電廠金屬材料脈沖焊接工藝應(yīng)用與實(shí)踐

李曉旭

吉林省松原市大唐長(zhǎng)山熱電廠 吉林 松原 131109

引言

隨著時(shí)代的發(fā)展,電廠金屬材料脈沖焊接工藝開始流傳起來(lái)。脈沖焊接就是通過(guò)強(qiáng)電流形成的技術(shù),脈沖焊接的原理就是以合理的數(shù)量以及適當(dāng)?shù)暮附咏嵌葔合蚝讣?完成在常溫下金屬之間的焊接,這樣的方法工藝復(fù)雜,對(duì)于焊接的技術(shù)含量以及放電能力都有很高的要求。本文通過(guò)對(duì)工藝參數(shù)的解析,采用數(shù)值與試驗(yàn)相互結(jié)合的方法對(duì)電廠金屬材料脈沖焊接工藝進(jìn)行系統(tǒng)的研究。采用類比的方法,結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)脈沖焊接的研究現(xiàn)狀解析電廠金屬材料脈沖焊接工藝在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

1 電廠金屬材料的焊接特性

在電廠金屬材料中,低合金鋼在火電廠鍋爐中起到了很大的作用,特別是在承受壓力方面,還有再熱器的低溫方面。當(dāng)然在管道中的應(yīng)用也是特別普遍的,低金合鋼的綜合性能特別的好,尤其在時(shí)效穩(wěn)定性方面。鐵馬氏體鋼作為電廠中的重要材料,一般用在鍋爐管和管道中等等。在電廠金屬鑄鐵這方面,制作閥門的材料不單單只有鋼制的,也可以是銅合金閥件等。金屬材料與金屬工藝是相互關(guān)聯(lián)的,金屬可以以不同的金屬形式出現(xiàn),例如如果按照制造的方法分類純銅和黃銅就可以分為拉制管和擠制管。電廠除了有金屬材料還有一些非金屬材料,這些非金屬的材料就是在金屬管道出現(xiàn)腐蝕以及磨損的現(xiàn)象時(shí),可以用一些陶瓷材料來(lái)避免這類情況的發(fā)生。近年,我國(guó)學(xué)者都在對(duì)電廠金屬材料在焊接方面進(jìn)行深入的討論,長(zhǎng)時(shí)間的跟蹤調(diào)查新技術(shù)和新材料的研發(fā)與應(yīng)用。對(duì)于火力發(fā)電機(jī)組發(fā)展的關(guān)鍵就是高溫金屬材料的脈沖焊接技術(shù),同時(shí)脈沖焊接技術(shù)也是重要步驟。在電廠中,鍋爐管高溫腐蝕、部件熱損失以及受熱面管過(guò)熱等問(wèn)題都是通過(guò)實(shí)際測(cè)驗(yàn)去改良的。對(duì)于電機(jī)組有的部件在高溫以及高壓下進(jìn)行,有的需要在高速旋轉(zhuǎn)下工作,有的更是需要在有腐蝕的環(huán)境進(jìn)行,所以因?yàn)檫@些條件的苛刻,電廠大多數(shù)對(duì)于所用的金屬材料有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)?；陔姀S金屬材料的特點(diǎn),我們不難發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的焊接無(wú)法滿足電廠在實(shí)際操作中的苛刻要求,但改用脈沖焊接就滿足了電廠的大部分要求。

2 電廠金屬材料脈沖焊接工藝應(yīng)用與實(shí)踐

2.1 電廠金屬材料焊接特性分析 在電廠金屬材料中,低合金鋼占據(jù)非常重要的作用,特別是在火電廠鍋爐中,能保證鍋爐的承重能力得到更好提升。在管道中,低合金鋼的應(yīng)用效果也比較好,主要是因?yàn)榈秃辖痄摼C合性能較好,穩(wěn)定性較強(qiáng)。馬氏體鋼是電廠的核心材料,主要應(yīng)用于鍋爐管與管道。從電廠金屬鑄鐵角度分析,閥門的制作材料不僅可以是鋼材,也可以采用合金鋼閥件。金屬材料和金屬工藝緊密相連,金屬材料可以呈現(xiàn)出不同的金屬形式,根據(jù)制造方法,可以將電廠銅金屬材料分為純銅材料與黃銅材料,可以利用銅材料制作管道。電廠不但有大量的金屬材料,還有很多非金屬材料,非金屬材料的用途比較簡(jiǎn)單,當(dāng)金屬管道出現(xiàn)磨損時(shí),采用陶瓷等非金屬材料,能有效降低金屬材料管道出現(xiàn)大面積磨損的概率。近年來(lái),越來(lái)越多的學(xué)者加入到電廠金屬材料焊接研究中,通過(guò)長(zhǎng)期的跟蹤調(diào)查與研發(fā)得知,針對(duì)火力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行情況,妥善應(yīng)用脈沖焊接工藝十分重要,脈沖焊接是高溫金屬材料焊接的主要工藝。電廠鍋爐管道很容易出現(xiàn)高溫腐蝕,部分部件出現(xiàn)熱損壞,針對(duì)機(jī)組部分部件高溫?zé)釗p壞現(xiàn)象,要進(jìn)行合理的改進(jìn)。由于電廠機(jī)組的部分部件需要在高溫高壓下運(yùn)行,運(yùn)行速率較大,部分部件要在腐蝕環(huán)境中運(yùn)行,對(duì)金屬材料的性能要求較高。

2.2 電廠金屬材料脈沖焊接工藝應(yīng)用要點(diǎn) 研究人員對(duì)電廠金屬材料脈沖焊接工藝的研究比較深入,從國(guó)產(chǎn)化角度分析,要結(jié)合發(fā)電廠的運(yùn)行情況,加強(qiáng)電廠金屬材料焊接配套管理力度,保證不同機(jī)組能在安全環(huán)境中運(yùn)行,減少技術(shù)錯(cuò)誤的出現(xiàn)。電廠金屬材料脈沖焊接主要采取繼續(xù)式加熱方式,焊接時(shí)間較短,金屬材料處于高溫環(huán)境下,冷凝時(shí)間不斷縮短,有效防止金屬材料出現(xiàn)大面積裂紋。脈沖焊接工藝的引弧性能較好,焊接人員通過(guò)設(shè)定合理的焊接參數(shù),能保證電廠金屬材料焊接質(zhì)量得到提升,減少熱輸入量,使用脈沖焊接工藝焊縫的綜合性能得到全面提升。另外,電廠金屬材料的化學(xué)性質(zhì)比較特殊,對(duì)線圈的要求高,脈沖焊接時(shí),焊接人員要結(jié)合電廠金屬材料的化學(xué)特性,選擇合理的線圈,滿足脈沖焊接要求,確定最終的焊接參數(shù)。例如,某大型火力發(fā)電廠運(yùn)用脈沖氬弧焊焊接工藝,能保證電廠金屬材料焊接質(zhì)量,減少金屬材料的損耗。與直流鎢極氬弧焊相比,脈沖氬弧焊具有以下特點(diǎn)：(1)能夠保證金屬材料的焊縫深寬比更加合理。(2)有效減少了燒穿現(xiàn)象的發(fā)生,在薄板焊接或者厚板打底焊的過(guò)程當(dāng)中,結(jié)合峰值電流的經(jīng)過(guò)時(shí)間,將焊件徹底焊透,并在熔池下降前,將峰值電流調(diào)整為基值電流,保證金屬得到更好凝固。(3)熱影響區(qū)不斷減小,在焊接一些熱敏感材料的過(guò)程當(dāng)中,通過(guò)不斷減小脈沖電流的通過(guò)時(shí)間,能夠保證熱影響區(qū)域面積不斷縮小,從而減小焊接變形。(4)熔池的攪拌效果不斷提升,當(dāng)平均電流值相同時(shí),脈沖電流峰值流要大于恒定電流,故電弧力比較高,熔池的攪拌效果較好,能夠防止接頭底部出現(xiàn)氣孔或者不熔合現(xiàn)象。(5)通過(guò)合理選擇焊接引弧和收弧過(guò)程,使用脈沖焊接技術(shù)控制電流參數(shù),保證引弧和收弧過(guò)程不產(chǎn)生裂紋,提升焊縫引弧和收弧接頭質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新,電廠金屬材料中普通的材料已經(jīng)開始逐漸被性能更好的材料所替代,而電廠金屬脈沖焊接工藝必將廣泛應(yīng)用。脈沖焊接的引狐過(guò)程熔滴過(guò)渡平均,焊縫的形成也非常好,并沒(méi)有明顯的凹陷、焊縫的外觀還是比較美觀的。對(duì)于電廠金屬材料脈沖焊接的工藝實(shí)踐,并且將焊接優(yōu)化后的參數(shù)固化,滿足電廠金屬材料焊接工作的多種要求,對(duì)于提高電廠脈沖焊接的質(zhì)量和效率、減少生產(chǎn)周期、降低一部分的成本都具有非常重要的意義。