鍋爐制造生產(chǎn)中焊接質(zhì)量控制和管理

韓林生

鍋爐制造生產(chǎn)中焊接質(zhì)量控制和管理

韓林生

當(dāng)前我國鍋爐壓力容器生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到一定水平，但還具有較大的提升空間，為了促進(jìn)我國鍋爐壓力容器制造技術(shù)得到進(jìn)一步提升，應(yīng)該不斷加大對于鍋爐容器焊接技術(shù)的研發(fā)力度，培養(yǎng)科研人員的專業(yè)能力。同時引進(jìn)國外一些尖端技術(shù)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新。在建設(shè)創(chuàng)新型國家的背景下，不斷發(fā)展自己的焊接技術(shù)，提升核心競爭力，創(chuàng)造出領(lǐng)先的焊接技術(shù)水平。

一、鍋爐制造生產(chǎn)中焊接的缺陷

1.咬邊焊接缺陷

造成鍋爐焊接中出現(xiàn)咬邊焊接缺陷的主要原因多是由于焊接時母材的消耗，從而在焊接處出現(xiàn)溝槽或是凹縫，導(dǎo)致焊接后出現(xiàn)咬邊現(xiàn)象。當(dāng)鍋爐焊接出現(xiàn)咬邊缺陷時不但會對鍋爐的焊接接頭外觀造成較大的影響，同時這一缺陷還容易導(dǎo)致尖角應(yīng)力的集中，從而使得接頭焊接強(qiáng)度下降，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，尤其是鍋爐焊接中對于焊接咬邊缺陷有著明確的規(guī)定嚴(yán)禁咬邊缺陷的產(chǎn)生。造成鍋爐焊接時咬邊缺陷產(chǎn)生的主要原因有：（1）焊接過程中對于焊接電流的參數(shù)設(shè)置過大，從而導(dǎo)致焊接時熔池內(nèi)溫度過高使得鐵水流動，當(dāng)焊接停止時由于熔池內(nèi)的鐵水較少將會使得熔池的邊緣部分無法得到充分的鐵水補(bǔ)充，導(dǎo)致咬邊現(xiàn)象的產(chǎn)生。（2）焊接時手持焊把的擺幅過小，導(dǎo)致在坡口位置焊把的停留時間較短，也容易導(dǎo)致咬邊缺陷的產(chǎn)生。

2.焊接氣孔缺陷原因分析及應(yīng)對措施

造成鍋爐焊接時出現(xiàn)焊接氣孔缺陷的主要原因，是在焊接時所產(chǎn)生的氣體在金屬液冷卻硬化的過程中被不斷地析出，從而使得焊接完成后焊縫處形成一系列的氣孔。焊接氣孔缺陷是鍋爐焊接過程中一種較為常見的缺陷，其存在于焊縫中會使得焊縫的強(qiáng)度大為降低，尤其是焊縫的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度還有韌性等的力學(xué)性能的下降會使得鍋爐存在著較大的安全隱患。通過對焊接過程進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)造成氣孔缺陷的主要原因有以下幾點(diǎn)：（1）在焊接坡口區(qū)域未清掃干凈，坡口區(qū)域存在著鐵銹、油污等的污物使得焊接時所產(chǎn)生的氣體量大為增加，尤其是焊縫坡口區(qū)域存在水分時焊接所產(chǎn)生的高溫使水氣化所產(chǎn)生的氣體極易造成氣孔缺陷的產(chǎn)生。（2）在焊接時如焊接工藝選用不當(dāng)也會造成氣孔缺陷的產(chǎn)生。在鍋爐焊接時如對于焊接電流與焊接速度選用不當(dāng)會導(dǎo)致焊縫熔池冷卻時存在于焊縫熔池內(nèi)的氣體無法完全排出，從而使得這些氣體極易導(dǎo)致氣孔缺陷的產(chǎn)生。（3）在鍋爐焊接時周圍環(huán)境以及焊接時焊條的角度等都會造成焊縫氣體的產(chǎn)生，從而使得焊縫極易產(chǎn)生氣孔缺陷，影響鍋爐的焊接質(zhì)量。

二、合理控制鍋爐壓力容器焊接的質(zhì)量

1.選擇合適的材料

鍋爐壓力容器一般使用的是耐熱鋼焊接材料，對此在施工中需要注意：第一，在選擇耐熱鋼焊接材料之時，其焊縫金屬的強(qiáng)度指標(biāo)要求同母材相同，也就是通常我們說的等強(qiáng)焊接，不僅僅要求確保焊縫金屬同母材在常溫狀態(tài)下強(qiáng)度相同，同時還需要確保在高溫狀態(tài)下焊縫的強(qiáng)度高于母材的標(biāo)準(zhǔn)值。第二，焊接材料中碳含量會對焊縫金屬造成直接的影響，因此，在選擇焊材時選擇低于母材碳含量，可以在很大程度上避免焊縫金屬出現(xiàn)裂紋。應(yīng)該注意的是碳含量是否合適。在焊后熱處理過程中會常出現(xiàn)鐵素體，那么就會造成焊接接頭韌性的性能。通常焊縫金屬的碳含量應(yīng)該保持在0.08%～0.12%，在這個區(qū)間不僅僅可以保持焊縫金屬有著較強(qiáng)的韌性，也可以確保同母材強(qiáng)度相同。第三，焊縫熔入金屬所含的鉻以及鉬等元素高于母材中的含量，這也是確保焊縫金屬和母材強(qiáng)度相同的關(guān)鍵所在。第四，保證對焊縫金屬之中氧、硅、錫、銻等等元素的控制，這是確保焊縫金屬和母材回火脆性最為關(guān)鍵性的一點(diǎn)。

2.鍋爐壓力容器焊接技術(shù)分析

（1）底層焊接

該方法主要是使用氫弧焊的方法，方向從上到下，使用點(diǎn)焊的形式，為了保證底層焊縫的均勻度，降低裂縫出現(xiàn)的可能性，檢查底層焊具有一定的必要性。

（2）中層焊

在開始焊接之前應(yīng)該及時清理以及檢查已焊的焊縫，而要求進(jìn)行重新焊接的話，應(yīng)該保證焊縫接頭以及焊縫接頭之間的距離保持高于100mm。中層焊一般選擇直徑是3.2mm的焊條，中層焊接的厚度應(yīng)該比焊條直徑在8～12倍以上，可以選擇直線型運(yùn)條形式。

（3）表層焊接

一般表層焊接使用焊條的直徑應(yīng)該參考焊縫的已焊厚度。每一根焊條的起弧位置與收弧位置應(yīng)該同中層焊縫之間接頭錯開，同時也要保證表層焊接的完整性和壓力容器焊道焊縫的圓滑。

（4）熱處理

在焊接完成后進(jìn)行熱處理是其最為重要的環(huán)節(jié)，其主要作用是可以有效清除焊接之后殘余應(yīng)力，穩(wěn)定容器焊縫的形狀和尺寸，避免出現(xiàn)冷裂紋，同時優(yōu)化焊接接頭的綜合力學(xué)性能。通常焊后進(jìn)行熱處理主要可以分為局部后熱處理和整體后熱處理，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的熱處理形式。

（5）進(jìn)行無損檢測

在鍋爐壓力容器焊接工作結(jié)束后，為了保證母材焊縫焊接質(zhì)量（根據(jù)材料的特性及材料的力學(xué)性能，選擇合適的檢測時機(jī)，特別是一些具有延遲裂紋傾向的370R等材質(zhì)，一般是要求在24小時或36小時之后進(jìn)行無損檢測），應(yīng)該第一時間進(jìn)行無損檢測，檢測的主要內(nèi)容有：焊接表面以及內(nèi)部無損檢測，在檢測過程中根據(jù)圖紙要求、技術(shù)協(xié)議及無損檢測規(guī)范規(guī)定，選擇合適的射線、超聲波、磁粉、渦流及滲透等檢測方法，應(yīng)該參考與之相關(guān)的質(zhì)量等級和規(guī)范技術(shù)要求。

三、提升技術(shù)管理人員的技術(shù)水平

鍋爐壓力容器質(zhì)量影響因素中最為重要的是焊接技術(shù)人員的素質(zhì)。所以，要同實(shí)際情況結(jié)合，不斷提高焊接技術(shù)人員的技術(shù)水平。應(yīng)該嚴(yán)格審查技術(shù)人員的相關(guān)資質(zhì)，在實(shí)際中注重培養(yǎng)焊接技術(shù)人員的技術(shù)能力和質(zhì)量意識。焊接技術(shù)是一項比較專業(yè)性的技術(shù)，同時關(guān)系到多個學(xué)科，焊接技術(shù)人員應(yīng)該具備多方面的知識，才能實(shí)現(xiàn)焊接技術(shù)的不斷強(qiáng)化。因此不僅要加強(qiáng)技能培訓(xùn)，還應(yīng)采取相應(yīng)措施，在實(shí)際中不斷提升技術(shù)人員綜合能力和素質(zhì)，才能不斷提升焊接專業(yè)技術(shù)水平。

四、結(jié)語

鍋爐焊接工藝受到所用材料、焊接方法、技術(shù)人員水平等因素的影響，不同的焊接工藝會產(chǎn)生不同的焊接質(zhì)量，因此需要檢驗(yàn)人員按照施工流程執(zhí)行，嚴(yán)格把關(guān)，對焊接工程中存在的問題進(jìn)行全面分析，不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，這是對鍋爐焊接工藝發(fā)展的基本要求。鍋爐焊接技術(shù)與很多產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)，要不斷地將更好的技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際操作中，才能促進(jìn)企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

（作者單位：陜西建工金牛集團(tuán)股份有限公司）