模擬焊接技術(shù)培訓(xùn)

劉月輝

1. 概述

我公司承擔(dān)的土耳其600MW機(jī)組現(xiàn)場，由于青年焊工較多，他們都是首次焊接高壓焊縫，經(jīng)培訓(xùn)中心考試合格后，再進(jìn)行模擬培訓(xùn)，具備質(zhì)量穩(wěn)定后再上工程焊接高壓焊縫，這樣提高了工程焊接工藝質(zhì)量。通過實際工作中應(yīng)用，證實是可行的，具有一定的推廣價值。

表1 培訓(xùn)練習(xí)和實際工程焊接參數(shù)工藝對照

2. 模擬焊接

由于培訓(xùn)考核焊件的體積小，焊接時熱輸入量小，故使用的焊接參數(shù)小，而實際焊接件體積大，焊接時需要熱輸入較大，故使用的焊接參數(shù)較大。另外，還有環(huán)境工況條件，由于這些與實際位置的差異導(dǎo)致焊工直接上工程很難適應(yīng)，甚至?xí)斐少|(zhì)量事故。為了解決這個問題，我們對焊接位置較困難的水冷壁、對流過熱器等項目進(jìn)行模擬培訓(xùn)。

3. 模擬焊接的應(yīng)用

經(jīng)室內(nèi)培訓(xùn)考試合格的焊工，直接上工程很難適應(yīng)，合格率很低，甚至?xí)斐少|(zhì)量事故。

分析原因主要有以下幾點：

（1）培訓(xùn)考核和實際工程施焊時要求的熱輸入不同 培訓(xùn)時（以φ50.8mm×7mm為例）所用的焊件每側(cè)50mm，每道口從打底到蓋面一次完成。由于管件短、升溫快，焊件溫度變化梯度較大，故采用焊接參數(shù)小。實際工程焊接一次數(shù)十道口，從氬弧焊打底到蓋面焊均先焊各焊口的1/4部分依次逐個完成各焊口，處于等溫焊接狀態(tài)。由于實際工程焊接的焊件長，升溫慢，所以焊件溫度變化梯度較小，故采用焊接參數(shù)較大。培訓(xùn)焊接參數(shù)和實際工程焊接參數(shù)比較如表1所示，這樣在室內(nèi)練習(xí)考核所采用的焊接參數(shù)和順序應(yīng)用到實際工程顯然不適應(yīng)。總結(jié)以往的經(jīng)驗，對要上工程的新焊工，雖經(jīng)過考試合格，并做到練習(xí)達(dá)到95%以上合格，但到實際工程合格率仍不高。

（2）焊接環(huán)境 主要指氬弧焊打底。培訓(xùn)考核是在室內(nèi)進(jìn)行，不受外界環(huán)境的影響，打底焊時一般選用氬氣流量7L/mi n，就可保證質(zhì)量要求。實際工程管道是在室外焊接，焊接時雖然搭設(shè)簡單的擋風(fēng)棚，但也受外界氣流的影響，這樣就存在一個在室外進(jìn)行氬弧打底焊時，根據(jù)環(huán)境的具體情況選擇氬氣流量的問題。氬氣流量的挺度必須抵消氣體的影響強(qiáng)度，才能保持氣體平衡，保護(hù)良好。如選擇流量過大會產(chǎn)生紊流，將空氣帶入熔池，產(chǎn)生氣孔；如選擇流量過小保護(hù)不好，也會產(chǎn)生氣孔。如何能正確選擇，這就是一個經(jīng)驗問題。

這樣一個正確的選擇氬氣流量的經(jīng)驗，在室內(nèi)培訓(xùn)是掌握不到的，而是經(jīng)驗的掌握，又不能直接上工程摸索，那樣會影響焊接質(zhì)量和工程進(jìn)度，所以也只有通過模擬焊接來解決這個問題。

（3）對口間隙 培訓(xùn)練習(xí)考核，焊縫組對是由焊工自己組對，焊件短，不受任何限制，需要多大間隙，就對多大間隙，一般對口間隙等于2～3m m即可。而實際工程管件長，對口受到限制，不可能保證比較合適的對口間隙，一般在工程上對口間隙從2～6mm都有可能，這樣就要求焊工技術(shù)比較全面，既能掌握小間隙的外填絲操作方法，又能掌握大間隙的內(nèi)填絲方法。在培訓(xùn)考核中焊工為了提高合格率，不可能把對口間隙設(shè)置在2～6mm，所以考試合格的焊工直接上工程遇到大間隙焊接，質(zhì)量很難保證。

（4）焊工的心理狀態(tài)、質(zhì)量意識 青年焊工經(jīng)過幾個月的培訓(xùn)，基本上能達(dá)到高壓焊工的水平，培訓(xùn)練習(xí)條件比較好，焊工的心理狀態(tài)放松，不受任何客觀條件的約束和影響，可按教師講解和示范，自如地發(fā)揮其本能。但直接上工程由于缺少實際經(jīng)驗，顯得手忙腳亂，心里無底，從而影響了技術(shù)的發(fā)揮，質(zhì)量不佳。不僅導(dǎo)致返工浪費材料，耽誤工期，而且焊工本身精神受到壓抑。這就是通常說的考試取證容易，上工程難。

為了解決以上幾方面的問題，我們決定對將上工程焊接小徑管的新焊工進(jìn)行模擬焊接。通過模擬焊接，使這些焊工完全適應(yīng)實際工況的條件，作到心中有數(shù)，一經(jīng)上工程就能保證質(zhì)量。

（5）模擬焊接的具體做法和工藝過程 根據(jù)600MW機(jī)組的高壓焊縫的具體情況，開設(shè)兩個項目的模擬焊接班，一個φ 60mm×5mm水冷壁小徑管模擬班，另一個φ50.8mm×7mm分隔屏過熱器模擬班。下面就以φ50.8mm×7mm過熱器為例介紹具體做法。

在室外效仿分隔屏過熱器實際工況搭設(shè)一個模擬棚，在棚中架設(shè)一個長3.5m、寬2m、高1.2m 的模擬架，架子上放φ50.8mm×7mm過熱器排管共25根，相當(dāng)于過熱器一個連箱的焊縫數(shù)量，管長1.5m，兩側(cè)車坡口，組對以后管長3m，管子與管子和間隙20mm，這樣和過熱器實際焊接工況基本相同。由于焊縫兩側(cè)管子較長，和過熱器實際焊接時傳熱時間相同，所以需要用的熱輸入和實際焊接也基本相同，選擇對口間隙2～6mm，打底電流140A，蓋面仰焊位置110A，平焊位置85A，氬氣流量根據(jù)實際環(huán)境來選定一般在7～10L/min，這樣和實際焊接參數(shù)基本相同。焊縫焊完后，先做外觀檢查，再做射線檢查，然后將焊縫兩側(cè)50mm處切割下來做斷面檢查。把帶有兩側(cè)坡口的管件焊接用完一側(cè)以后，分別把管件兩側(cè)調(diào)過來，再組對焊接。焊完后的焊縫再切割下來，把兩側(cè)坡口都用完的管子再重新車坡口，這樣反復(fù)使用，直至每側(cè)管件剩余500mm時就不再使用了。因每側(cè)管件小于500mm以后散熱量和實際散熱量有一定差異，起不到模擬作用。

打底采用TIG—R30焊絲，蓋面E5515－B2焊條，順序和實際焊接一樣，在這樣工況條件下焊工反復(fù)練習(xí)，反復(fù)實踐，達(dá)到外觀成形100%合格，射線、斷面達(dá)到95%以上合格才上工程。一般考試合格的焊工經(jīng)30天左右的模擬練習(xí)就可以達(dá)到這個水平。

（6）從工程質(zhì)量看模擬焊接效果 我公司對青年焊工的培養(yǎng)工作非常重視，凡是首次上工程焊接高壓管件的焊工必須經(jīng)模擬焊接培訓(xùn)，合格率達(dá)到95%以上方可上工程，經(jīng)過近幾年的實踐，青年焊工通過模擬焊接，焊縫一次合格率有了明顯提高。就以土耳其60 0MW機(jī)組工程的幾名新焊工的一次合格率情況，可以證實這個問題（見表2）。

4. 結(jié)語

通過模擬焊接培訓(xùn)，使焊工掌握技術(shù)較快，縮短培訓(xùn)周期，盡快壯大焊接隊伍和焊接力量，從而保證工程質(zhì)量和工程進(jìn)度。

通過以上幾個方面的比較和論述，我們認(rèn)為對考試合格的焊工經(jīng)過模擬焊接達(dá)到95%以上合格率再送到工程上焊接模擬培訓(xùn)同類管道的高壓焊縫，通過實踐，這樣焊工一經(jīng)上工程，基本能保證焊接質(zhì)量。

表 2