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锅炉在焊接时受压元件质量的影响和后果
添加时间:2019-03-27

文章对影响锅炉受压元件焊接质量的因素作了详细分析,并提出了加强管理和预防质量问题产生的措施。

  关键词:锅炉;焊接质量;受压元件

  焊接是制造、安装、修理和改造锅炉的主要加工方法之一。锅炉受压元件的焊接质量直接关系到锅炉的使用安全。为了保证锅炉受压元件焊接质量,应该对影响焊接质量的因素有所了解,以便加强管理和控制,防止质量问题的产生。影响焊接质量的因素很多,要根据具体情况分清主次,区别对待。

  1、接头设计

  接头设计是保证焊接质量的前提条件之一。对于要求全焊透的焊接接头尤其是角焊接头,坡口的角度、钝边和间隙的设计应有利于焊透,并且尽量减少填充金属量,减少焊接应力和变形,便于焊接操作和对焊缝进行无损探伤。

  2、焊接方法

  焊接方法的种类很多,例如在锅炉制造中常用的方法有手工电弧焊、埋弧自动焊、钨极气体保护焊、电渣焊、等离子焊、摩擦焊和闪光焊,在锅炉安装中常用手工电弧焊、钨极气体保护焊、气焊。

  不同的焊接方法,原理不同,达到质量要求的难易程度不同,在应用方面也各有特点。手工电弧焊设备简单、适应性强,适用于各种钢材和某些有色金属及合金,各种焊接位置,但是对焊工的操作技能要求高、劳动强度大、生产效率低。埋弧焊适用于碳钢、低合金钢和不锈钢。它可以用大电流焊接,所以生产效率高、劳动强度小。由于熔池较大,它一般用于平焊位置。钨极气体保护焊适用于各种材料和各种焊接位置。焊接质量容易达到优良。但是它对焊工的操作技能要求高,不宜在有风的地方焊接,成本高,生产效率低。气焊适用于厚度较薄的材料、各种焊接位置,不用电。但是它加热区域较宽,接头性能一般稍差,对焊工操作技能要求较高,生产效率较低。
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  焊接方法的选用应根据工件的材料、焊接位置、质量要求、设备条件等来考虑。一条焊缝可以用一种焊接方法,也可以用两种或两种以上焊接方法来完成。

  3、母材的焊接性能

  锅炉受压元件采用规程中规定的金属材料,一般都考虑到它的焊接性能,但是不同类别的钢材,其焊接性能也是不同的。进口钢材与国产钢材在焊接性能方面也存在一定的差异。有的钢材在焊接后不容易产生裂纹,有的钢材焊后接头性能良好,有的钢材焊后接头力学性能或耐腐蚀性能变差。一般可以通过焊接性试验来评定母材焊接性能的优劣,焊接性试验通常包括焊接裂纹试验、接头力学性能试验、接头腐蚀试验。

  4、焊接材料

  焊接材料不仅在焊接过程中对熔池有重要的保护作用,而且可以改变焊缝的化学成分和接头的性能,因此直接影响接头的焊接质量。选用焊接材料十分重要,应根据母材的化学成份、机械性能、焊接接头的抗裂性、是否焊后热处理以及乃高温、乃腐蚀等使用条件综合考虑,并经试验后确定。同种钢材焊接时,一般选用焊缝金属性能和化学成份与母材相当且工艺性能良好的焊接材料。异种钢焊接时,若两侧钢材之一为奥氏体不锈钢,一般选用含镍量较高的焊条或焊丝。

  5、焊接环境

  冬季焊接时,若环境温度在零度下,熔池和热影响区冷却速度过快,容易产生裂纹,尤其是合金钢或大厚度的锅炉受压元件。若焊接环境的空气相对湿度过大时,更应注意焊条或焊剂烘干使用以防止在接头中产生裂纹、气孔、白点或者使接头冷弯性能变差。露天焊接时,应注意采取防风防雨或雪。

  6、焊接位置

  在条件许可时应尽量使锅炉受压元件待焊的接头处于焊工最便于操作的位置焊接,这可以减少焊接缺陷的产生。不同的焊接位置,焊接工艺参数也有所不同。

  7、焊接工艺参数

  焊接接头的质量与焊接工艺参数也有密切的关系。不同的焊接方法,其主要的工艺参数也不同。以手工电弧焊为例,主要工艺参数是焊接电流、焊条直径和焊接层次。焊接电流过大,容易烧穿和咬边;焊接电流太小,容易产生夹渣和未焊透。焊条直径一般按焊件的厚度选择。为使焊缝根部焊透,第一道焊缝用的焊条直径不宜超过3.2mm。另外,焊接层次增强,一般有利于提高焊接接头的塑性和韧性。埋弧自动焊的主要工艺参数除焊接电流、焊丝直径和焊接层次以外,还有电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、焊丝或工件倾斜度等。焊接锅炉受压元件的工艺参数通常由焊接工艺评定试验确定。

  8、预热和焊后热处理

  预热能降低焊后冷却速度。在焊接有淬硬倾向的钢材时,通常采用预热来减少淬硬程度,防止产生焊接裂纹。是否需要预热或预热温度的选择应根据母材的成份和厚度、结构的刚性、接头形式、焊接材料、焊接法、焊接环境综合考虑,并通过焊接裂纹试验来确定。预热的方法除火焰加热外,还有红外线加热、工频感应加热等法。

  后热也称为消氢处理,即在焊后立即将焊件加热到250-350℃,保温,2-6小时后空冷,其目的是焊缝金属中的扩散氢加速逸出焊件,防止焊接接头出现冷裂纹。若焊后不能及时热处理而焊件又必须及时除氢时,则焊件需及时进行后热,否则在热处理前焊件放置期间内可能产生裂纹。

  9、对焊工和焊接操作工的要求

  手工焊接,例如手工电弧焊、手工钨极氩弧焊、气焊,其焊接质量在很大程度上取决于焊工的操作技能和责任心。机械化焊接,例如埋弧自动焊、电渣焊、等离子焊,其焊接质量在一定程度上也取决于焊接操作工的操作技术。因此,在产品焊接前,应对焊工和焊接操作工实行资格认可。只有考试合格的焊工或焊接操作工才能担任相应的焊接工作。

  除以上因素外,选用的焊接设备是否与焊接法、焊条、焊剂、焊接电流等相适应以及参数调节装置是否灵活方便,电流表、电压表指示是否准确,网络电压的波动情况等也对焊接质量有较大的影响。

 

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