CO2氣體保護焊焊槍改進

王海濤

(大唐華銀金竹山火力發電分公司，湖南婁底 417505)

1 問題的提出

某電廠在600 MW機組大修期間對#2高加進行了割開筒體檢查，發現加熱器內部附件結構密封焊縫存在幾處斷裂，這些焊縫的開裂正是引起高加下端差超標和疏水管道振動的根本原因。其中1處高加中隔板斷裂焊縫位于換熱器的U型管之間 (如圖1所示)，該位置上、下距離僅18～25 mm，左、右距離約50 mm，整條焊縫卻長達1.8 m(如圖2所示)。受現場條件限制，無法采用常規的焊接方法和焊接器材對該焊縫進行焊接修復;如果采用高溫膠封堵等方法，則因時效短、耐溫等級低、無法滿足現場固化條件;如果返廠檢修，不但運輸困難，而且費用高、工期長。

2 基本思路和可行性分析

2.1 基本思路

考慮采用CO2氣體保護焊對斷裂焊縫進行現場焊接修復，前提是對CO2氣體保護焊焊槍進行適當改進，以滿足現場環境使用的需要:在確保焊槍安全使用的前提下，將焊槍槍管的外徑由常規的Φ15 mm改為Φ10 mm，槍管部分按需要分別制成950 mm，600 mm，300 mm等3種長度;槍頭端部只連接導電嘴，不安裝穩流環與噴嘴，為保證焊接質量，考慮采用外部跟蹤保護等措施來達到比較理想的氣體保護效果。

2.2 可行性分析

1)高加中隔板斷裂焊縫由于現場空間嚴重受限，現場既無法清除原焊縫，又無法對其表面鐵銹等雜質進行打磨清理。CO2氣體保護焊具有電弧穿透力強、熱量集中、焊接變形小、抗銹能力強、焊縫含氫量低、抗裂性好等特點，焊前對工件表面清理要求較低，焊后焊縫表面無焊渣，便于觀察和控制焊接質量，其焊接特點滿足現場需要〔1〕。

2)CO2氣體保護焊是利用CO2氣體作為保護氣體的一種熔化極氣體保護焊的焊接方法，其焊接是通過焊絲與工件接觸短路，焊絲熔化形成電弧來實現的，焊槍槍管結構簡單，自行改進時加工方便〔2〕。

3)CO2氣體保護焊焊接操作開始與停止是由焊工通過開關控制焊槍送絲、送氣來實現的，開關操控簡單。開關未開啟時，槍管、導電嘴等均處于斷電狀態，便于焊工在焊接開始前將焊槍送至狹小空間及遠距離位置的焊接部位。

3 焊槍改進步驟及措施

1)將1根Φ10 mm×2 mm的紫銅管按所需要的尺寸進行切割，長度分別為:950 mm，600 mm，300mm。

2)如圖3所示，把切割好的銅管用Φ2.0 mm的鉆花在離銅管端頭6 mm處環向均勻鉆取8個45°斜孔，以期焊接時在無穩流環與噴嘴的情況下在電弧區形成一個氣流均勻、穩定的CO2氣體保護區域。在鉆斜孔的銅管一端加工M8的內螺紋、另一端加工M10的外螺紋，再將鉆斜孔一端彎15°～20°的傾斜角，以保證焊接時焊絲與工件間具有必要的角度。

3)如圖4所示，將常規焊槍槍管從接頭端直段中部切斷，原槍頭端棄之不用，在接頭端加工M10的內螺紋，以便于連接不同長度的特制焊槍頭。

4)如圖5所示，制作好的新槍管必須用耐高溫的絕緣套管 (簡單的可采用黃臘套管或熱縮管)套實，以防止漏電和保護槍管。

5)根據需要將加工好的不同長度的焊槍配置相應合適長度的導絲管，以確保焊絲在焊接過程中送絲順暢。

6)受現場空間條件限制，不能對焊槍槍頭配置穩流環和噴嘴，因而CO2氣體保護效果得不到有效保障。為了得到理想的焊接質量，準備1根Φ14 mm×2 mm的鋼管，將其一端封堵死，然后在距端部100 mm區域均勻鉆上幾十個Φ2.0 mm的孔，以備在實際操作中使用。

4 現場焊接操作及采取的措施

1)接好槍管，在焊接試板上調試好焊接電壓、電流。

2)把加工好且鉆有孔的鋼管插入待焊區域，另一端通過皮管與CO2氣瓶連接，打開氣源吹10 min左右，置換出待焊區域的部分空氣，以提高焊接過程中的氣體保護效果。

3)首先采用最長槍管從焊縫中間部位往兩側焊接，在整個焊接過程中，為保證焊接質量，可由另一人配合將通有CO2氣體的鉆有孔的鋼管跟隨焊接熔池移動，進行氣體跟蹤保護，以有效提高焊接時的氣體保護效果。

4)在焊接過程中，為便于操作，可根據焊接位置的不同更換不同長度的焊槍施焊。

5 實施效果

1)改進后的焊槍能夠克服現場狹小環境限制，焊工能夠在可視情況下將焊槍深入到較遠距離位置進行焊接操作，通過焊接工藝控制和采取有效的氣體保護措施，確保焊接質量。

2)成功修復了600 MW機組#2高加汽側U型管之間的中隔板斷裂焊縫，大修投運后，高加疏水管道振動完全消失，保障了機組運行的安全性;在額定負荷下，#2高加下端差為4.2℃，優于廠家設計值5.5℃要求，提高了機組運行的經濟性。

3)大大降低了檢修費用。若該#2高加如返廠檢修，所需費用可能高達上百萬，自制特殊焊槍在廠檢修，節約了費用。

6 結束語

CO2氣體保護焊具有焊接效率高、電弧穿透能力強、熱量集中、焊接變形小、抗銹能力強等特點，焊前對工件表面清理要求較低，焊后焊縫表面無焊渣，操作靈活、方便。對于施焊空間特別狹小或需要遠距離焊接的焊縫，可根據現場環境對常規標準焊槍進行適當改進，同時采取有效的氣體保護措施進行施焊，是可達到理想的焊接效果的。

〔1〕桂立澄，費永敏，郭驚盛．CO2氣體保護焊在電力工程中的推廣應用〔J〕．現代焊接，2009(2)．

〔2〕雷世明．焊接方法與設備 (第2版)〔M〕．北京:機械工業出版社，2010．

〔3〕孔海旺，劉蘭平．細絲半自動CO2氣體保護焊焊槍的改進〔J〕．山西機械，2001(3):17-19．