CO2氣體保護(hù)焊焊槍改進(jìn)

王海濤

(大唐華銀金竹山火力發(fā)電分公司，湖南婁底 417505)

1 問題的提出

某電廠在600 MW機(jī)組大修期間對(duì)#2高加進(jìn)行了割開筒體檢查，發(fā)現(xiàn)加熱器內(nèi)部附件結(jié)構(gòu)密封焊縫存在幾處斷裂，這些焊縫的開裂正是引起高加下端差超標(biāo)和疏水管道振動(dòng)的根本原因。其中1處高加中隔板斷裂焊縫位于換熱器的U型管之間 (如圖1所示)，該位置上、下距離僅18～25 mm，左、右距離約50 mm，整條焊縫卻長達(dá)1.8 m(如圖2所示)。受現(xiàn)場條件限制，無法采用常規(guī)的焊接方法和焊接器材對(duì)該焊縫進(jìn)行焊接修復(fù);如果采用高溫膠封堵等方法，則因時(shí)效短、耐溫等級(jí)低、無法滿足現(xiàn)場固化條件;如果返廠檢修，不但運(yùn)輸困難，而且費(fèi)用高、工期長。

2 基本思路和可行性分析

2.1 基本思路

考慮采用CO2氣體保護(hù)焊對(duì)斷裂焊縫進(jìn)行現(xiàn)場焊接修復(fù)，前提是對(duì)CO2氣體保護(hù)焊焊槍進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，以滿足現(xiàn)場環(huán)境使用的需要:在確保焊槍安全使用的前提下，將焊槍槍管的外徑由常規(guī)的Φ15 mm改為Φ10 mm，槍管部分按需要分別制成950 mm，600 mm，300 mm等3種長度;槍頭端部只連接導(dǎo)電嘴，不安裝穩(wěn)流環(huán)與噴嘴，為保證焊接質(zhì)量，考慮采用外部跟蹤保護(hù)等措施來達(dá)到比較理想的氣體保護(hù)效果。

2.2 可行性分析

1)高加中隔板斷裂焊縫由于現(xiàn)場空間嚴(yán)重受限，現(xiàn)場既無法清除原焊縫，又無法對(duì)其表面鐵銹等雜質(zhì)進(jìn)行打磨清理。CO2氣體保護(hù)焊具有電弧穿透力強(qiáng)、熱量集中、焊接變形小、抗銹能力強(qiáng)、焊縫含氫量低、抗裂性好等特點(diǎn)，焊前對(duì)工件表面清理要求較低，焊后焊縫表面無焊渣，便于觀察和控制焊接質(zhì)量，其焊接特點(diǎn)滿足現(xiàn)場需要〔1〕。

2)CO2氣體保護(hù)焊是利用CO2氣體作為保護(hù)氣體的一種熔化極氣體保護(hù)焊的焊接方法，其焊接是通過焊絲與工件接觸短路，焊絲熔化形成電弧來實(shí)現(xiàn)的，焊槍槍管結(jié)構(gòu)簡單，自行改進(jìn)時(shí)加工方便〔2〕。

3)CO2氣體保護(hù)焊焊接操作開始與停止是由焊工通過開關(guān)控制焊槍送絲、送氣來實(shí)現(xiàn)的，開關(guān)操控簡單。開關(guān)未開啟時(shí)，槍管、導(dǎo)電嘴等均處于斷電狀態(tài)，便于焊工在焊接開始前將焊槍送至狹小空間及遠(yuǎn)距離位置的焊接部位。

3 焊槍改進(jìn)步驟及措施

1)將1根Φ10 mm×2 mm的紫銅管按所需要的尺寸進(jìn)行切割，長度分別為:950 mm，600 mm，300mm。

2)如圖3所示，把切割好的銅管用Φ2.0 mm的鉆花在離銅管端頭6 mm處環(huán)向均勻鉆取8個(gè)45°斜孔，以期焊接時(shí)在無穩(wěn)流環(huán)與噴嘴的情況下在電弧區(qū)形成一個(gè)氣流均勻、穩(wěn)定的CO2氣體保護(hù)區(qū)域。在鉆斜孔的銅管一端加工M8的內(nèi)螺紋、另一端加工M10的外螺紋，再將鉆斜孔一端彎15°～20°的傾斜角，以保證焊接時(shí)焊絲與工件間具有必要的角度。

3)如圖4所示，將常規(guī)焊槍槍管從接頭端直段中部切斷，原槍頭端棄之不用，在接頭端加工M10的內(nèi)螺紋，以便于連接不同長度的特制焊槍頭。

4)如圖5所示，制作好的新槍管必須用耐高溫的絕緣套管 (簡單的可采用黃臘套管或熱縮管)套實(shí)，以防止漏電和保護(hù)槍管。

5)根據(jù)需要將加工好的不同長度的焊槍配置相應(yīng)合適長度的導(dǎo)絲管，以確保焊絲在焊接過程中送絲順暢。

6)受現(xiàn)場空間條件限制，不能對(duì)焊槍槍頭配置穩(wěn)流環(huán)和噴嘴，因而CO2氣體保護(hù)效果得不到有效保障。為了得到理想的焊接質(zhì)量，準(zhǔn)備1根Φ14 mm×2 mm的鋼管，將其一端封堵死，然后在距端部100 mm區(qū)域均勻鉆上幾十個(gè)Φ2.0 mm的孔，以備在實(shí)際操作中使用。

4 現(xiàn)場焊接操作及采取的措施

1)接好槍管，在焊接試板上調(diào)試好焊接電壓、電流。

2)把加工好且鉆有孔的鋼管插入待焊區(qū)域，另一端通過皮管與CO2氣瓶連接，打開氣源吹10 min左右，置換出待焊區(qū)域的部分空氣，以提高焊接過程中的氣體保護(hù)效果。

3)首先采用最長槍管從焊縫中間部位往兩側(cè)焊接，在整個(gè)焊接過程中，為保證焊接質(zhì)量，可由另一人配合將通有CO2氣體的鉆有孔的鋼管跟隨焊接熔池移動(dòng)，進(jìn)行氣體跟蹤保護(hù)，以有效提高焊接時(shí)的氣體保護(hù)效果。

4)在焊接過程中，為便于操作，可根據(jù)焊接位置的不同更換不同長度的焊槍施焊。

5 實(shí)施效果

1)改進(jìn)后的焊槍能夠克服現(xiàn)場狹小環(huán)境限制，焊工能夠在可視情況下將焊槍深入到較遠(yuǎn)距離位置進(jìn)行焊接操作，通過焊接工藝控制和采取有效的氣體保護(hù)措施，確保焊接質(zhì)量。

2)成功修復(fù)了600 MW機(jī)組#2高加汽側(cè)U型管之間的中隔板斷裂焊縫，大修投運(yùn)后，高加疏水管道振動(dòng)完全消失，保障了機(jī)組運(yùn)行的安全性;在額定負(fù)荷下，#2高加下端差為4.2℃，優(yōu)于廠家設(shè)計(jì)值5.5℃要求，提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

3)大大降低了檢修費(fèi)用。若該#2高加如返廠檢修，所需費(fèi)用可能高達(dá)上百萬，自制特殊焊槍在廠檢修，節(jié)約了費(fèi)用。

6 結(jié)束語

CO2氣體保護(hù)焊具有焊接效率高、電弧穿透能力強(qiáng)、熱量集中、焊接變形小、抗銹能力強(qiáng)等特點(diǎn)，焊前對(duì)工件表面清理要求較低，焊后焊縫表面無焊渣，操作靈活、方便。對(duì)于施焊空間特別狹小或需要遠(yuǎn)距離焊接的焊縫，可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境對(duì)常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)焊槍進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，同時(shí)采取有效的氣體保護(hù)措施進(jìn)行施焊，是可達(dá)到理想的焊接效果的。

〔1〕桂立澄，費(fèi)永敏，郭驚盛．CO2氣體保護(hù)焊在電力工程中的推廣應(yīng)用〔J〕．現(xiàn)代焊接，2009(2)．

〔2〕雷世明．焊接方法與設(shè)備 (第2版)〔M〕．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2010．

〔3〕孔海旺，劉蘭平．細(xì)絲半自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊焊槍的改進(jìn)〔J〕．山西機(jī)械，2001(3):17-19．