u鋯及鋯合金管道焊接技術(shù)分析

范明明

哈爾濱阿爾特機器人技術(shù)有限公司 黑龍江哈爾濱 150000

由于鋯及鋯合金具有良好的抗腐蝕性能，且自身擁有強大的高溫化學活性，在高溫固態(tài)作用的影響下，即可與空氣當中的雜質(zhì)物質(zhì)進行反應(yīng)，進而破壞鋯及鋯合金物質(zhì)的機械特性，這就要求在管道焊接環(huán)節(jié)，保障環(huán)境的清潔性，同時加強焊對焊縫的隔離保護，進而提升焊接工作的質(zhì)量。

1 鋯及鋯合金的焊接性能

1.1 焊縫極易產(chǎn)生氣孔

通過鋯及鋯合金管道焊接試驗可以看出，在焊接的過程中，氣孔部分極易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷，這時由于氣孔更多是集中于融合線以及焊縫的中心線附近所導(dǎo)致的。為了防止在焊接的過程中，由于氣孔缺陷問題影響焊接的質(zhì)量，相關(guān)人員除了需要保持施工環(huán)境的潔凈程度之外，還應(yīng)加強對濕度的控制，并充分的清潔焊接材料的表面部分，同時還應(yīng)保障良好的焊接環(huán)境，進而提高焊接區(qū)域的保護質(zhì)量。

1.2 對施工環(huán)境的具體要求

結(jié)合鋯及鋯合金的化學性質(zhì)來看，當其處于高溫的環(huán)境條件時，在實施焊接工序的過程中，則極易與空氣當中的氧元素、氮元素、氫元素以及其他雜質(zhì)物質(zhì)進行反應(yīng)并吸收，進而通過改變焊接縫隙以及影響區(qū)域的化學成分，破壞材料表面的氧化膜物質(zhì)，導(dǎo)致焊接的接頭部分具有較強的脆性特點，從而降低了材料的塑性以及抗腐蝕性能。所以，在使用鋯及鋯合金管道焊接技術(shù)的同時，應(yīng)避免受到環(huán)境當中的粉塵以及濕度等方面的影響，并加強對材料表面以及焊接縫隙背面部分的保護力度。同時，相關(guān)人員還可以在封閉式的場地內(nèi)進行相關(guān)作業(yè)，并保障場地干凈整潔，再通過嚴格的控制環(huán)境的溫度與濕度，為管道環(huán)節(jié)工作的質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

1.3 坡口以及焊接污染

在焊接的坡口部分，其表面極易堆積油污以及水分等雜質(zhì)，并且還會在高溫的環(huán)境條件中，被鋯及鋯合金物質(zhì)所吸收，不僅難以保障焊縫的純度，同時還會降低焊縫的焊接質(zhì)量以及整體性能，使其無法保障自身的抗腐蝕性。因此，相關(guān)人員應(yīng)加強對焊縫接頭坡口部分以及坡口兩側(cè)的清潔力度，并保障焊絲的清潔性能夠達到相應(yīng)的施工要求，為提升焊接工作的整體質(zhì)量提供保障。

1.4 容易出現(xiàn)焊接裂紋

鋯及鋯合金自身的熱膨脹系數(shù)較低，當產(chǎn)生熱變形時，其出現(xiàn)的變形量以及相變情況所產(chǎn)生的體積變化不大，但由于其本身所含有的硫、磷以及碳等物質(zhì)的數(shù)量較少，所以在焊接的過程中不會產(chǎn)生明顯的裂紋現(xiàn)象。在焊接的過程中，若焊接縫隙吸收了大量的氧元素、氮元素以及氫元素等其他雜質(zhì)時，那么焊縫以及應(yīng)吸納過區(qū)域的整體脆度會變大，再加上有應(yīng)力的存在，則會在焊接環(huán)節(jié)出現(xiàn)冷裂紋的情況。與此同時，由于氫元素可以在低溫的影響下，從熱反應(yīng)區(qū)域向具有較高應(yīng)力部位進行擴散并聚集，而這方面的性能則會促使此類部位逐漸轉(zhuǎn)化成為較為薄弱的施工部分，進而延遲裂紋的產(chǎn)生速率。

2 鋯及鋯合金管道的焊接

2.1 制定指導(dǎo)方案

為了保障鋯及鋯合金管道焊接技術(shù)的使用質(zhì)量，相關(guān)人員應(yīng)針對實驗過程中對焊接工藝的最終評定，制定有針對性的焊接指導(dǎo)方案，并結(jié)合實際情況進行調(diào)整，為焊接工藝的實施提供清晰化的指導(dǎo)。

2.2 焊絲工序的注意事項

在焊接的過程中，要想保障焊絲的融化端部分持續(xù)處于高純度的氬氣保護罩當中，那么在息孤操作之后，待被融化的區(qū)域冷卻，即可從保護層當中取出。需要注意的是，當焊絲的端部出現(xiàn)污染或者氧化情況時，必須立即針對此類部位進行徹底清除。

2.3 設(shè)置焊道外保護罩

在焊接的過程中為了確認內(nèi)部的充氬情況能夠置換徹底，應(yīng)結(jié)合實際情況制作相應(yīng)的焊道外保護罩，保障實際的氬氣純度高于99%，并將焊炬的噴嘴裝置直徑保持在20mm-26mm之間。除此之外，為了促使焊接工序當中的熔池、焊縫以及熱影響區(qū)域能夠得到良好的保護，相關(guān)人員應(yīng)加強對焊嘴所溢出氬氣流量進行控制，通過保障流量的穩(wěn)定性，進而提升焊接工藝的實際質(zhì)量。

2.4 控制焊接線能量

為了減少焊接過程中的熱量輸出，施工人員應(yīng)嚴格的把控焊接線的能量設(shè)置，并通過逐層壓縮焊接工作的厚度，為后續(xù)調(diào)整控制區(qū)域的溫度與冷卻速度提供保障。在一般情況下，每層焊接縫的溫度都不能夠超過100攝氏度。

2.5 觀察焊道的色澤變化

為了保障氣體的保護效果，相關(guān)人員在實施焊接工序的過程中，應(yīng)定期檢查焊道的色澤變化情況，為焊接的質(zhì)量提供保障。若在焊接的過程中出現(xiàn)了明顯的焊接縫隙氧化缺陷問題，則應(yīng)立即停止作業(yè)，此時相關(guān)人員應(yīng)將出現(xiàn)氧化的區(qū)域進行削除處理，或直接針對氧化的部位進行打磨，之后查找出產(chǎn)生氧化現(xiàn)象的具體原因，進而及時找出有效的整改措施，待糾錯工序完成之后，才可繼續(xù)進行焊接施工。此外，為了避免此類現(xiàn)象反復(fù)出現(xiàn)，相關(guān)人員還應(yīng)在施工的過程中，嚴格的把控打磨的頻率以及表面的溫度，避免焊接坡口出現(xiàn)氧化問題。

3 結(jié)語

針對鋯及鋯合金在焊接過程中特點進行深入分析，并利用有效的焊接工藝，通過保障焊接工作各個階段的高純氬氣保護質(zhì)量，進而提升鋯及鋯合金管道焊接技術(shù)水平。此外，在焊接工作的進行過程中，相關(guān)人員還嚴格的按照各項工作的操作流程，并遵循施工工藝的具體要求實施作業(yè)，通過落實各項管理制度，為鋯及鋯合金管道焊接工作的質(zhì)量奠定基礎(chǔ)，同時對焊接工藝進行反復(fù)試驗，積累有效經(jīng)驗。