鍋爐、壓力容器埋弧自動焊焊縫余高超標的原因及預防措施

摘 要:本文介紹鍋爐、壓力容器埋弧自動焊在焊接過程中出現的焊縫余高超標問題，分析產生原因并提出相應的預防措施。

關鍵詞:埋弧自動焊 焊縫余高 原因 預防措施

中圖分類號:TG441文獻標識碼:A文章編號:1674-098x(2012)03(a)-0080-01

在鍋爐和壓力容器的制造環節，焊接是最重要的工序之一，焊接質量的優劣直接決定了鍋爐和壓力容器的產品質量。通過對埋弧自動焊焊接過程中出現的焊縫余高超標問題進行分析并改進焊接工藝，最終制定出預防措施。

埋弧焊焊接參數可分為主要參數和次要參數。主要參數是指那些直接影響焊縫質量和生產效率的參數，它們是指焊接電流、電弧電壓、焊接速度、電流種類及極性和預熱溫度。對焊縫質量產生有限影響的參數為次要參數，它們是指焊絲直徑、焊絲伸出長度、焊絲傾角、焊絲與焊件的相對位置、焊劑粒度、焊劑堆散高度等。

焊接參數從兩方面決定了焊縫的質量。一方面，焊接電流、電弧電壓和焊接速度三個參數綜合的焊接熱輸入影響著焊縫的力學性能;另一方面，這些參數分別影響到焊縫的成型。這些參數的合理匹配才能焊制成型良好且無缺陷的焊縫。因此需了解各工藝參數對焊縫成型影響的規律以及與焊縫結晶過程的關系。

1 焊縫余高超標的原因

焊縫余高超標有連續超標和斷續超標兩種。影響焊縫余高的埋弧焊焊接主要參數為焊接電流、電弧電壓、焊接速度。在其他條件不變的情況下，焊接電流增大，使焊絲熔化量增加，焊縫余高增加。在其他條件不變的情況下，電弧電壓降低，使熔池、熔滴溫度降低，焊縫寬度減少變得高而窄。在其他條件不變的情況下，焊接速度減小，焊絲熔化量增加，焊縫余高也會增加。

影響焊縫余高的次要參數為焊絲伸出長度，焊劑堆散高度，焊件傾斜度。焊絲伸出長度決定該段焊絲在大電流時產生很高電阻熱，使焊絲熔化速度增大，因此焊縫余高增加;工件傾斜為上坡焊時，隨傾斜度增加，焊縫余高明顯增加。

焊劑堆散高度過高也會引起焊縫余高超標。

在環焊縫的焊接過程中，因其工況和縱焊縫不同，還需考慮其他因素。縱縫焊接時工件不動，由焊接小車或焊接機架行走，焊接熔池的形成和結晶是處于相對靜止狀態的。而環縫焊接時，焊接機頭不動，工件在滾輪架上做旋轉運動，因此焊接熔池的形成和結晶是在運動狀態下完成的。環縫焊接時焊絲與焊件的相對位置非常關鍵。

筒體做順時針轉動，內、外環縫焊接時應使熔池的結晶過程盡可能處于水平狀態，使焊縫成型美觀。焊件的直徑越大，允許焊絲偏移的尺寸越大，這是因為焊件直徑越大，在同一偏移中心角的情況下，所對應的弧長越大;環縫的焊接速度越大，允許焊絲偏移的尺寸越大，這是為了使熔池和熔渣能在適當的位置凝固，以免造成鐵流流失或下淌，保證焊縫質量。

當焊接內側環焊縫時，焊絲的偏移使得焊絲處于“上坡焊”的位置，可以使焊縫有足夠的熔深。當焊接外側環焊縫時。焊絲的偏移使得焊絲處于“下坡焊”的位置，這樣一則可以減小熔深避免燒穿，二則使得焊縫成型美觀。

焊接環縫時，因為筒體回圓效果不好，會造成筒體圓度差較大，在某些局部位置就會形成實際的電弧長度變化(即電弧電壓變化)。在焊接處位置亦形成了局部筒體的曲率差異，但是焊絲偏移不能隨著局部曲率改變微調。這些不同造成了環焊縫的焊縫余高超標較為普遍。在焊接開X型坡口的內表面環焊縫時，因為內表面和外表面的直徑不同的，成型要求的焊接參數值也不同，這就要求改變焊絲偏移尺寸和各項焊接參數值。但是焊接過程中某些工人為了省事，往往在環縫的內部和外部焊接時采用相同的參數。再加上焊接內表面環焊縫時不如外表面焊縫容易觀察焊接機頭、送絲速度、焊接速度以及焊絲與焊件的相對位置等，這就造成了內表面環焊縫的余高超標最為常見。

2 預防措施

焊縫余高超標的預防措施主要是嚴格按照經評定合格的焊接工藝指導書施焊，尤其要注意焊接電流、電弧電壓和焊接速度這三個參數，另外對焊絲伸出長度，焊件傾斜度，焊劑堆散高度也需要加以注意。對開坡口的角度加強控制，焊接時應嚴格控制線能量在允許范圍內。注意筒體回圓的質量控制，減少不圓度。加強對組裝質量的控制，尤其要控制錯邊量和組裝間隙。焊接工人加強對焊接情況的觀察，焊接時作好記錄，及時總結焊接參數對焊縫余高的影響。

3 結語

埋弧自動焊中影響焊縫余高的因素很多，在處理埋弧自動焊焊縫余高時，要考慮多方面的因素。本文僅針對埋弧自動焊存在焊縫余高超標問題進行了定性的討論。在實際工作中，針對不同的板厚，材質以及不同的焊接位置，要制定不同的焊接工藝并且在焊接操作中嚴格遵守。鍋爐和壓力容器生產單位，應當進行驗證性試驗，編制產品焊接工藝時尋找出最佳的焊接參數，不斷改進焊接工藝，從而提高埋弧自動焊中焊接質量。

參考文獻

[1]陳裕川編著.鋼制壓力容器焊接工藝[M].北京:機械工業出版社，2007，6.

[2]劉云龍主編.焊工:中級[M].北京:機械工業出版社，2006，9.

①作者簡介:鄭曉東，1995年畢業于遼寧渤海大學，工程師。1997年至今在遼寧省朝陽市特種設備監督檢驗所從事特種設備監督檢驗工作。