簡述電廠金屬焊接中常見缺陷原因與對策

李小猛++趙偉明

摘 要：電廠金屬材料的焊接質(zhì)量，對電廠機(jī)組的運行狀況具有較大的影響，只有保證材料良好的焊接性，合理選擇焊接工藝，正確制定焊接過程中的各項操作參數(shù)，才能實現(xiàn)較好的焊接質(zhì)量，盡可能少的產(chǎn)生焊接缺陷。技術(shù)人員要全面分析焊接缺陷產(chǎn)生的原因，結(jié)合原因采取有效的預(yù)防和解決措施，不斷更新技術(shù)和焊接設(shè)備，提高焊接質(zhì)量，保證電廠機(jī)組的安全和可靠運行。

關(guān)鍵詞：金屬焊接 常見缺陷 原因與對策

中圖分類號：TG441 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（c）-0083-02

1 電廠金屬焊接內(nèi)容以及參數(shù)

電廠金屬焊接方面的內(nèi)容包括很多方面，通過比較和分析焊接材料、焊接接頭、焊接應(yīng)力、變形狀態(tài)以及設(shè)備儀器，來把握和分析不同金屬材料的焊接規(guī)律以及原則，以保證電廠設(shè)備的焊接質(zhì)量，可以通過不同的焊接方法和工藝手段得到與電廠的實際狀況相協(xié)調(diào)的金屬焊接工藝，滿足電廠運行的實際要求。電廠的金屬焊接性就是設(shè)備的焊接工藝，工藝的合理執(zhí)行以焊接接頭的焊接性能以及金屬材料對焊接加工的適應(yīng)程度為基礎(chǔ)和前提。焊接參數(shù)包括：金屬的結(jié)合性以及接頭焊接的難易程度。

2 電廠金屬焊接缺陷產(chǎn)生的原因

2.1 氣孔

焊接中，熔池中如果金屬發(fā)生凝固，導(dǎo)致熔池中氣泡不能溢出，則其焊縫內(nèi)部以及表面將產(chǎn)生氣孔。氣孔的產(chǎn)生導(dǎo)致了焊接有效面積的減小，降低了焊接接頭的強(qiáng)度，導(dǎo)致焊縫金屬的緊密度受到影響。氣孔出現(xiàn)的原因主要包括幾個方面：坡口邊緣位置清除不徹底，含有較多的雜質(zhì)，焊條和焊接濕度過大，發(fā)生潮解，含有大量的水分。堿性的焊條在焊接中，如果操作速度過快或者電弧過長，都會導(dǎo)致氣孔的產(chǎn)生。

2.2 夾渣和咬邊

焊縫中殘留的熔渣就是通常所說的夾渣，夾渣的存在會對焊縫的致密性以及強(qiáng)度產(chǎn)生影響，出現(xiàn)夾渣的原因主要包括幾個方面：第一，焊縫邊緣存在氧割或者碳弧氣刨產(chǎn)生的熔渣，坡口角度、焊接電流數(shù)值較低，焊接速度高；第二，使用酸性焊條電弧過長或者極性錯誤導(dǎo)致夾渣產(chǎn)生。咬邊就是在焊縫的邊緣存在缺陷。焊接過程中如果電流過大，運行速度過快或者電流過長，都會引起咬邊發(fā)生。埋弧操作時，焊接速度過快或者焊接設(shè)備的不均勻，會使焊件的深度減小，如果沒有及時進(jìn)行金屬填充或者沒有填滿也會導(dǎo)致咬邊發(fā)生。通常，咬邊會減小木材的接頭，導(dǎo)致應(yīng)變集中。對于相對重要的結(jié)構(gòu)以及受力結(jié)構(gòu)，不允許存在咬邊現(xiàn)象。

2.3 弧坑

由于在金屬焊接中，出現(xiàn)斷弧或者不合理收弧，會使焊道末端出現(xiàn)洼坑和凹陷，同時，弧坑中產(chǎn)生裂紋以及氣孔，降低了焊縫的強(qiáng)度。導(dǎo)致弧坑的原因有多種，包括熄弧時間過短、空突焊接間斷，焊接薄板過程中電流偏大。

2.4 裂紋

焊縫金屬在冷卻的全過程中，母材和焊縫相交匯的位置，在焊接熱循環(huán)作用下，在熱影響區(qū)中形成了淬硬組織，如果焊縫中產(chǎn)生的擴(kuò)散氫過量，則會產(chǎn)生集中。接頭連接的位置產(chǎn)生極大的約束作用力，出現(xiàn)裂紋。

2.5 未熔合、未焊透

金屬的焊接過程中，如果母材和焊縫之間沒有實現(xiàn)熔合，就叫做未熔合。如果接頭根部沒有實現(xiàn)完全焊透，就叫做未焊透。上述兩個問題會導(dǎo)致焊縫工作面積的縮小，導(dǎo)致應(yīng)力集中現(xiàn)象出現(xiàn)，使焊縫的強(qiáng)度顯著降低，焊縫出現(xiàn)裂縫。導(dǎo)致未熔合的原因有：焊件表面上的氧化膜和油污沒有得到徹底的清理，在進(jìn)行焊接操作時，熔渣會影響金屬的融合程度。如果操作手段不合理，電弧的坡口位置會出現(xiàn)偏差。導(dǎo)致未焊透的原因有：焊件裝配件和坡口角度過小，厚度尺寸較大的鈍邊直徑過大，焊接電流不均勻，焊接電弧過長。

3 電廠金屬焊接技術(shù)缺陷的解決措施

3.1 氣孔的解決措施

烘干材料的過程中，要保證操作嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范要求，妥善保管焊接材料和設(shè)備。焊接之前，徹底清除坡口邊緣的雜質(zhì)，合理控制焊接電流以及焊接速度、電弧的長度。

3.2 夾渣和咬邊的解決措施

合理選擇坡口尺寸，徹底清理倒角，嚴(yán)格控制焊接速度和電流大小，保證擺動適度。在進(jìn)行多層焊接的過程中，仔細(xì)檢查槽邊緣的融化，對焊渣進(jìn)行徹底的清理。將全部的焊渣徹底清除，以實現(xiàn)精密焊接。另外，合理選擇焊接電流以及操作方法，合理控制焊條的角度以及電弧長度，實時監(jiān)控并調(diào)整工藝參數(shù)，保證焊接速度的合理性，焊道的平整性。

3.3 弧坑的解決措施

在焊接過程中，要實時改變焊接方向，焊絲的長度以及開槽的側(cè)面尺寸的制定要將焊絲的直徑作為衡量基準(zhǔn)，開槽的形狀應(yīng)該和木材相一致，盡可能提高電廠中的焊接電流量，提高焊渣的融化速度，在對該面層的焊接過程中，需要及時調(diào)整單焊道為多焊道，降低金屬焊接過程中的負(fù)荷，保證電廠焊接金屬的穩(wěn)定性和安全性。

3.4 裂紋的解決措施

為了避免出現(xiàn)有害裂紋，可以通過選擇精確度滿足要求的焊接參數(shù)，降低金屬的實際冷卻速度，實現(xiàn)裂紋形狀系數(shù)的改變。也可以通過多層次多焊道的焊接方法，控制焊接產(chǎn)生的裂紋以及中心部分產(chǎn)生的縫隙，操作人員要嚴(yán)格按照焊接操作規(guī)程和工藝執(zhí)行，降低焊縫金屬的壓力值。在對冷裂紋的控制中，需要合理控制氫含量，進(jìn)行金屬熱處理，可以降低金屬內(nèi)部的壓力以及氫含量。控制焊接用材料中的濕度，妥善保管焊條和焊劑，可以采用定期烘焙的方法，避免發(fā)生潮解。對坡口邊緣進(jìn)行仔細(xì)檢查，避免出現(xiàn)油污以及水分和銹蝕，減少氫的來源渠道。結(jié)合所選擇材料的等級以及碳當(dāng)量、結(jié)構(gòu)件的厚度和焊接環(huán)境進(jìn)行焊接操作，盡可能選擇合理的焊接參數(shù)，做好焊接之前的預(yù)熱以及焊接之后的熱處理，通過多道焊接，來實現(xiàn)層間溫度的合理控制；做好焊接之后的處理工作，及時消氫，消除內(nèi)部應(yīng)力，對于淬硬的結(jié)構(gòu)和組織，需要采用回火的方式進(jìn)行處理，實現(xiàn)接頭韌性的改善。保證焊接程序的合理性，可以采用分段焊接法來降低焊接過程中所產(chǎn)生的應(yīng)力。在電廠管道組裝的過程中會產(chǎn)生一定數(shù)量的焊接裂紋，對于這一現(xiàn)象，可以結(jié)合膨脹問題來分析和考慮，對于焊道整體來說，由于焊口在受熱以后會發(fā)生膨脹，所以必須結(jié)合熱態(tài)和冷態(tài)來考慮結(jié)構(gòu)的膨脹問題和收縮問題，當(dāng)收縮受阻或者膨脹受阻時，必然會在熱影響區(qū)和應(yīng)力交變處產(chǎn)生裂紋。應(yīng)用熱處理技術(shù)以后，進(jìn)行組織的加入以及回火操作，可以使焊接接頭的韌性得到提高，應(yīng)用金屬多層多道焊縫，控制不同層的溫度，降低焊接壓力數(shù)值。

3.5 未焊透、未熔合的解決措施

合理選擇坡口尺寸，觀察槽邊緣的融合狀況，將氧化皮及時、徹底地清除，同時，去除氧化膜和油質(zhì)，控制金屬的焊接速度和電流速度相一致，保證焊接工作的順利開展，實現(xiàn)焊接質(zhì)量的合理監(jiān)測。正確選擇坡口，對于未熔合和未焊透的位置，需要保證焊接質(zhì)量，使焊接水平顯著提高。

4 焊接質(zhì)量檢驗

4.1 外觀質(zhì)量

檢查金屬的外觀質(zhì)量，主要檢查的內(nèi)容就是焊縫外表質(zhì)量，外觀尺寸以及形狀是否滿足工程的實際要求，然后進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)是否存在咬邊、弧坑、焊瘤以及夾渣等缺陷。

4.2 氣密性試驗

焊縫的致密性測試就是氣密性試驗，結(jié)合不同的形狀和位置差異開展實驗，可以采用不同的試驗方法，包括煤油試驗、氣體試驗以及灌水試驗等。

4.3 檢驗金屬的焊接損傷

金屬的無損探傷檢測，可以準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)部存在的缺陷，對于一些相對重要的結(jié)構(gòu)，必須在出廠之前制定無損探傷檢測。廣泛采用的無損檢測的方法包括：磁粉探傷檢測、滲透探傷檢測以及射線探傷檢測和超聲波探傷檢測。

5 結(jié)語

對電廠金屬進(jìn)行焊接中，存在著很多常見的缺陷，對電廠的運行產(chǎn)生了一定的影響，同時造成了安全隱患，技術(shù)人員要明確焊接缺陷產(chǎn)生的原因，結(jié)合電廠的實際狀況，采取合理的焊接操作工藝，盡可能避免或者減少焊接缺陷的產(chǎn)生，提高金屬的焊接質(zhì)量，保證電廠安全、高效的運轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊軍.電廠金屬焊接技術(shù)中缺陷原因及具體措施分析[J].科技資訊，2014，12（19）：86.

[2] 寇勇.淺析電廠金屬焊接工藝的缺陷及應(yīng)對措施[J].民營科技，2012（8）：39.

[3] 劉磊.電廠金屬焊接技術(shù)中出現(xiàn)缺陷的原因及解決辦法[J].科技傳播，2015，7（23）.endprint