锅炉异种金属焊接的缺陷问题研究

锅炉异种金属焊接的缺陷问题研究

王森

中国能源建设集团广东火电工程有限公司 广东 广州 510370

摘要：我国经济和社会的高速发展，促进了各个行业和领域的生产技术上和管理方式上的革新和升级，以促进生产产品和服务的质量和效率。许多工业企业都会接触到金属材料焊接工作，而在实际操作过程中存在较多问题。发电厂通过锅炉和各种管道进行的焊接，能使金属焊接工艺品有良好的封闭性和完整性，质量很高。但焊接技术的控制过程十分复杂，如操作不当，会造成焊接缺陷，常见的缺陷有气孔、凹凸、裂痕、夹渣等。锅炉在焊接时，由于技术处理不当，使产品质量达不到标准，完成效率低下，造成金属材料的浪费，使生产成本提高，如果不能有效解决这些问题将进一步阻碍行业的发展。锅炉的金属焊接工作与锅炉内部的压力和整体机组运行的状态有关，一旦发生安全问题，不仅给电厂带来财产损失，而且还会威胁到操作人员的生命安全。我国工业技术水平不断提高对金属焊接造成的缺陷有了进一步认识，经过调查研究得到的反馈，只有通过解决具体操作过程中存在的问题才能促进金属焊接工作能够实现更有利发展。

关键词：金属焊接，锅炉，缺陷问题

我国目前普遍使用锅炉为城市供热和进行日常生产中的机械加工，因此，对企业而言，锅炉焊接的质量将直接影响产品生产质量。应重视锅炉生产的焊接工作，在焊接前后严格检查，以预防为主，进行主动控制，通过在焊接前进行预防和控制，保障后续锅炉安全生产。

一、金属的材料焊接中存在的问题分析

经过实际调研和相关经验人员反馈，我国现阶段在锅炉异种金属焊接中存在的问题，主要有以下几个：第一，裂缝问题，主要分为热裂缝和冷裂缝问题。热裂缝问题出现的主要原因是由于在金属材料焊接熔池不纯，含有杂质，由于这些杂质的熔点更低，因此凝固时间更长，很容易发生收缩反应，由此产生裂缝问题。对冷裂缝而言，因为焊接的热循环反应，从而产生淬硬组织，也可能是因为对金属材料进行焊接时，接头承受束缚力过大，压力过大，产生裂缝。第二，杂渣问题。由于在锅炉金属焊接时，锅炉边缘或材料边缘带有残留熔渣，或者因为焊接速度过快而间接导致夹渣问题。第三，有金属材料焊接气孔问题。出现这种问题主要是由于相关操作人员在工作时没有及时进行边缘处理，导致杂物堆积，使边缘有明显的油污或者锈斑痕迹，材料问题导致焊接人员在操作过程中受到极大影响，导致气孔问题，还有可能是因为技术人员选择了焊剂或者没有依照程序和标准对焊接和焊条进行相应处理，或者对其使用不当而导致问题出现，产生气孔。

二、共性问题的预防措施

（一）、对焊接人员进行预控

对人才的控制是开展一切工业活动的核心要素，是组织施工流程的根本要素。因此锅炉的焊接工作需要责任工程师，焊工和技术人员三个主要环节员工的密切配合，坚守自己岗位的责任，使施工能够顺畅高效开展。焊工必须满足以下三个方面的资质：第一是，有国家法定承认的特种作业人员证件，即焊工证。第二是必须保证该证书的时间在有效期之内。第三是在具体开展作业时，专业与技术要求相一致。某些特殊情况，例如焊工证的实际有效期是三年，如果技术人员在六个月以上有中断工作的情况就会必须被重新要求进行审核和考试，拿到合格证以后才能继续上岗。除此之外，焊接人员还要确认在此工艺的技术操作是否正确和到位，不能因为身体欠佳或情绪不稳定，而使施工发生问题，应该加强对焊接人员的责任意识教育，落实责任，奖惩并行，从根本上加强对焊接人员专业素质的要求，减少状况发生概率。

（二）、控制焊接材料

材料选择是施工进行必要的组成要素，它直接关乎锅炉作业时的安全性和产品质量。因此，在对材料进行选择时要进行合理预控，重视选用、存放和复检工作。同时在选用时还应做好工程施工计划，查看设计文件的具体要求，若没有设计文件，则应考虑以安全和可靠为首要条件，坚持提高经济效益，从综合角度兼顾材料的化学成分，以及操作性能，尽可能提高生产效率。在对已采购的材料进行保存时，要注意保持材料的干燥，并且在运输过程中和保管时防止材料受潮，影响性能。在作业时，应提前对焊接材料进行烘干，应在现场配备焊条保温桶。在对焊接材料进行复检时，也要考虑锅炉设备的质量，如果焊条库存较多，使用质量超过了期限，应进行符合规范的复检后，在保证质量合格后，才能再次使用。

（三）、保证焊接工艺

在进行锅炉金属焊接工作时，焊接工艺是保证产品质量的关键，也能够直接影响整体的焊接效率。企业应选择质量合格的材料，配备最新设备以保证新工艺的施展，在做准备工作时应对焊接工艺进行等级评定，检验设计是否合理，以选择最佳方案。在焊接工程师对所提交的工艺评定报告进行详细审核后，相关技术人员再根据资深的焊接经验以及工艺指导书评定结果开展工作。相关技术人员，应与负责人进行深入和详细的技术交流，确认双方在基础上达成一致后签订合同，焊工再严格按照文件进行施工作业。

（四）、控制焊接环境

开展焊接工作时，要严格对周边环境进行控制，提前采用有效的防护措施。例如需要作业环境在采用SMAW时风速不能大于八米每秒，采用GTAW时不能超过两米每秒，还要控制相对湿度。若没有必要的升温和有效的防护措施，不能在气温较低，风沙大，或者夜间照明不好的情况，雨雾天进行作业。要避免在作业时锅炉内压管道的悬空或被外力干涉。环境因素是焊接工作必须要检查和保证的外在施工条件。

三、对个性问题进行质量预控的方法

（一）、咬边

因对锅炉的各个部分，如桶身及集箱，封头等咬边情况做严格检查，要确保材料的型号和焊接部位的针对性，并选择合适的电流大小，若电流过大，很容易造成咬边问题。需注意焊接摆幅适中，要保证在坡口有充足停留时间。对焊枪作业角度有正确把控，控制焊条运送速度。

（二）、气孔

气孔产生主要是由于高温气体在液态金属中冷却不及时产生的。具体预防措施有：对焊接，坡口进行及时处理，用丙酮擦拭。选材上避免以绣蚀的焊条，或利用保温桶进行处理，保证干燥度。加大对焊接环境的保护，遇到室外特殊天气应停止作业或做好防护措施，再开展工作。对焊接进行前预热以保证充足的热量输入，避免熔池冷却而导致气体溢出。焊接时若出现类似蜂窝状的气孔，应及时检查氩气纯度是否达标，停止继续作业，用砂轮机进行缝补，以保证质量。

（三）、裂纹

裂纹的产生对锅炉的安全性保障构成有极大威胁，必须做好预防和保护措施避免裂纹出现：首先对原材料的选择应做好钢板化学材料的碳、硫、磷的元素测定，避免含量超标材料，从源头解决隐患。对极易产生裂纹的金属材料，应进行提前预热，提供所需的热量，在焊缝完成后再冷却和消氢处理，以降低热影响。焊接完成后，利用层间敲击的方法来释放应力，减少裂纹发生概率。

（四）、未融合和未焊透

在锅炉进行水冷壁焊接工作时，由于受热管道较小，管壁材料轻薄，相邻间距紧密，焊接操作时空间狭小，很容易出现未焊透现象，极易导致锅炉爆破。可以对间隙进行合理调整，保证焊接时电流控制在合理范围内，焊接时工作速度适中，不能过快，及时做好清理工作，减少焊口污物堆积，保持焊面的清洁。若有未熔合或未熔透缺陷时，应进行及时补焊工作。

（五）、夹渣

操作人员若未进行接口清理工作，便产生了夹渣。可以通过以下方法进行解决：适当增加焊电的电流强度，使熔渣自动分离，选择合适的坡口尺寸，保证原材料质量合格，焊工要积累经验，实时监测熔池亮度，在工作时就及时处理夹渣。

参考文献：

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