锅炉焊接缺陷产生的原因及解决对策

锅炉焊接缺陷产生的原因及解决对策

杨康

宿迁市伟军锅炉厂江苏省宿迁市223600

摘要：锅炉在日常生产和生活的各个领域中应用的比较普遍。锅炉制造过程中最关键的一道工序就是焊接作业。锅炉焊接工艺和焊接质量的好坏，直接影响了锅炉的整体质量。本文主要探讨了锅炉焊接过程中各种缺陷的产生主要原因，提出了有效解决焊接缺陷的对策措施，希望可以为今后提高锅炉的焊接质量提供借鉴。

关键词：锅炉；焊接缺陷；原因；解决对策

引言：从当前锅炉制造的过程来看，焊接质量对锅炉的整体质量有着十分重要的影响。在实际焊接工作中，导致发生焊接缺陷的因素比较多，主要有环境因素、材料因素、操作技能因素。下面就常见的一些焊接缺陷产生的原因及解决对策进行探讨。

一、操作技能方面导致锅炉焊接缺陷的主要原因分析

1、焊接电流选择不当。从当前普遍应用的焊接工艺我们可以知道，在锅炉焊接作业的过程中，焊接电流可以在一个较大的范围内进行选择，焊接电流选择不当会引起焊接变形过度，成型不好，焊接强度不够等缺陷。一般情况下，电流过小，会引起不规则熔敷金属容易夹带未熔合缺陷。电流过大，则熔敷金属不够饱满，容易产生咬边、烧穿等缺陷。因此，选择适当的电流进行焊接作业，才能有效的减低产生焊接缺陷几率。

2、电弧长度调节不准确。在实际的焊接操作过程中，电弧长度也是可以根据不同焊接作业来选择的，也会直接影响到焊接的质量。电弧过长，会造成熔滴过渡不稳定，焊道成形隆起，飞溅多，还可能形成未熔合缺陷，气体对熔池保护效果减弱，空气易侵入产生气孔。电弧过短，则可能会引起粘弧，产生夹钨现象。

3、焊接前准备工作不到位。在进行多层焊接作业前，如果对层间的清理不干净不到位，就会导致出现层间未熔合和夹渣的缺陷。因此，在多层焊接时，必须认真进行层间清理，特别是焊道的两个边缘必须清理干净，没有杂质。此外，焊接冷态接头前，要先进行打磨处理，清除残渣、气孔等，否则由于冷接头温差较大，容易导致未熔合、未焊透及密集性气孔等缺陷。

二、常见锅炉焊接缺陷产生的原因及解决对策

从当前锅炉焊接工作的实际情况看，常见的焊接缺陷主要有气孔、夹渣、裂纹、未焊透未融合、咬边等。

1、气孔缺陷。气孔缺陷是锅炉对接焊缝中常见的缺陷之一。气孔缺陷的存在对锅炉的质量危害性比较大，主要是降低了焊缝金属的机械性能、冲击韧性和弯曲性能，还降低了焊缝的致密性破坏了整体的结构。气孔缺陷的产生的原理是在焊接过程中，溶解在熔池内的气体在熔池中的液态金属冷却过程中来不及析出而在焊缝中形成的气孔。在实际的焊接操作中容易导致出现气孔的原因主要有以下四个方面:一是焊接部位有油、漆、锈等杂质，焊接过程高温作用下分解产生气体，冷却时未能及时从熔池中析出形成了气孔。二是焊条上有油、锈等附着物，焊接前为认真检查，未按要求烘干处理；三是焊接工艺参数选择不恰当。电流强度、电弧长度选择不适当导致熔池中的气体在凝固过程中未能及时析出而产生气孔；四是焊接技术操作人员操作不当。如填充金属过多使熔池过大、灭弧间歇时间过长、焊条角度不对引起熔池的破坏等导致产生气孔。

避免锅炉焊接作业过程中产生气孔缺陷的对策。一是在焊接作业前要认真清理焊接部位，彻底清除焊接部位的油、漆等各类杂质；二是焊接作业前认真检查焊条，严格按要求烘干焊条，并将其置于专用保温箱内，随用随取；三是要根据焊接作业的具体情况，选用质量合格规格合适的焊条焊丝，要选好焊接作业的时间，尽量避开大风、降雨、降雪等天气；四是提高焊接技术人员的操作技能。焊接作业时，适当增大引弧电流，使母材的热输入加大，以减慢熔池的冷却速度，引弧时，沿接头稍远处起弧而后拉回到接头处，使气体逸出时间加长。

2、夹渣缺陷。夹渣缺陷是由于熔池中的熔渣遗留在焊缝中而形成的。导致出现夹渣的原因主要有：一是焊接过程中熔池温度低、冷却速度快，熔池中的熔渣未能及时分离出去形成夹渣；二是熔渣黏度过大与铁水分离困难而形成夹渣；三是焊接时药皮成块脱落，未来得及完全熔化，熔池金属就已凝固而形成夹渣。

避免锅炉焊接作业中形成夹渣的对策：一是在焊接作业时适当增加焊接电流，使熔池内的熔渣和铁水充分分离；二是选择质量合格的焊条，避免出现药皮剥落等问题；三是焊接技术人员规范操作。在焊接过程中凭借经验判断，规范操作带出熔渣，避免形成夹渣。

3、裂纹缺陷。锅炉焊接缺陷中裂纹缺陷是最危险的，也是需要坚决杜绝的。锅炉焊接裂纹可分为宏观裂纹和微观裂纹。其中微观裂纹不能被直接观察到，当锅炉工作时，焊缝受到外力作用后，裂纹才会逐渐地扩展直到突然断裂，具有较大的危害性。裂纹缺陷产生的原因主要有：一是焊缝中含有低熔点杂质。从而降低了焊接处的结合力，当受到较大的外力作用时，就会产生裂纹；二是焊接工艺应用不当。没有根据焊接材料的性能选择适当的焊接工艺，焊接过程中，由于不同材质的热膨胀系数不同等原因产生了较大的内应力，焊缝在内应力的作用下产生了裂纹；三是焊接作业的热影响，降低了母材的接合力，在焊接应力的作用下在母材的热影响区形成了裂纹。

免锅炉焊接作业中产生裂纹缺陷的对策：一是严格控制母材中的硫、磷、碳等有害杂质的含量，选用杂质含量达标的母材料；二是合理应用焊接工艺。适当地提高焊接速度、缩短局部的高温焊接持续时间，避免焊缝及热影响区热裂纹的产生；三是要避免强力组焊，采用焊前预热、焊后缓冷以避免产生过大的焊接应力，在停焊后用手锤敲击热影响区以释放焊接应力可有效地避免焊接冷裂纹的产生。

4、未焊透、未熔合缺陷。锅炉焊接作业中未焊透是指焊接时接口根部的金属未全部熔化，也指对接焊缝的深度尺寸未达到设计要求。未熔合是指在焊接过程中，焊丝熔化的铁水是堆积在母材（或上一层焊道）表面上，而未与母材熔合在一起。发生未熔合和未焊透的原因主要有：一是焊接部位坡口角度小、间隙小，或钝边尺寸大导致未焊透；二是焊接时电流小或电弧能率小、焊接速度太快，接口处母材金属未熔化或未完全熔化，焊条熔化的铁水就只能堆积在母材表面上，导致未熔合或未焊透；三是焊接部位坡口的污物或焊道间的夹渣也会导致未焊透和未熔合；四是焊接作业时焊条、焊枪角度不当以及电弧偏燃等操作不当也会导致未熔合。

避免锅炉焊接作业中出现未焊透、未熔合缺陷的对策：一是选用合适的坡口角度、间隙尺寸和钝边尺寸。对于单面焊双面成形，装配间隙尺寸要大于或等于焊条直径，钝边的尺寸要小于焊条直径的一半；二是适当增加焊接电流，降低焊接速度；三是认真清理坡口的污物及焊道间的夹渣；四是规范焊接操作，调整焊枪、焊条的角度，使电弧在母材（或上一层焊道）上燃烧，避免未熔合缺陷的产生。

5、咬边缺陷。锅炉焊接作业中的咬边缺陷指的是由于母材金属的损沿焊趾产生的沟槽及凹缝。咬边会影响焊接接头的质量和外观。咬边缺陷产生的主要原因:一是焊接作业时电流大，熔池内铁水温度高，铁水向焊缝中心流动，电弧移走后造成熔池内铁水减少，形成咬边；二是焊接作业时电弧的摆幅小、停留时间短、偏移都会导致咬边的情况。

避免锅炉焊接作业中产生咬边缺陷的对策：一是在焊接作业时控制焊接电流，避免电流过大产生咬边；二是在焊接作业时适当增大电弧的摆幅、摆速和停留时间，有效减少咬边的产生。

结语：常见锅炉焊接缺陷主要是由于焊接材料和焊接技术操作不当造成。因此，在实际的锅炉焊接作业过程中，我们要结合实际情况，认真做好焊接作业前的准备工作，选择适当的焊接工艺，规范的进行焊接操作，有效避免焊接缺陷的产生，全面提高焊接作业的质量，进而提高锅炉焊接的整体质量。