电厂焊接缺陷产生原因及措施研究

电厂焊接缺陷产生原因及措施研究

由晓辉

中国电建集团核电工程有限公司，山东济南 266109

摘要：就发电厂而言，发电厂的运行是否正常化在发电厂的生产中起着关键作用。发电厂的运行受发电厂焊接工艺的限制，如果焊接过程良好，则发电厂的整体运行良好，否则会影响发电厂的有序发展。在此基础上，对电厂的金属焊接问题进行了深入的分析，提出了相应的解决方案和方法。

关键词：电厂焊接工艺；缺陷;原因;响应方法

发电厂的锅炉和其他压力容器通常通过焊接连接，因此发电厂和压力管道的安全可靠运行取决于金属焊接的质量。金属焊接方式具有密封性好，整体性强的优点，与其他连接方式相比，焊接过程必须采取保护措施，以免对操作者造成伤害，焊接过程控制更为复杂。对焊接过程的控制不充分或忽视操作会导致焊接缺陷。时常发生的缺陷主要包括气孔、裂纹、夹渣、咬边、未焊透和未熔合等类型.这可能会导致严重的质量事故。控制焊接过程并避免焊接缺陷产生在实践中非常重要，因为它不仅会给电厂带来经济损失，而且还会损害到工人的生命和财产。

1电厂焊接过程中出现缺陷的原因

锅炉等压力容器和电厂的各种管道通常通过焊接连接，因此电厂锅炉和压力管道的安全可靠运行取决于金属焊接的质量。焊接缺陷的发生直接影响发电厂设备的安全运行以及人员的生命财产安全。了解焊接缺陷的机理并采取合理有效的措施是减少焊接缺陷的重要步骤之一。

1.1金属焊接中的气孔缺陷

在实际的电厂运行中，金属焊接中最常见的缺陷是气孔缺陷。如果焊接零件上有湿气或生锈，则这些零件上出现严重气孔缺陷的可能性增加。特别是在焊接凹槽中，该零件最容易出现气孔缺陷。另外，在进行焊接中，如果焊剂受潮或者含有杂质，很容易发生气孔缺陷。发生气孔缺陷焊接后，需要焊接的地方其可利用的面积，自然就会缩小，同时，气孔缺陷焊接的存在，对于金属构件的强度而言，也会造成较大的破坏，减少金属的致密性。因此，在进行金属焊接中，对于气孔缺陷焊接的检查是非常重要的一个环节。

1.2金属焊接的夹渣缺陷

 在焊接的过程中，产生一定数量的熔渣是肯定的，这些焊接中出现的熔渣，很容易在焊缝中残留，继而导致了夹渣缺陷的出现。在电厂焊接过程中，坡口尺寸不合理；坡口有污物；多层焊时，层间清理不彻底；焊接线能量小；焊接散热太快，液态金属凝固过快；焊条药皮，焊剂化学成分不合理，熔点过高；钨极惰性气体保护焊时，电源极性不当，电流密度大，钨极熔化脱落于熔池中；手工焊时，焊条摆动不良，不利于熔渣上浮，都会导致夹渣缺陷的产生。

1.3金属焊接中的咬边缺陷

焊接时，凹痕经常出现在金属焊缝的边缘，这是咬边缺陷。在电厂焊接过程中，焊条和工件间角度不准确，摆动不合理，电弧过长，焊接次序不合理等都会造成咬边。直流焊时电弧的磁偏吹也是产生咬边的一个原因。咬边减小了母材的有效截面积，降低结构的承载能力，同时还会造成应力集中，发展为裂纹源。因此，在发电厂中，应尽可能避免在金属焊接过程中发生咬边缺陷。

2电厂焊接工艺优化措施

2.1夹渣预防措施

首先，必须精确地设计凹槽的尺寸和角度，以便可以容易地去除在凹槽中产生的熔渣。其次，在焊接过程中，要根据焊接基板的厚度调节电流，以使电流可以到达而不穿透基板，焊条运动要保持匀速，速度不宜过快或过慢，在进行多层焊接时，每一层的坡口都要做好清理，做好封底焊，并在焊接过程中保证坡口处金属处于熔融状态，每一层都要焊透，防止焊缝过早冷却，以便熔渣从熔池内顺利溶出。此外，选用由于母材化学成分不当而可加以补偿的焊条。

2.2解决弧坑的动作

在焊接过程中，要在收弧处作短时间的停留或作几次环形运条，继续向熔池中熔化一定量的焊条金属。在埋弧焊时，要分两步按下“停止”按钮，以便填满弧坑。对于重要埋件要设置引弧板和引出板，确保电厂中焊接金属的强度。

2.3裂纹的解决措施

焊接时，单道焊缝截面上焊缝宽度与焊缝厚度的比值叫焊缝的形状系数或焊缝成形系数。当焊缝的形状系数过小时，焊缝窄而深，低熔点杂质会聚集在焊缝中心，产生热裂缝的可能性大大增加，当焊缝的形状系数较大时，焊缝宽而浅，低熔点共晶和杂质聚集在焊缝近表面区，大大降低了中心线裂缝的倾向。因此，可通过采用碱性焊条或焊剂，以降低焊缝中的杂质含量，改善结晶时的偏析程度；控制焊接规范，适当提高焊缝的形状系数，采用多层多道焊法，避免中心线偏析，可防止中心线裂缝；采用合理的焊接顺序和方法、釆用较小的焊接线能量、整体预热和锤击法；收弧时填满弧坑，避免产生弧坑裂缝等方法有效避免热裂纹的产生。

防止冷裂缝的产生主要从降低扩散氢含量，改善组织和降低焊接应力等方面采取措施。可以通过采用碱性焊条或焊剂，减少焊缝金属中的扩散氢含量；焊条和焊剂在使用之前应严格按照规定的要求进行烘干。此外，还应仔细清理坡口和焊丝，去除油污、水份和锈斑等赃物，以减少氢的来源；选择合理的焊接规范和线能量，如焊前预热、控制层间温度、焊后缓冷等，改善焊缝及热影响区组织状态；焊后及时进行热处理。一是进行退火处理，以消除内应力，使淬火组织回火，改善其韧性；二是进行消氢处理，使氢从焊接接头中充分逸出。

再热裂缝起源于焊接热影响区的粗晶区，具有晶界断裂的特征。裂缝大多发生在应力集中部位。在焊接工艺上防止产生再热裂缝的措施主要可通过减小残余应力和应力集中，如提高预热温度、焊后缓冷、使焊缝与母材平滑过渡；在满足设计要求的前提下，选择适当的焊接材料，使焊缝金属的高温强度稍低于母材，让应力在焊缝中松弛，可避免在热影响区产生裂缝；在保证室温接头强度的情况下，提高消除应力退火温度，致使析出比较粗大的碳化物粒子，以改善高温延性。

2.4焊瘤防治措施

对于焊接过程的焊瘤，可以采取以下措施进行防止：焊接前应彻底清理坡口及其附近的脏物；组对间隙要合适；对熔池温度进行严格控制，在在仰、立焊时，控制焊接电流比平焊小11%～16%；在碱性焊条使用时，选用短弧焊接，极性反接；焊接工人在焊接过程中应选择适当的焊接电流和运条角度，熟练掌握操作技术，保持焊速均匀；保证焊机工作的稳定性，定期检查焊机，在发生故障前预先修理，进而防止出现故障导致出现焊接缺陷。

2.5未熔合、未焊透防治措施

合理选取坡口的尺寸，正确选用焊接速度和电流，清除干净坡口表面的油污和氧化膜。彻底清除封底焊，适当摆动运条，仔细观察坡口两侧的溶化情况。另外，焊角焊缝时，用交流代替直流以防止磁偏吹，用短弧焊等措施也可有效防止未焊透的产生。

2.6咬边的预防措施

选择合理的焊接工艺参数。碱性焊条应采用短弧焊接，保持运条均匀，坡口边缘运条稍慢些，停留时间稍长些，中间运条稍快些。多道焊中，应保持匀速焊接，应注意运条角度。焊条的填充金属应略低于焊道母材表面，这样盖面的焊道宽度轮廓清楚，外观成型好。另外，焊角焊缝时，用交流焊代替直流焊也能有效的防止咬边。

2.7电厂的金属焊接质量检查

焊接质量检查，包括焊接前、焊接过程中和焊接结束后三个阶段，均应按检验项目和程序进行。对重要部件，必要时可安排焊接全过程的旁站监督。焊接前检查应符合下列规定：焊缝表面的清理应符合标准的规定；坡口加工应符合图纸要求；对口尺寸应符合标准的规定；焊接预热应符合标准的规定。焊接过程中的检查应符合下列规定：层间温度应符合标准的要求；焊接工艺参数应符合标准的要求；焊道的表露缺陷需要全部消除。焊接结束后的检查应符合验评标准的要求：外观检查不合格的焊缝，不允许进行其他项目检验；对容易产生延迟裂纹和再热裂纹的钢材必须焊接热处理后进行无损检验；焊接接头分类检查的方法、范围及数量，按验评标准的规定执行。

3结论

简而言之，对于电厂的常规焊接，必须避免电厂金属焊接中的各种缺陷，并严格控制焊接材料的管理。为了确保焊接工作的正常进行，提高工作的专业性，定期检查焊接零件，发现问题，并采取补救措施。

参考文献

[1]韩晶杰.电厂焊接缺陷产生原因及措施研究[J].中国新技术新产品,2016(12):87-88.

[2]李海,杨俊茵.电厂焊接质量的常见问题及控制措施探讨[J].科技创新导报,2014,11(08):56.