鍋爐焊接缺陷的成因分析及應對措施

摘 要：電力是經濟發展和居民生產生活的重要基礎性能源，在我國的電力結構中火力發電仍然占據著發電的半壁江山。鍋爐是火力發電設備中的重要的組成部分，鍋爐屬于壓力容器，其承壓能力與其焊接質量密切相關，一旦鍋爐焊接出現缺陷將會使得鍋爐存在著極大的安全隱患，因此，做好鍋爐焊接的質量控制對于提高鍋爐的質量及使用壽命有著極為重要的意義。文章將在分析鍋爐焊接缺陷的基礎上對如何做好鍋爐焊接缺陷的控制進行分析闡述。

關鍵詞：鍋爐；焊接；缺陷；質量控制

前言

鍋爐是火力發電廠中的重要組成設備。鍋爐屬于特種壓力設備，其所能承受的壓力主要與其焊接質量密切相關，在鍋爐焊接的過程中需要對鍋爐焊接中所使用的焊接材料、焊接工藝以及焊接檢驗等引起足夠的重視，避免在鍋爐的焊接中出現焊接缺陷，從而導致鍋爐出現焊接問題而影響鍋爐的焊接質量。

1 影響鍋爐焊接質量的因素

鍋爐的焊接是一項嚴肅的工程，在焊接材料的選擇上，原則上需要選用低強度等級的焊接材料，但是在進行厚板的第一道焊或是點固焊時則需要使用強度等級較高的焊接材料。同時在焊接材料的選擇上需要在對焊接工藝和結構因素進行綜合考慮的基礎上進行相應的選用。在對于鍋爐焊接時由于鍋爐屬于壓力容器在焊接材料的選擇上需要選用符合國家要求的焊接材料。焊接工藝的合理與否對于鍋爐焊接質量有著重要的影響。需要根據鋼材的不同懸著合理的焊接工藝。

2 鍋爐焊接缺陷成因分析及應對措施

2.1 咬邊焊接缺陷

造成鍋爐焊接中出現咬邊焊接缺陷的主要原因多是由于焊接時母材的消耗，從而在焊接處出現溝槽或是凹縫，導致焊接后出現咬邊現象。當鍋爐焊接出現咬邊缺陷時不但會對鍋爐的焊接接頭外觀造成較大的影響，同時這一缺陷還容易導致尖角應力的集中，從而使得接頭焊接強度的下降，導致結構破壞，尤其是鍋爐焊接中對于焊接咬邊缺陷有著明確的規定嚴禁咬邊缺陷的產生。造成鍋爐焊接時咬邊缺陷產生的主要原因有：（1）焊接過程中對于焊接電流的參數設置過大，從而導致焊接時熔池內溫度過高使得鐵水流動，當焊接停止時由于熔池內的鐵水較少將會使得熔池的邊緣部分無法得到充分的鐵水補充，導致咬邊現象的產生。（2）焊接時手持焊把的擺幅過小，導致在坡口位置焊把的停留時間較短也容易導致咬邊缺陷的產生。為避免鍋爐焊接時咬邊缺陷的產生可以采用以下措施予以解決：（1）對于焊接時所使用的焊接電流需要根據所需要焊接的母材的材質以及鍋爐的焊接部位來進行針對性的選擇，以確保所選擇的焊接電流的合理性。（2）在焊接時要注意焊把的擺速、擺幅以及停留時間等的合理性。焊接電弧要短些。（3）焊接時要把焊條的角度、速度運用在一個較為合理的范圍內，以確保焊接的質量。

2.2 焊接氣孔缺陷原因分析及應對措施

造成鍋爐焊接時出現焊接氣孔缺陷的主要原因是在焊接時所產生的氣體在金屬液冷卻硬化的過程中被不斷地析出，從而使得焊接完成后焊縫處形成的一系列的氣孔。焊接氣孔缺陷是鍋爐焊接過程中一種較為常見的缺陷，其存在于焊縫中會使得焊縫的強度大為降低，尤其是焊縫的抗拉強度、屈服強度還有韌性等的力學性能的下降會使得鍋爐存在著較大的安全隱患。通過對焊接過程進行分析可以發現造成氣孔缺陷的主要原因有以下幾點：（1）在焊接坡口區域未清掃干凈，坡口區域存在著鐵銹、油污等的污物使得焊接時所產生的氣體量大為增加，尤其是焊縫坡口區域存在水分時焊接所產生的高溫使水氣化所產生的氣體極易造成氣孔缺陷的產生。（2）在焊接時如焊接工藝選用不當也會造成氣孔缺陷的產生。在鍋爐焊接時如對于焊接電流與焊接速度選用不當會導致焊縫熔池冷卻時存在于焊縫熔池內的氣體無法完全排出，從而使得這些氣體極易導致氣孔缺陷的產生。（3）在鍋爐焊接時周圍環境以及焊接時焊條的角度等都會造成焊縫氣體的產生，從而使得焊縫極易產生氣孔缺陷，影響鍋爐的焊接質量。

為提高焊縫的焊接質量減少焊縫缺陷的產生可以采用以下措施來對氣孔缺陷加以控制：（1）在焊接之前首先需要對焊縫坡口周邊區域進行清理，去除焊縫表面的油污、水分以及銹跡等，避免此類污物對焊縫質量造成影響。（2）對于焊接時所使用焊接材料的選用上，需要根據母材的材質以及相關的焊接規范要求對焊條以及焊劑使用專業的焊接烘烤箱來對其進行烘干干燥，以使得焊接材料能夠滿足焊接的干燥要求。（3）做好對于焊接時周邊環境的防護，尤其是在鍋爐焊接時在戶外焊接時，要做好對于防風、防潮以及防雨等的措施，從而使得焊接環境達到相應的焊接標準要求。（4）針對鍋爐焊接時的不同母材材質需要結合焊接相關工藝的要求選用適當的焊接電流和焊接速度，同時對于焊接母材需要使用合適的預熱措施以確保焊接時具有足夠的熱輸入，從而避免焊接完成后熔池的快速冷卻所造成的熔池內的氣體無法及時排除所造成的影響。（5）對于焊接時的引弧位置的選取上應當適當從稍遠處來進行引弧。

2.3 鍋爐焊接時裂紋缺陷的成因及應對措施

焊接裂紋缺陷也是鍋爐焊接過程中較為常見的焊接缺陷，其對于鍋爐焊接質量會產生較為嚴重的影響。造成鍋爐焊接裂紋產生的主要原因有：（1）鍋爐焊接母材的材質中含有較多的雜質，如碳化物、硫化物以及其他一些低熔點的雜質，在冷卻結晶后期由于低熔共晶形成的液態薄膜的削弱了晶粒間的結合力，從而使得焊縫在受到外界力的作用時極易產生焊縫裂紋。（2）在焊接時需要選用合理的焊接方法和焊接工藝，尤其是在鍋爐焊接時針對鍋爐所使用的一些異種鋼進行焊接時，由于母材膨脹系數的差異會使得焊接時會產生較大的應力差，而這一應力差在逐漸的增大時會極易導致焊接裂紋的產生。

做好鍋爐焊接裂紋的控制可以從以下幾個方面入手：（1）在鍋爐焊接母材的選擇上需要做好對于板材的檢測，對于板材中碳化物、硫化物含量超標的板材要嚴控其使用，避免因板材中雜質對焊縫質量所造成的影響。（2）做好對于焊接時焊接工藝的把控，針對焊縫處所出現的熱應力進行分析，從焊接持續時間、焊接速度等方面加以控制，減少焊接熱影響區域的范圍，從而減少焊接裂縫的產生。（3）在焊縫焊接之初需要根據鍋爐的焊接流程對鍋爐焊接板材進行一定的熱處理，并在焊接完成后對焊縫進行持續加熱和消氫處理以避免在焊縫處由于冷卻速度過快而產生的熱應力集中。完成焊接后可以使用對焊縫區域周邊進行敲擊的方式來對焊接熱應力進行釋放，以減少焊接熱應力所導致的焊接裂紋的產生幾率。

2.4 焊接未焊透缺陷的成因分析及應對措施

造成鍋爐焊接時出現未焊透缺陷的主要原理是焊接所產生的鐵水在熔池表面堆積，從而使得坡口根部未焊透或是焊道與焊道之間形成為熔合的缺陷。為焊透缺陷對于鍋爐等的壓力容器來說會產生較為嚴重的質量缺陷。對于未焊透缺陷可以采用以下的應對措施：（1）做好母材焊接截面間隙尺寸的調整以及坡口角度和鈍邊尺寸的調整。（2）焊接時焊接速度要均勻并增加焊接時的電流值。（3）做好焊接時板材表面的清潔避免雜質等對焊接造成影響。此外在焊接的過程中還要注意焊接夾渣缺陷對焊接質量造成的影響。

3 結束語

鍋爐焊接質量直接關系到鍋爐的制造質量。文章在分析鍋爐焊接時常見缺陷的基礎上對如何做好鍋爐焊接缺陷的控制進行了分析闡述。

參考文獻

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