，自然难以保障锅炉质量，导致锅炉出现泄漏现象的同时，也极有可能会损坏锅炉，严重时锅炉爆炸现象也可能会因此引发，致使锅炉安全生产面临严重威胁，也会损失大量资源。对此，必须要积极探究锅炉焊接缺陷原因，进而通过对应焊接优化对策的应用，为锅炉焊接、生产等质量的全面提高奠定坚实基础。

1. 锅炉焊接缺陷成因

1. 未焊透缺陷原因

未焊透缺陷成因包含：第一，现场对接和安装膜式水冷壁管时，受间隙窄这一因素影响，导致操作受到制约，因而未焊透现象极易产生。第二，对口间隙不一致，管排需要多个焊口同时组对时，难以保障组对间隙相同；此外，因不能同时焊接多个焊口，在一部分焊口焊完的情况下，会缩小未焊焊口间隙，此时焊接过程上述焊口未焊透缺陷就极易出现。第三，受两侧管障碍和强制对口出现错口等因素影响，也会导致未焊透缺陷问题产生。

2. 未熔合缺陷原因

锅炉焊接过程，受电流过小或焊速过快等因素影响，难以积聚足够的能量，所以不能充分熔化母材坡口或先焊焊缝金属；电流过大的情况下，会过快熔化焊条，而母材边缘却并未熔化，导致熔池过小。另外由于结构原因受焊接件快速散热、预热不足等因素的影响，在焊接初期不能有效熔化母材，造成焊接效果不理想。除此外，在焊接过程有停弧情况发生时，间层不融合问题也会产生。

3. 气孔缺陷原因

很多因素都会导致锅炉焊接中出现气孔缺陷，一般来说，为避免该方面缺陷问题的产生，在准备工作充分做好的情况下，也需要在以下几方面提高重视程度：注意标准焊接参数的保证；注意电流极性的良好控制；注意焊接坡口的仔细清理，并在保温桶内放置烘培后的焊条；注意高质量意识的保持；将恶劣天气预防措施做好。然而，从实际情况来看，锅炉焊接过程，工作人员虽然积极开展了焊前准备工作，但实际施工时上述必须要注意的问题未必能全面把握，加之受不恰当引弧或收弧等影响，导致锅炉焊接中经常会出现气孔缺陷问题。

4. 裂纹缺陷原因

焊接过程、焊后、持续一段时间后经常会出现裂纹缺陷问题，而产生此种缺陷的原因主要体现在以下几方面：母材金属中碳元素和硫磷含量较高，难以保障良好焊接效果，最终导致裂纹出现；焊条焊剂中金属元素或硫磷含量较高的情况下，裂纹缺陷问题也会因此产生；焊接过程，受低温或穿堂风等因素影响，焊缝冷速过快，此时也会出现裂纹缺陷；焊件过大的壁厚会形成结构应力，裂纹缺陷就会产生。

2. 锅炉焊接优化对策

1. 未焊透缺陷的预防措施

为保障未焊透缺陷问题得到有效避免，应重视细致清根工作的积极开展，同时保持恰当的焊接速度和焊接电流，建议选择短弧焊方式。焊接最复杂位置为起弧点，而平整部位可当作封口位置，可有效减轻焊工操作难度保证焊接质量；在焊接复杂结构的情况下，喷嘴和焊接件标准角度的维持很难实现，此时应适当调整焊接方式^[1]。焊接膜式水冷壁的过程中，第一，注意焊口对齐与否的观察，之后再开展组对操作；在焊口不具备较大变形的情况下，矫形方式可借助火焰或机械，之后组对工作即可开展，而在存在较大变形情况时，难以开展矫形操作的情况下，须将鳍片割开，以变形长度为依据确定切割长度，再进行单根管矫形工作。第二，坡口组对的过程中，应合理控制最小和最大间隙，组对时最小间隙要与焊接要求相符，间隙范围控制在5mm以内；具体焊接过程，焊接应先选择间隙小的焊口，之后进行间隙较大的焊口焊接工作，使未焊透现象有效避免，同时也能使焊接应力有效降低，避免焊接变形。第三，当焊接焊口不具备较大间隙时，为保证焊接质量，可修磨钨极，同时将电弧集中。

2. 未熔合缺陷的防止对策

注意焊条和焊缝间角度的控制，通过焊条的恰当摆动，加之观察坡口熔合情况，使未熔合缺陷得到及时改进；具体焊接过程，注意较大焊接电流及焊距的选择，同时将焊接速度降低，使焊接温度有效提高，熔化母材；焊接过程，在焊条有偏心情况出现时，应及时调整焊接角度，保障电弧方向得到良好控制；焊接前要仔细清理坡口和焊缝上杂质；选择氩弧焊方式焊接根层焊缝的情况下，焊后注意次层焊缝的及时焊接。为避免冷接头现象发生，应注意焊丝长度的控制，尽量避免焊接过程中更换焊丝；为了使焊丝抖动现象有效避免，握丝处最好不要距离焊丝末端过长，此时建议选择不停弧热接头方式，具体来说，在握丝部有接头的情况下，通过焊丝末端来接触熔池，进而后移电弧，之后在粘合熔池和焊丝的情况下，迅速改变握丝部位，并向原位置移动电弧，进而继续焊接。不停弧热接头方式的显著优势体现在：能为焊接质量提供保障，也利于焊接效率的提高

^[2]。

3. 气孔缺陷的控制方法

控制气孔缺陷问题的方法包含：第一，注意坡口表面内外两侧适当范围、焊丝表面油、锈等污物的仔细清理，确保坡口表面和焊丝表面的金属光泽全部露出；氩弧焊的过程中，建议使用丙酮擦拭坡口表面和焊丝表面。第二，焊条烘干应以相应规定为依据，并在保温后通过专用保温桶来保存焊条。第三，存在较大穿堂风的情况时，焊接不宜开展。第四，可在引弧电流方面适当增大，借此增大母材热输入，减缓熔池冷却速度。第五，引弧的过程中，起弧位置应以接头稍远处为主，之后向接头处拉回，延长气体溢出时间。第六，氩弧焊的过程中，当受某种因素影响导致蜂窝状气孔出现时，应立即停止焊接，同时借助砂轮机进行打磨，气孔消除时避免使用电弧重熔方式，原因在于：蜂窝状气孔出现的主要因素是氩气受某些因素影响，如送气系统出现故障产生保护失灵现象，在此背景下，气孔表面通常是以氧化膜为主，此时通过电弧重熔方式，不仅会导致焊缝出现脆化现象，同时气孔也难以消除^[3]。第七，注意高纯度氩气的应用，并且为喷嘴内壁清洁度提供保障。

4. 裂纹缺陷的防治对策

锅炉焊接过程，最危险且不允许出现的一种缺陷问题就是裂纹，为有效控制裂纹缺陷，第一，要保证焊缝点固，使待焊管装配牢固；第二，避免强力组对现象的发生；第三，避免针对裂缝用力敲打；第四，焊接异种钢的过程中，应以两种材质物理及化学性能、焊接性为依据对焊接工艺进行确定。如焊接热强钢和不锈钢的过程中，因二者具有不同的热膨胀系数，所以散热快的一侧，电弧应停留稍长时间；第五，合金钢焊接的过程，尽可能利用引弧装置，使淬硬和夹钨出现的可能性有效减少。

结束语：

焊接锅炉时，受各种不确定性因素影响，焊接缺陷极易出现，对此，要想为锅炉焊接质量提供保障，应以焊接缺陷成因的分析为出发点，针对性优化锅炉焊接，为锅炉正常运行奠定基础。

参考文献：

[1]杨炜.锅炉焊接缺陷的成因及对策分析[J].中国金属通报,2020,6(9):256-257.

[2]柳长磊.锅炉异种金属焊接的缺陷问题分析[J].中国金属通报,2020,17(3):266-267.

[3]高翌.电厂锅炉管道焊接存在问题及对策[J].建筑工程技术与设计,2018,41(24):4157.