鍋爐焊接缺陷的成因分析及應(yīng)對措施

摘 要：電力是經(jīng)濟發(fā)展和居民生產(chǎn)生活的重要基礎(chǔ)性能源，在我國的電力結(jié)構(gòu)中火力發(fā)電仍然占據(jù)著發(fā)電的半壁江山。鍋爐是火力發(fā)電設(shè)備中的重要的組成部分，鍋爐屬于壓力容器，其承壓能力與其焊接質(zhì)量密切相關(guān)，一旦鍋爐焊接出現(xiàn)缺陷將會使得鍋爐存在著極大的安全隱患，因此，做好鍋爐焊接的質(zhì)量控制對于提高鍋爐的質(zhì)量及使用壽命有著極為重要的意義。文章將在分析鍋爐焊接缺陷的基礎(chǔ)上對如何做好鍋爐焊接缺陷的控制進行分析闡述。

關(guān)鍵詞：鍋爐；焊接；缺陷；質(zhì)量控制

前言

鍋爐是火力發(fā)電廠中的重要組成設(shè)備。鍋爐屬于特種壓力設(shè)備，其所能承受的壓力主要與其焊接質(zhì)量密切相關(guān)，在鍋爐焊接的過程中需要對鍋爐焊接中所使用的焊接材料、焊接工藝以及焊接檢驗等引起足夠的重視，避免在鍋爐的焊接中出現(xiàn)焊接缺陷，從而導(dǎo)致鍋爐出現(xiàn)焊接問題而影響鍋爐的焊接質(zhì)量。

1 影響鍋爐焊接質(zhì)量的因素

鍋爐的焊接是一項嚴肅的工程，在焊接材料的選擇上，原則上需要選用低強度等級的焊接材料，但是在進行厚板的第一道焊或是點固焊時則需要使用強度等級較高的焊接材料。同時在焊接材料的選擇上需要在對焊接工藝和結(jié)構(gòu)因素進行綜合考慮的基礎(chǔ)上進行相應(yīng)的選用。在對于鍋爐焊接時由于鍋爐屬于壓力容器在焊接材料的選擇上需要選用符合國家要求的焊接材料。焊接工藝的合理與否對于鍋爐焊接質(zhì)量有著重要的影響。需要根據(jù)鋼材的不同懸著合理的焊接工藝。

2 鍋爐焊接缺陷成因分析及應(yīng)對措施

2.1 咬邊焊接缺陷

造成鍋爐焊接中出現(xiàn)咬邊焊接缺陷的主要原因多是由于焊接時母材的消耗，從而在焊接處出現(xiàn)溝槽或是凹縫，導(dǎo)致焊接后出現(xiàn)咬邊現(xiàn)象。當(dāng)鍋爐焊接出現(xiàn)咬邊缺陷時不但會對鍋爐的焊接接頭外觀造成較大的影響，同時這一缺陷還容易導(dǎo)致尖角應(yīng)力的集中，從而使得接頭焊接強度的下降，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞，尤其是鍋爐焊接中對于焊接咬邊缺陷有著明確的規(guī)定嚴禁咬邊缺陷的產(chǎn)生。造成鍋爐焊接時咬邊缺陷產(chǎn)生的主要原因有：（1）焊接過程中對于焊接電流的參數(shù)設(shè)置過大，從而導(dǎo)致焊接時熔池內(nèi)溫度過高使得鐵水流動，當(dāng)焊接停止時由于熔池內(nèi)的鐵水較少將會使得熔池的邊緣部分無法得到充分的鐵水補充，導(dǎo)致咬邊現(xiàn)象的產(chǎn)生。（2）焊接時手持焊把的擺幅過小，導(dǎo)致在坡口位置焊把的停留時間較短也容易導(dǎo)致咬邊缺陷的產(chǎn)生。為避免鍋爐焊接時咬邊缺陷的產(chǎn)生可以采用以下措施予以解決：（1）對于焊接時所使用的焊接電流需要根據(jù)所需要焊接的母材的材質(zhì)以及鍋爐的焊接部位來進行針對性的選擇，以確保所選擇的焊接電流的合理性。（2）在焊接時要注意焊把的擺速、擺幅以及停留時間等的合理性。焊接電弧要短些。（3）焊接時要把焊條的角度、速度運用在一個較為合理的范圍內(nèi)，以確保焊接的質(zhì)量。

2.2 焊接氣孔缺陷原因分析及應(yīng)對措施

造成鍋爐焊接時出現(xiàn)焊接氣孔缺陷的主要原因是在焊接時所產(chǎn)生的氣體在金屬液冷卻硬化的過程中被不斷地析出，從而使得焊接完成后焊縫處形成的一系列的氣孔。焊接氣孔缺陷是鍋爐焊接過程中一種較為常見的缺陷，其存在于焊縫中會使得焊縫的強度大為降低，尤其是焊縫的抗拉強度、屈服強度還有韌性等的力學(xué)性能的下降會使得鍋爐存在著較大的安全隱患。通過對焊接過程進行分析可以發(fā)現(xiàn)造成氣孔缺陷的主要原因有以下幾點：（1）在焊接坡口區(qū)域未清掃干凈，坡口區(qū)域存在著鐵銹、油污等的污物使得焊接時所產(chǎn)生的氣體量大為增加，尤其是焊縫坡口區(qū)域存在水分時焊接所產(chǎn)生的高溫使水氣化所產(chǎn)生的氣體極易造成氣孔缺陷的產(chǎn)生。（2）在焊接時如焊接工藝選用不當(dāng)也會造成氣孔缺陷的產(chǎn)生。在鍋爐焊接時如對于焊接電流與焊接速度選用不當(dāng)會導(dǎo)致焊縫熔池冷卻時存在于焊縫熔池內(nèi)的氣體無法完全排出，從而使得這些氣體極易導(dǎo)致氣孔缺陷的產(chǎn)生。（3）在鍋爐焊接時周圍環(huán)境以及焊接時焊條的角度等都會造成焊縫氣體的產(chǎn)生，從而使得焊縫極易產(chǎn)生氣孔缺陷，影響鍋爐的焊接質(zhì)量。

為提高焊縫的焊接質(zhì)量減少焊縫缺陷的產(chǎn)生可以采用以下措施來對氣孔缺陷加以控制：（1）在焊接之前首先需要對焊縫坡口周邊區(qū)域進行清理，去除焊縫表面的油污、水分以及銹跡等，避免此類污物對焊縫質(zhì)量造成影響。（2）對于焊接時所使用焊接材料的選用上，需要根據(jù)母材的材質(zhì)以及相關(guān)的焊接規(guī)范要求對焊條以及焊劑使用專業(yè)的焊接烘烤箱來對其進行烘干干燥，以使得焊接材料能夠滿足焊接的干燥要求。（3）做好對于焊接時周邊環(huán)境的防護，尤其是在鍋爐焊接時在戶外焊接時，要做好對于防風(fēng)、防潮以及防雨等的措施，從而使得焊接環(huán)境達到相應(yīng)的焊接標(biāo)準(zhǔn)要求。（4）針對鍋爐焊接時的不同母材材質(zhì)需要結(jié)合焊接相關(guān)工藝的要求選用適當(dāng)?shù)暮附与娏骱秃附铀俣?，同時對于焊接母材需要使用合適的預(yù)熱措施以確保焊接時具有足夠的熱輸入，從而避免焊接完成后熔池的快速冷卻所造成的熔池內(nèi)的氣體無法及時排除所造成的影響。（5）對于焊接時的引弧位置的選取上應(yīng)當(dāng)適當(dāng)從稍遠處來進行引弧。

2.3 鍋爐焊接時裂紋缺陷的成因及應(yīng)對措施

焊接裂紋缺陷也是鍋爐焊接過程中較為常見的焊接缺陷，其對于鍋爐焊接質(zhì)量會產(chǎn)生較為嚴重的影響。造成鍋爐焊接裂紋產(chǎn)生的主要原因有：（1）鍋爐焊接母材的材質(zhì)中含有較多的雜質(zhì)，如碳化物、硫化物以及其他一些低熔點的雜質(zhì)，在冷卻結(jié)晶后期由于低熔共晶形成的液態(tài)薄膜的削弱了晶粒間的結(jié)合力，從而使得焊縫在受到外界力的作用時極易產(chǎn)生焊縫裂紋。（2）在焊接時需要選用合理的焊接方法和焊接工藝，尤其是在鍋爐焊接時針對鍋爐所使用的一些異種鋼進行焊接時，由于母材膨脹系數(shù)的差異會使得焊接時會產(chǎn)生較大的應(yīng)力差，而這一應(yīng)力差在逐漸的增大時會極易導(dǎo)致焊接裂紋的產(chǎn)生。

做好鍋爐焊接裂紋的控制可以從以下幾個方面入手：（1）在鍋爐焊接母材的選擇上需要做好對于板材的檢測，對于板材中碳化物、硫化物含量超標(biāo)的板材要嚴控其使用，避免因板材中雜質(zhì)對焊縫質(zhì)量所造成的影響。（2）做好對于焊接時焊接工藝的把控，針對焊縫處所出現(xiàn)的熱應(yīng)力進行分析，從焊接持續(xù)時間、焊接速度等方面加以控制，減少焊接熱影響區(qū)域的范圍，從而減少焊接裂縫的產(chǎn)生。（3）在焊縫焊接之初需要根據(jù)鍋爐的焊接流程對鍋爐焊接板材進行一定的熱處理，并在焊接完成后對焊縫進行持續(xù)加熱和消氫處理以避免在焊縫處由于冷卻速度過快而產(chǎn)生的熱應(yīng)力集中。完成焊接后可以使用對焊縫區(qū)域周邊進行敲擊的方式來對焊接熱應(yīng)力進行釋放，以減少焊接熱應(yīng)力所導(dǎo)致的焊接裂紋的產(chǎn)生幾率。

2.4 焊接未焊透缺陷的成因分析及應(yīng)對措施

造成鍋爐焊接時出現(xiàn)未焊透缺陷的主要原理是焊接所產(chǎn)生的鐵水在熔池表面堆積，從而使得坡口根部未焊透或是焊道與焊道之間形成為熔合的缺陷。為焊透缺陷對于鍋爐等的壓力容器來說會產(chǎn)生較為嚴重的質(zhì)量缺陷。對于未焊透缺陷可以采用以下的應(yīng)對措施：（1）做好母材焊接截面間隙尺寸的調(diào)整以及坡口角度和鈍邊尺寸的調(diào)整。（2）焊接時焊接速度要均勻并增加焊接時的電流值。（3）做好焊接時板材表面的清潔避免雜質(zhì)等對焊接造成影響。此外在焊接的過程中還要注意焊接夾渣缺陷對焊接質(zhì)量造成的影響。

3 結(jié)束語

鍋爐焊接質(zhì)量直接關(guān)系到鍋爐的制造質(zhì)量。文章在分析鍋爐焊接時常見缺陷的基礎(chǔ)上對如何做好鍋爐焊接缺陷的控制進行了分析闡述。

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