鍋爐焊接中常見問題分析及處理

師翠香　鮑秀娟

摘 要：給出鍋爐生產過程中焊接的常見問題，對其產生的原因進行了分析，并提出了相應的處理辦法，為預防焊接常見問題的出現提供了參考。

關鍵詞：鍋爐；焊接；分析；處理

前言

焊接工藝是鍋爐生產過程中的一個重要環節。鍋爐的質量好壞直接與焊接工藝有關，由于焊接性能達不到要求，鍋爐在日常運行中的可靠性和安全性會降低，同時也會造成部分管件不同程度的損壞。調查結果顯示，鍋爐在運行過程中由于管件的閃光對接焊接接頭質量不好，會造成有30%～40%的管件損壞[1]。鑒于此，本文將對目前鍋爐焊接中的常見問題進行系統分析，并提出相應的處理方法，該成果將為鍋爐生產過程中的焊接工藝提供參考。

1 鍋爐焊接中常見問題分析及處理對策

1.1 氣孔的分析及處理對策

氣孔是由于熔池中液態金屬氣體在冷卻過程中來不及析出而形成。氣孔的形成不僅使焊縫不能密實，還減低了金屬材料的沖擊韌性和彎曲等性能，從導致鍋爐破壞。氣孔的產生有以下幾方面的原因：（1）焊接坡口、焊條或焊劑受潮或未按要求進行烘干，或有油、銹等污物，在焊接過程中，其含有的水分會分解出氫氣，而該氣體在焊件冷卻前未能充分的析出，從而形成氣孔。（2）由于焊接工藝及參數選擇不當。如選擇的工藝不當使得熔池溫度降低、其存在時間過短，導致已有熔池中的氣體不能及時析出而導致氣孔存在。（3）由于焊接人員的操作不當。如填充金屬過多、焊條角度不對等導致氣孔的產生。

根據氣孔產生的主要原因，提出以下相應的處理對策：（1）仔細清理坡口表面內外兩側焊接范圍內的污物，施焊時，再用丙酮擦拭干凈。（2）焊條或焊劑在使用前應按照規定烘干，適溫后放于焊條專用保溫筒，長期保持干燥，并隨用隨取。（3）可通過增大引弧電流，增大母材熱輸入，使熔池冷卻速度減慢，同時，沿接頭稍遠處起弧，如此可使施焊中存在的氣體有較長的時間析出。（4）氬弧焊時，出現蜂窩狀氣孔時，需立即停焊，并用砂輪機打磨。（5）采用氬弧焊焊接規格較大規格的管道時，因水冷焊矩存在故障容易出現氣孔。（6）宜采用流量適中的高純度（大于99.99%）的氬氣，同時，施焊前應注意噴嘴內壁是否清潔。

1.2 裂紋的分析及處理對策

針對裂紋數量較多的母材或焊絲，鍋爐焊接中常見的裂縫可以分為：熱裂紋和冷裂紋。產生裂縫的主要原因可以概括為以下幾個方面：（1）焊接應力較大。焊接接頭在焊接時存在著熱應力、相變應力、約束應力。尤其是約束應力的存在，周圍材料不能自由收縮，當該應力大于材料允許應力時，很容易產生裂縫。（2）母材塑性儲備低。金相顯微鏡觀察發現，熱影響區的粗品粒十分明顯，這就會導致該部位塑性下降，以至于裂縫首先在粗晶區內擴展。（3）母材化學成分與標準相比，其含碳量和含磷量分別達到最大值和超過標準規定，均會使母材冷脆性增加。（4）母材內含有較多夾雜物。已有試驗研究表明，夾雜物的硬度要遠高于母材的硬度。由于夾雜物表現出明顯的脆性，因此，無論是主、次生裂縫的開展的方向均沿夾雜物邊緣深入，進一步則使延遲裂縫能延伸至母材深處。（5）焊接接頭中母材含硫量高，硫在焊縫中易形成低熔共晶體。超量的碳使液態熔池嚴重偏析。尤其在收弧處雜質聚焦，在焊接接頭拉應力作用下產生結晶裂紋。

1.3 未焊透的分析及處理對策

未焊透是指焊接時接口根部的金屬未全部熔化，也指對接焊縫的深度尺寸未達到設計要求。主要產生未焊透的原因有以下幾個方面：（1）由于水冷壁管在工地安裝時，管與管之間較窄，焊接操作障礙較多，因此極易產生未焊透現象。（2）鍋爐在安裝時，會存在多個焊口，且各焊口不可能同時焊接，隨著焊口的相繼焊接，剩余未焊的焊口間隙就越小，甚至個別焊口之間的間隙為零。因此這些焊口在施焊中很容易出現未焊透現象。（3）由于管道在焊接時，有時候會受到兩側管道強力擠壓，出現管道口的錯位，如此會造成未焊透缺陷。（4）研究表明，焊接構件之間不開口會造成未焊透缺陷。因此，為保險起見，已有相關鍋爐檢驗部門規定：當鋼板厚度為16毫米時，焊接時必須開坡口。

1.4 加渣的分析及處理對策

由于清理焊縫時，不能清理干凈而出現夾渣現象。尤其是在角焊縫，清理難度大，為了避免夾渣，更要認真清渣。

要控制夾渣的產生，應采取以下措施：（1）通過適當增大焊接電流和提高電弧，使熔池內的熔渣和鐵水充分分離。（2）對于焊條的選擇應該充分保證其質量，同時使用前注意外觀檢查，若出現藥皮剝落等問題則不能使用。（3）采用合適的焊工操作以便在焊接過程中能將夾渣帶出。如對于有經驗的焊工可以從熔池的亮度特點來控制夾渣的形成，因此為了便于判斷，操作時所帶的目鏡不能太暗。

2 結束語

綜上所述，本文對鍋爐焊接過程中常出現的焊接問題進行了分析，并提出了相應的對策。作為工程中參考，在鍋爐焊接時可以有效的杜絕一些缺陷，從而就會大大提高焊接質量，保證整臺產品的質量。

參考文獻

[1]張靜政.鍋爐壓力容器焊工考工問答[M].上海：上海交通大學出版社，1987.

[2]楊再東，葉喜忠.鍋爐焊接的質量控制[J].焊接2003，2：44～46.

[3]楊松.鍋爐壓力容器焊接技術培訓教材[M].北京：機械工業出版社2005.