新時期鍋爐焊接技術的發展方向研究

摘要：鍋爐的焊接在鍋爐的制造過程中是最為關鍵的工藝方法。隨著科技的發展，我國鍋爐行業也得以迅猛發展，特別是近10年的快速發展，取得了輝煌的成就。本文就我國鍋爐焊接技術的現狀進行了分析，然后就我國鍋爐焊接技術發展方向做了很好的研究，提出了很好的建議。

關鍵詞：新時期 鍋爐 焊接技術 發展方向

6月8日，全國人民代表大會環境與資源保護委員會赴國電集團公司調研，參觀科環集團展廳，并在科環集團召開調研座談會。在會上就建設生態文明和美麗中國的要求，承擔好社會責任，把節能減排、保護環境作為企業的硬任務抓實抓好，切實優化能源結構，加大技術投入，不斷提升清潔生產水平。如何在暢享駕馭樂趣的同時保護環境，讓人們享受藍天白云，清新空氣的生存環境，是新時期節能減排、保護環境的一個重要課題，作為各行業都需要使用的鍋爐必須使用新技術，搞好焊接，為人們的生產和生活帶來了很多便捷。但由于部分產品的焊接自動化水平還有待提高，焊接質量好壞仍然依賴焊工技術水平，各大鍋爐制造廠商正積極與專業焊接設備廠家合作，開發出新的焊接裝備和焊接技術。

1.我國鍋爐焊接技術的現狀

1.1.焊接技術

近些年來，鍋爐廠都在進行積極的技術改造，引進新設備，推行先進的焊接新工藝，以適應鍋爐容量、參數和爐型的變化，滿足復雜鍋爐部件和鍋爐新材料的制造要求。下面就鍋爐關鍵部件（包括汽包、集箱、膜式壁和過熱器、再熱器和省煤器等蛇形管等部件的焊接技術發展現狀進行以下說明。

1.1.1.鍋爐汽包的焊接。汽包在鍋爐中承擔集汽、集水和汽水分離的作用，是亞臨界鍋爐關鍵核心部件，為此鍋爐制造廠家需積極發展高效的焊接工藝和方法。一是根據汽包筒身成形工藝不同，各廠采用的焊接方法、工藝和焊接坡口也就有所差異。目前，用于鍋筒縱、環縫焊接方法中有電渣焊、焊條電弧焊+常規坡口埋弧自動焊和焊條電弧焊+窄間隙埋弧自動焊等。二是下降管管座焊接。常用的焊接方法為焊條電弧焊和埋弧自動焊，此外還有藥芯焊絲半自動氣保焊。三是大管座焊接。一般用氬弧焊打底的焊接工藝保證根部焊透。外面填充焊道有

手工電弧焊、半自動氣體保護焊、馬鞍埋弧自動焊。當前有的鍋爐廠已經實現內孔自動氬弧焊+馬鞍埋弧自動焊新工藝。四是內件及其他附件焊接，當前還沒有實現機械或自動焊接，主要采用半自動氣體保護焊和焊條電弧焊。

1.1.2.集箱焊接。集箱是鍋爐中關鍵的承壓部件之一，在鍋爐中起到集汽或分汽、集水或分水作用，往往布置在爐膛之外，連接爐膛或煙道中的水冷壁、再熱器、過熱器和省煤器。集箱焊接主要包括筒身環縫焊接、大管座焊接和受熱面管座焊接。

1.1.3.膜式壁焊接。鍋爐的爐膛和煙道均采用全焊接密封結構，往往使用管子+扁鋼焊接成膜式壁。膜式壁管屏根據管內介質不同而分為水冷壁和包墻過熱器。膜式壁焊接最具特色的就是光管+扁鋼的焊接，其焊接量相當大，一臺300mW鍋爐焊縫長度達18萬m，因此膜式壁焊接的追求目標就是高效、自動化。一是MPM焊，配備12頭（甚至20頭）GMAW焊頭，能從管屏的正反兩面進行焊接，焊接過程中產生穩定的脈沖噴射過渡，這就保證了上、下焊縫成型美觀，焊接質量穩定，同時正反兩面焊縫的焊接變形能相互抵消，管屏焊接后基本上無撓曲變形，其焊接速度為700mm/min。二是管屏埋弧焊接技術采用1.6mm焊絲，匹配高速焊劑，可以達到1200～1300mm/min的焊接速度，埋弧焊接成形美觀，熔深較大。

1.1.4.蛇形管的焊接技術。鍋爐蛇形管焊接主要是直徑小于76mm小口徑管的對接焊，其材料從碳鋼、高合金鋼到不銹鋼，焊接接頭均要求進行100%的射線探傷。

當前，我國鍋爐小管直管對接焊主要采用自動TIG+MIG和自動熱絲TIG焊兩種焊接工藝。

1.2.鍋爐焊接材料

當前國內鍋爐上使用的焊接材料主要有手工焊條、氬弧焊絲、埋弧焊焊絲、氣體保護焊實心、藥芯焊絲等。但是這些材料不能適應大容量、高參數鍋爐發展的需要。

1.3.計算機在焊接治理上的運用。

近10多年隨著鍋爐公司ERP系統的開發和運用，實現了焊接材料驗收和治理、焊工考試和治理、焊接工藝評定和焊接工藝規程自動編制和治理、焊接工藝編制和焊接材料定額等焊接治理工作的全微機化。

2.我國鍋爐焊接技術發展方向

2.1.焊接材料的國產化

當前鍋爐用鋼將使用大量新型Cr-Mo耐熱鋼和不銹鋼多為國外研制開發的，為打破國外企業的壟斷，推行國內焊材的國產化國內生產。

2.2.自動化焊接和機器人焊接

一是建議成立MAG焊機的蛇形管附件和膜式壁管屏附件焊接機器人或機械手工作站；二是大力推進小口徑管全位置脈沖熱絲TIG焊機代替手工鎢極氬弧焊；三是窄間隙熱絲TIG焊或窄間隙熱絲TIG焊+埋弧焊是集箱、管道、汽水分離器等部件環縫焊接的方向，需要解決筒體自動點焊、根部單面焊接雙面成形、筒體旋轉的防竄動、焊縫跟蹤、小筒體窄間隙焊接自動排道和焊渣自動脫落等技術困難；四是集箱大小管座的自動焊接技術及其設備，特別是大管座自動焊接需解決立體馬鞍焊縫的自動排道和焊縫跟蹤技術；五是可將焊接效率在單絲基礎上進步60%～70%雙絲窄間隙埋弧焊接的操縱技術。六是對當前鍋爐使用的自動焊接裝備，也需要不斷發展進一步進步效率，在不增加設備的情況下發揮更大的效益

2.3.探究高效優質氣體保護焊技術

高效優質氣體保護焊技術在集箱大管座的焊接、膜式壁的焊接、鍋爐汽包附件、受熱面管屏附件和鍋爐鋼構的焊接得到廣泛運用，但鍋爐制造廠還大量使用手工電弧焊接，所以說氣體保護焊接工藝還有很大的使用空間，為此要繼續推廣該方法用于其他構件的焊接，特別是藥芯焊絲氣體保護焊接和自動氣體保護焊接。

2.4.優化焊接工作環境

鍋爐上大量的焊接作業，作業環境較差，特別是容器內焊接問題。為此隨著鍋爐制造企業的安全環保取證，其焊接環境的改善也許亟待解決。