焊接技術(shù)在電站鍋爐集箱制造中的應(yīng)用

摘 要：電站鍋爐集箱主要是由三通、端蓋、小管、大管接頭、以及筒體等部分組合而成的，針對不同位置與效用，集箱一般都會和過熱器、水冷壁以及再熱器等部件連接，且具有介質(zhì)的分配和集中的功能，為電站鍋爐之中最為主要的受壓元件。在電站鍋爐集箱制造中，焊接技術(shù)對其至關(guān)重要，通過對焊接技術(shù)的合理運(yùn)用，不僅利于保障集箱產(chǎn)品性能，也利于提升集箱產(chǎn)品質(zhì)量，所以說，在電站集箱制造中，務(wù)必要科學(xué)合理對焊接技術(shù)加以運(yùn)用。本文以集箱材料闡述為出發(fā)點(diǎn)，著重分析了焊接技術(shù)在電站鍋爐集箱制造中的應(yīng)用，最后詳述了焊接技術(shù)在電站集箱制造中的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：焊接技術(shù)；電站集箱制造；應(yīng)用；發(fā)展趨勢

前言

焊接技術(shù)有著自身獨(dú)特的優(yōu)勢，特別是在電站鍋爐集箱制造中，更是具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。因此，在電站鍋爐集箱制造中，要重視對焊接技術(shù)的應(yīng)用，將焊接技術(shù)的優(yōu)勢所在充分發(fā)揮出來，使其能夠?qū)﹄娬惧仩t集箱制造的進(jìn)行起到推動作用。同時，借助該項技術(shù)，還助于提升經(jīng)濟(jì)效益，使相關(guān)企業(yè)獲得長遠(yuǎn)的發(fā)展與進(jìn)步。

1 集箱材料

對于鍋爐部件而言，集箱是其中一個重要的承壓部件，在實際運(yùn)行之中起到分配和集中作用。其筒身主要制成材料為成品鋼管，焊接步驟涵蓋大管座焊接、環(huán)縫焊接以及其它部件焊接等。其中環(huán)縫焊接，許多廠家都已運(yùn)用了埋弧焊焊接、氬弧焊焊接這兩種方法，在集箱中，也有不少廠家運(yùn)用了窄間隙熱絲TIG焊接，通過對這一方式的運(yùn)用，在很大程度上提升了焊接質(zhì)量[1]。某些直徑較小的管座，許多廠家會運(yùn)用藥芯焊絲保焊的方式來進(jìn)行焊接。而對于某些直徑較大的管座來說，個別廠家正在大力對此進(jìn)行開發(fā)，雖說目前這一焊接方式還未實現(xiàn)，但相信很快這一方式就能夠得到普及。

2 焊接技術(shù)在電站鍋爐集箱制造中的應(yīng)用

以焊接技術(shù)在電站鍋爐集箱制造中的應(yīng)用來說，可以通過筒體環(huán)縫焊接、大管接頭焊接、小管接頭焊接、水壓端蓋焊接等焊接方式，落實對焊接技術(shù)的有效運(yùn)用，使焊接技術(shù)能夠在電站鍋爐集箱制造中發(fā)揮出重要作用，從而使焊接質(zhì)量能夠因此得到提高。焊接技術(shù)在電站鍋爐集箱制造中的應(yīng)用，具體內(nèi)容體現(xiàn)如下：

2.1 筒體環(huán)縫焊接

在電站鍋爐集箱制造中，對筒體環(huán)縫焊接的運(yùn)用是十分重要的。細(xì)致來說，其主要涵蓋彎頭、過濾管以及三通等環(huán)縫，以上環(huán)縫都是以對接接頭方式存在的，實際焊接厚度一般在20毫米至160毫米之間，在焊接過程中，務(wù)必要全焊透。因筒體直徑通常都不會超過1000毫米，且在焊接期間還需高溫預(yù)熱，所以，對于此種環(huán)縫焊接方式來說，并不適用于全面焊接之中[2]。針對此，為使焊縫質(zhì)量獲得保障，可以借助鎢極氬弧焊這一焊接方式。在焊接期間，先對根部間隙予以控制，而后以良好的焊接技術(shù)，來進(jìn)行雙面成形的焊接，使總體焊接質(zhì)量可以得到保障。

在進(jìn)行焊接時，為提升焊接效率，通常只將GTAW用至打底焊接，發(fā)揮滾輪架的配合作用，運(yùn)用焊條電弧焊實施過渡，一直到焊縫厚度符合要求后，再進(jìn)行焊接這樣效率就會更高一些，且整個焊接過程也會更容易控制一些。然而對某些操作位置不當(dāng)，難以進(jìn)行環(huán)縫焊接的位置來說，在實施CTAW焊接打底之后，則應(yīng)運(yùn)用電弧焊實施填充。

針對集箱的特征與尺寸，為滿足焊接性能要求，焊接直徑是不可大于3.2毫米的，對SA-335P92這類焊接材料來說，在進(jìn)行熱輸入控制時，一般應(yīng)以焊接直徑低于2.4毫米的焊絲來開展焊接操作。

2.2 大管接頭焊接

大管接頭屬于電站鍋爐集箱之中最為普遍的焊接結(jié)構(gòu)，筒體和大管接頭兩者之間是焊接坡口，其應(yīng)采取全焊透的方式。在進(jìn)行焊接生產(chǎn)時，因大管接頭和筒體外徑占比相對偏小，很容易給馬鞍造成較大落差，許多大管接頭都只可借助手工焊接的方式來進(jìn)行焊接，然而這一種方式，卻具有操作難度較高、實際工作量偏大的特點(diǎn)?，F(xiàn)階段，運(yùn)用大管焊接方式主要藥芯焊接、以及電弧焊焊接的方法，但這些方法也同樣需借助手工焊接的方式實施打底，從而使焊接的全焊透可以獲得保障[3]。

除此之外，在電站鍋爐集箱制造中，對馬鞍型埋弧焊方式也有著一定程度的應(yīng)用，通常會運(yùn)用在接管和筒體結(jié)構(gòu)之中，對接管和筒體外徑低于3的結(jié)構(gòu)部件而言，因馬鞍自身落差偏大，在橫焊時難以形成焊接熔池，進(jìn)而也無法實現(xiàn)應(yīng)用，特別對于面層焊接更是如此。

在應(yīng)用大管接頭的焊接方式之中，F(xiàn)CAW這一焊接方式的操作效率是很高的，甚至超過SMAW2倍以上，但FCAW的材料在制造上所具備的難度是非常大的，其制造成本也是非常之高，很多領(lǐng)域都不具備運(yùn)用這一方式的能力，所以現(xiàn)如今，在電站鍋爐集箱制造領(lǐng)域中，所應(yīng)用的最為普遍的一種焊接技術(shù)為SAW，該方式不僅有著和SMAW大致相同的生產(chǎn)效率，還利于減輕工作強(qiáng)度，保障工作環(huán)境，所以在實際操作之中，值得對這一方式予以運(yùn)用。

2.3 小管接頭焊接

在電站鍋爐集箱制造中，小管焊接的數(shù)量以及種類等是相對較多的，同時焊接難度也是較大的一種[4]。針對相關(guān)要求，筒體和小管接頭兩者的接縫是可實施部分焊透、全焊頭以及非焊透這三種方式的。

對部分焊透的小管接頭來說，現(xiàn)階段所運(yùn)用的方式為SMAW。而對有著全焊透需求的小管接頭而言，一般會先通過GTAW實施焊接打底，而后再運(yùn)用SMAW實施蓋面焊。因集箱之上的所有小管接頭普遍處于密排布置的狀態(tài)中，某些結(jié)構(gòu)較為特殊的凈間距甚至只有18毫米，因此在進(jìn)行焊接時是非常有難度的，只有先以手工焊接的方式來進(jìn)行，才可實現(xiàn)有效焊接。

就近些年情況來看，不管是國內(nèi)還是國外，許多廠家都對小管接頭焊接方式開展了一些了的研究，如日本某廠家借助熔化極氣體焊接這一技術(shù)，促進(jìn)了自動化小管接頭焊接的發(fā)展。除此之外，某些廠家還將鎢極氬弧焊直接插入至小管接頭之中，利用不填絲自熔這一方式，對筒體和小管接頭之間實施焊接，而后再運(yùn)用SAW、以及SMAW這些方式，對其實施蓋面，這樣不但能夠使全焊透操作獲得保障，還能夠使實際焊接效率獲得顯著提高。同時，在進(jìn)行打底焊接時，也不需借助焊接材料，但其一般只適合某種固定范圍的筒體和接頭焊接，且在焊接過程中，對精度要求也是十分之高。

2.4 水壓端蓋與附件焊接

對附件而言，主要指的是適用在安裝與包裝時永久、亦或臨時性的鋼板以及彎板等，其結(jié)構(gòu)通常呈“T”型，亦或者為角接接頭，其附件數(shù)量偏少，工作量和工作難度等都偏低，一般情況下，運(yùn)用SMAW這一方式，就能夠?qū)崿F(xiàn)對焊接工作的有效開展，且不僅利于保障焊接質(zhì)量，對提升焊接效率也是十分有利的。

水壓端蓋屬于一種臨時性焊接方式，只對焊接密封性與焊接強(qiáng)度有著一定要求，當(dāng)產(chǎn)品焊接已經(jīng)完成時，集箱是不可轉(zhuǎn)動的，對水壓端蓋的焊接來說，可以運(yùn)用FCAW、亦或者SMAW來實施焊接。

2.5 焊接后熱處理

焊接后熱處理的主要目的在于解除殘余應(yīng)力，通常情況下，其是在全部焊接作業(yè)結(jié)束之后，才可進(jìn)行的一項作業(yè)。若工件厚度偏大，在進(jìn)行電站鍋爐集箱制造時，就務(wù)必要借助熱處理的方式，實現(xiàn)對其不足之處的改善[5]。針對集箱材料厚度以及等級的差異，熱處理時間與溫度等也存在著很大不同，但現(xiàn)階段集箱運(yùn)用的焊接材料熱處理溫度普遍都為600至785攝氏度，其保溫時間不可大于12小時。

除卻熱處理這一方式外，在焊接期間，還可針對不同結(jié)構(gòu)與材料實施預(yù)熱，并對層間溫度加以控制，在結(jié)束焊接后，應(yīng)及時進(jìn)行消氫處理，從而使焊接接頭質(zhì)量可以獲得保障。

3 焊接技術(shù)在電站鍋爐集箱制造領(lǐng)域的發(fā)展趨勢

以焊接技術(shù)在電站鍋爐集箱制造領(lǐng)域的發(fā)展趨勢來說，主要包含自主集箱生產(chǎn)以及改善作業(yè)環(huán)境等內(nèi)容，這不但利于提升實際工作效率，還能夠?qū)ぷ髻|(zhì)量予以一定程度的保障。焊接技術(shù)在電站鍋爐集箱制造領(lǐng)域中的發(fā)展趨勢是尤為良好的，這也說明了焊接技術(shù)是值得在電站鍋爐集箱制造中加以廣泛運(yùn)用的[6]。焊接技術(shù)在電站鍋爐集箱制造領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，主要有如下內(nèi)容：

3.1 自主集箱生產(chǎn)

焊接材料一般是依據(jù)耐熱體系、場合等的不同，來進(jìn)行焊接材料選擇的，其主要涵蓋藥芯焊接以手工焊條等內(nèi)容?，F(xiàn)如今，其在生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量等方面都獲得了很大進(jìn)步與突破。但從市場需求方面來分析，焊接材料還難以滿足高參數(shù)、大容量的發(fā)展要求，尤其是在耐熱材料的研發(fā)中更是存在滯后現(xiàn)象。因此，就如何落實材料研發(fā)，應(yīng)作為電站鍋爐行業(yè)所需關(guān)注與解決的重點(diǎn)問題，以向著自主集箱生產(chǎn)方向不斷邁進(jìn)。

3.2 改善作業(yè)環(huán)境

對于焊接作業(yè)來說，通過都會借助焊條保護(hù)焊、亦或者電弧焊來實施焊接的，在焊接的過程中，煙塵等都是較大的，因而會導(dǎo)致焊接環(huán)境的惡劣，特別是在進(jìn)行內(nèi)部焊接時，環(huán)境則更為惡劣。針對此，對于焊接技術(shù)在電站鍋爐集箱制造領(lǐng)域的發(fā)展來說，應(yīng)注重對焊接作業(yè)環(huán)境的改善，確保焊接作業(yè)環(huán)境的良好性。如今，隨著各項制度的不斷健全，對作業(yè)環(huán)境的改善應(yīng)提到日程之上，這樣才利于推動電站鍋爐集箱制造領(lǐng)域的不斷發(fā)展。

另外，作業(yè)環(huán)境的改善，對相關(guān)工作人員來說也是極為有利的，能夠使相關(guān)工作人員處在良好的作業(yè)環(huán)境之中，避免惡劣作業(yè)環(huán)境對相關(guān)工作人員產(chǎn)生不良影響，進(jìn)而抑制相關(guān)工作人員工作效率的提升?？梢?，對作業(yè)環(huán)境的改善對電站鍋爐集箱制造領(lǐng)域的發(fā)展來說是至關(guān)重要的。

總結(jié)

總而言之，焊接技術(shù)在電站鍋爐集箱制造中的應(yīng)用，對提升焊接質(zhì)量，以及焊接效率等都是十分有幫助的。因此，在實際作業(yè)中，應(yīng)對焊接技術(shù)予以合理利用，從而使焊接技術(shù)的積極效用能夠凸顯。

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作者簡介

劉渭林（1985.10-），男，漢族，籍貫：廣東江門，學(xué)歷：本科，研究方向：焊接。

（作者單位：江門市博盈焊接工程有限公司）