电站锅炉受热面管子安装焊接缺陷的产生及防止

1、电站锅炉受热面管子安装焊接缺陷的产生及防止一、前言电站锅炉是电力厂用于发电的锅炉， 其大型的容量决定了其 在电站锅炉的安装中焊接的工作量也很大。 因此做好焊接工作是 非常重要的。二、锅炉受热面管子安装焊接缺陷产生的原因分析 电站锅炉膜式水冷壁就是把许多根鳍片管沿纵向依次的焊 接起来， 组成一个整块的水冷壁受热面。 每一组件的大小按循环 回路管组的要求整焊而成， 安装时组与组间再用焊接密封， 使炉 膛四周被一层整块的水冷壁膜片严密地包围起来。 焊接的缝隙通 过 X 射线探伤检查， 就可以查看出哪些焊接口出现缺陷。 通常产 生的缺陷和不足有： 没有控制好焊接时候的焊接电流、 电弧电压、 焊接速度以

2、及焊丝的直径。 焊接电流的增大， 就会造成工件上的 电弧力的热输入全部增大，造成热源位置的下移，增大熔深，弧 柱直径增大， 电弧潜入工件的深度增大， 电弧斑点移动范围受到 限制，因而熔宽基本不变，焊丝熔化量也成比例地增多，所以余 高增大； 电弧电压的增大就同时增大了电弧功率， 这样工件的热 输入也同时增大，弧柱直径增大，电弧潜入工件的深度增大，电 弧斑点移动范围受到限制， 因而熔宽基本不变， 焊丝熔化量也成 比例地增多， 所以余高增大； 焊接速度增大时会造成热输入量减 小，弧柱直径增大，电弧潜入工件的深度增大，电弧斑点移动范围受到限制，因而熔宽基本不变，焊丝熔化量也成比例地增多， 所以余高增大

3、；电流的种类和极性也会对焊接的缺陷造成影响， 比如熔化极电弧焊时，直流反接时焊缝熔深和熔宽都要比直流正 接时大，交流电焊接时介于两者之间； 钨极氮弧时直流正接的熔 深最大，反接最小；焊丝的直径和伸出长度在融化极电弧焊时， 如果没有改变电流大小，就会减小焊丝的直径，焊丝上的电流密 度变大，热量集中在小部分的焊丝上，熔深增大，熔宽减小，余 高加大，焊丝伸出长度加大时焊丝电阻热增大，焊丝的融化量大大增加，减少熔深。三、安装缺陷的预防措施焊接中出现的问题诸如焊缝波纹粗劣， 焊缝不均匀、不整齐, 焊缝与母材不圆滑过渡，焊接接头差，焊缝高低不平等现象，大 部分是由于焊口的清理不干净，焊接电流和速度等没有控

4、制好， 可以对焊缝成型的焊缝进行打磨、补焊，在操作之前应该对工程图纸进行仔细的研究，严格地遵循相关的标准。 对于不同的焊接 位置用不同的焊接方法和焊接技能，合理控制好焊接电流和速 度，同时提高自身的专业水平； 对于在靠焊缝边缘的母材上有凹 陷或沟槽的焊接缺陷，主要是因为焊接电流过大， 焊丝送进速度 太慢，这样就会导致电弧变长， 这种情况会减小母材的有效截面 积，其预防措施主要是根据焊接项目的规范要求，选择合适的电流参数和与之协调的焊丝送进速度，尽量使用短弧焊接。焊角焊缝时，用交流焊代替直流焊也能有效地防止咬边，提高自身的焊 接技术。焊接过程中，熔深超过工件厚度，熔化金属自焊缝背面 流出，形成穿

5、孔性缺陷，也称为烧穿，产生的主要原因是焊接电 流过大， 速度太慢导致电弧会在焊缝处停留时间较长， 这就完全 破坏了焊缝， 使接头丧失联接及承载能力， 预防措施可以采用较 小的焊接电流同时采用合适的焊接速度。最为严重的缺陷是裂 纹，它是焊接中绝对不允许出现的缺陷， 它会引起焊接结构发生 破坏性事故， 其中延迟裂纹的危害最大。 裂纹形成的原因主要是 焊缝中 S、P 杂质含量高时，与铁形成低熔点的共晶物，该共晶 物极易形成液态薄膜， 也就是焊缝凝固过程中的薄弱晶界， 焊接 时由于不均匀的加热， 焊接接头不可避免地要产生热应力， 当焊 缝金属承受的拉伸热应力大于液态薄膜的承受能力时， 就会产生 结晶裂

6、纹，为了预防需要采用 S、P 含量低的母材与焊材；采用 碱性焊条或焊剂，进行冶金脱硫、脱磷；尽可能采用小的焊接电 流来防止产生中心线裂纹。四、膜式水冷壁安装焊口 打底焊道未焊透缺陷产生的主要原因电站锅炉膜式水冷壁一般是用规格为60mM 5mm或 51mM 5mnm勺鳍片管组焊而成的大 片，在安装施工中一般先在现场地面水平预制组焊成整体， 再吊 装就位。预制采用手工钨极氩弧焊封底加手弧焊盖面的工艺进 行。焊缝经X射线探伤检查一次合格率比较高， 但在所发现的焊 接缺陷中， 有相当一部分未焊透缺陷。 产生此缺陷的主要原因有 以下几方面（ 1）模式水冷壁管屏工地进行管子对接安装，由于窄间隙有障碍操作极

7、容易在 3 点、9 点处位置产生未焊透、未熔 合曲线。（ 2）管子周围壁厚不等，组对每片水冷壁时，先将距 焊口约50mn处的鳍片用气割切去。在割去鳍片处沿管周弧长约 12mml勺范围内，管壁比其它处厚 1.52mm再加上此处（焊口 3 点和 9 点处）焊接时受两侧管的障碍，如果在焊接参数相同的 情况下，不采取相应措施，极易在此处出现未焊透缺陷。（3）组对间隙不一致， 锅炉制造厂提供的膜式水冷壁半成品件是由多 根管子组焊成一片。 在工地进行片与片组装时， 就要同时组对多 个焊口，然而使组对间隙相同非常困难。另外，多个焊口不可能 同时焊接，当焊完一部分焊口， 其余尚未焊的焊口间隙就会缩小， 甚至为

8、零。这些焊口在施焊中很容易出现未焊透缺陷。（4）强力组对出现的错口。 由于半成品水冷壁在制造、 长途运输和存放 过程中会产生一定的变形， 在现场地面水平预制时， 多个焊口就 有可能不在一条水平线上，也就是说产生焊口组对不平齐的现 象。此时若采取强力组对， 被强行组对的管子在 TIG 打底焊热源 的作用下，有可能复原产生错口。如果此时正好由于上述（2）的原因使对口间隙趋于零时，就会导致单侧或双侧未焊透现象。未焊透的防止措施：（ 1）每片半成品水冷壁组对前，应认 真校验焊口平齐情况， 对于较轻微的变形可采用火焰矫正或机械 方法矫形后再组对。（ 2）严格控制多个焊口组对的最小间隙和 最大间隙， 使其

9、中最小组对间隙能满足焊接质量要求； 最大组对 间隙不超过5mm施焊时，采取先焊间隙较小的焊口，后焊间隙 大的焊口。（ 3）对于每片最后焊的焊口间隙过小而不易保证焊 接质量时，可使用端部修磨较尖锐的钨极施焊，以使电弧集中， 易于焊缝根部熔透。 （4）改变原来在下面施焊焊工的操作方式， 把添加焊丝的工作改由上面的焊工进行， 这样，下面的焊工可以 集中精力操作焊枪，将电弧始终准确地对准焊缝根以确保熔透。 为了保证焊丝能够准确地加入熔池， 先将焊丝端部按管子直径弯 曲，由上面的焊工手持焊丝并将焊丝上提，使其紧贴坡口间隙， 然后由下面的焊工引燃电弧将坡口钝边和焊丝同时熔化形成封 底焊缝。（ 5）当焊至鳍片部位时（焊口 3 点和 9 点处），因此 处受管间距限制， 除最好使用端部修磨较尖锐的钨极施焊， 增大 焊枪可达性外， 关键应适当降低焊速， 增加电弧在此处的停留时 间，待熔池尺寸与其它部位相等， 熔融金属成“渗入”状态时