焊接技術在電站鍋爐集箱制造中的應用

摘 要：電站鍋爐集箱主要是由三通、端蓋、小管、大管接頭、以及筒體等部分組合而成的，針對不同位置與效用，集箱一般都會和過熱器、水冷壁以及再熱器等部件連接，且具有介質的分配和集中的功能，為電站鍋爐之中最為主要的受壓元件。在電站鍋爐集箱制造中，焊接技術對其至關重要，通過對焊接技術的合理運用，不僅利于保障集箱產品性能，也利于提升集箱產品質量，所以說，在電站集箱制造中，務必要科學合理對焊接技術加以運用。本文以集箱材料闡述為出發點，著重分析了焊接技術在電站鍋爐集箱制造中的應用，最后詳述了焊接技術在電站集箱制造中的發展趨勢。

關鍵詞：焊接技術；電站集箱制造；應用；發展趨勢

前言

焊接技術有著自身獨特的優勢，特別是在電站鍋爐集箱制造中，更是具有得天獨厚的優勢。因此，在電站鍋爐集箱制造中，要重視對焊接技術的應用，將焊接技術的優勢所在充分發揮出來，使其能夠對電站鍋爐集箱制造的進行起到推動作用。同時，借助該項技術，還助于提升經濟效益，使相關企業獲得長遠的發展與進步。

1 集箱材料

對于鍋爐部件而言，集箱是其中一個重要的承壓部件，在實際運行之中起到分配和集中作用。其筒身主要制成材料為成品鋼管，焊接步驟涵蓋大管座焊接、環縫焊接以及其它部件焊接等。其中環縫焊接，許多廠家都已運用了埋弧焊焊接、氬弧焊焊接這兩種方法，在集箱中，也有不少廠家運用了窄間隙熱絲TIG焊接，通過對這一方式的運用，在很大程度上提升了焊接質量[1]。某些直徑較小的管座，許多廠家會運用藥芯焊絲保焊的方式來進行焊接。而對于某些直徑較大的管座來說，個別廠家正在大力對此進行開發，雖說目前這一焊接方式還未實現，但相信很快這一方式就能夠得到普及。

2 焊接技術在電站鍋爐集箱制造中的應用

以焊接技術在電站鍋爐集箱制造中的應用來說，可以通過筒體環縫焊接、大管接頭焊接、小管接頭焊接、水壓端蓋焊接等焊接方式，落實對焊接技術的有效運用，使焊接技術能夠在電站鍋爐集箱制造中發揮出重要作用，從而使焊接質量能夠因此得到提高。焊接技術在電站鍋爐集箱制造中的應用，具體內容體現如下：

2.1 筒體環縫焊接

在電站鍋爐集箱制造中，對筒體環縫焊接的運用是十分重要的。細致來說，其主要涵蓋彎頭、過濾管以及三通等環縫，以上環縫都是以對接接頭方式存在的，實際焊接厚度一般在20毫米至160毫米之間，在焊接過程中，務必要全焊透。因筒體直徑通常都不會超過1000毫米，且在焊接期間還需高溫預熱，所以，對于此種環縫焊接方式來說，并不適用于全面焊接之中[2]。針對此，為使焊縫質量獲得保障，可以借助鎢極氬弧焊這一焊接方式。在焊接期間，先對根部間隙予以控制，而后以良好的焊接技術，來進行雙面成形的焊接，使總體焊接質量可以得到保障。

在進行焊接時，為提升焊接效率，通常只將GTAW用至打底焊接，發揮滾輪架的配合作用，運用焊條電弧焊實施過渡，一直到焊縫厚度符合要求后，再進行焊接這樣效率就會更高一些，且整個焊接過程也會更容易控制一些。然而對某些操作位置不當，難以進行環縫焊接的位置來說，在實施CTAW焊接打底之后，則應運用電弧焊實施填充。

針對集箱的特征與尺寸，為滿足焊接性能要求，焊接直徑是不可大于3.2毫米的，對SA-335P92這類焊接材料來說，在進行熱輸入控制時，一般應以焊接直徑低于2.4毫米的焊絲來開展焊接操作。

2.2 大管接頭焊接

大管接頭屬于電站鍋爐集箱之中最為普遍的焊接結構，筒體和大管接頭兩者之間是焊接坡口，其應采取全焊透的方式。在進行焊接生產時，因大管接頭和筒體外徑占比相對偏小，很容易給馬鞍造成較大落差，許多大管接頭都只可借助手工焊接的方式來進行焊接，然而這一種方式，卻具有操作難度較高、實際工作量偏大的特點。現階段，運用大管焊接方式主要藥芯焊接、以及電弧焊焊接的方法，但這些方法也同樣需借助手工焊接的方式實施打底，從而使焊接的全焊透可以獲得保障[3]。

除此之外，在電站鍋爐集箱制造中，對馬鞍型埋弧焊方式也有著一定程度的應用，通常會運用在接管和筒體結構之中，對接管和筒體外徑低于3的結構部件而言，因馬鞍自身落差偏大，在橫焊時難以形成焊接熔池，進而也無法實現應用，特別對于面層焊接更是如此。

在應用大管接頭的焊接方式之中，FCAW這一焊接方式的操作效率是很高的，甚至超過SMAW2倍以上，但FCAW的材料在制造上所具備的難度是非常大的，其制造成本也是非常之高，很多領域都不具備運用這一方式的能力，所以現如今，在電站鍋爐集箱制造領域中，所應用的最為普遍的一種焊接技術為SAW，該方式不僅有著和SMAW大致相同的生產效率，還利于減輕工作強度，保障工作環境，所以在實際操作之中，值得對這一方式予以運用。

2.3 小管接頭焊接

在電站鍋爐集箱制造中，小管焊接的數量以及種類等是相對較多的，同時焊接難度也是較大的一種[4]。針對相關要求，筒體和小管接頭兩者的接縫是可實施部分焊透、全焊頭以及非焊透這三種方式的。

對部分焊透的小管接頭來說，現階段所運用的方式為SMAW。而對有著全焊透需求的小管接頭而言，一般會先通過GTAW實施焊接打底，而后再運用SMAW實施蓋面焊。因集箱之上的所有小管接頭普遍處于密排布置的狀態中，某些結構較為特殊的凈間距甚至只有18毫米，因此在進行焊接時是非常有難度的，只有先以手工焊接的方式來進行，才可實現有效焊接。

就近些年情況來看，不管是國內還是國外，許多廠家都對小管接頭焊接方式開展了一些了的研究，如日本某廠家借助熔化極氣體焊接這一技術，促進了自動化小管接頭焊接的發展。除此之外，某些廠家還將鎢極氬弧焊直接插入至小管接頭之中，利用不填絲自熔這一方式，對筒體和小管接頭之間實施焊接，而后再運用SAW、以及SMAW這些方式，對其實施蓋面，這樣不但能夠使全焊透操作獲得保障，還能夠使實際焊接效率獲得顯著提高。同時，在進行打底焊接時，也不需借助焊接材料，但其一般只適合某種固定范圍的筒體和接頭焊接，且在焊接過程中，對精度要求也是十分之高。

2.4 水壓端蓋與附件焊接

對附件而言，主要指的是適用在安裝與包裝時永久、亦或臨時性的鋼板以及彎板等，其結構通常呈“T”型，亦或者為角接接頭，其附件數量偏少，工作量和工作難度等都偏低，一般情況下，運用SMAW這一方式，就能夠實現對焊接工作的有效開展，且不僅利于保障焊接質量，對提升焊接效率也是十分有利的。

水壓端蓋屬于一種臨時性焊接方式，只對焊接密封性與焊接強度有著一定要求，當產品焊接已經完成時，集箱是不可轉動的，對水壓端蓋的焊接來說，可以運用FCAW、亦或者SMAW來實施焊接。

2.5 焊接后熱處理

焊接后熱處理的主要目的在于解除殘余應力，通常情況下，其是在全部焊接作業結束之后，才可進行的一項作業。若工件厚度偏大，在進行電站鍋爐集箱制造時，就務必要借助熱處理的方式，實現對其不足之處的改善[5]。針對集箱材料厚度以及等級的差異，熱處理時間與溫度等也存在著很大不同，但現階段集箱運用的焊接材料熱處理溫度普遍都為600至785攝氏度，其保溫時間不可大于12小時。

除卻熱處理這一方式外，在焊接期間，還可針對不同結構與材料實施預熱，并對層間溫度加以控制，在結束焊接后，應及時進行消氫處理，從而使焊接接頭質量可以獲得保障。

3 焊接技術在電站鍋爐集箱制造領域的發展趨勢

以焊接技術在電站鍋爐集箱制造領域的發展趨勢來說，主要包含自主集箱生產以及改善作業環境等內容，這不但利于提升實際工作效率，還能夠對工作質量予以一定程度的保障。焊接技術在電站鍋爐集箱制造領域中的發展趨勢是尤為良好的，這也說明了焊接技術是值得在電站鍋爐集箱制造中加以廣泛運用的[6]。焊接技術在電站鍋爐集箱制造領域的發展趨勢，主要有如下內容：

3.1 自主集箱生產

焊接材料一般是依據耐熱體系、場合等的不同，來進行焊接材料選擇的，其主要涵蓋藥芯焊接以手工焊條等內容。現如今，其在生產規模、產品質量等方面都獲得了很大進步與突破。但從市場需求方面來分析，焊接材料還難以滿足高參數、大容量的發展要求，尤其是在耐熱材料的研發中更是存在滯后現象。因此，就如何落實材料研發，應作為電站鍋爐行業所需關注與解決的重點問題，以向著自主集箱生產方向不斷邁進。

3.2 改善作業環境

對于焊接作業來說，通過都會借助焊條保護焊、亦或者電弧焊來實施焊接的，在焊接的過程中，煙塵等都是較大的，因而會導致焊接環境的惡劣，特別是在進行內部焊接時，環境則更為惡劣。針對此，對于焊接技術在電站鍋爐集箱制造領域的發展來說，應注重對焊接作業環境的改善，確保焊接作業環境的良好性。如今，隨著各項制度的不斷健全，對作業環境的改善應提到日程之上，這樣才利于推動電站鍋爐集箱制造領域的不斷發展。

另外，作業環境的改善，對相關工作人員來說也是極為有利的，能夠使相關工作人員處在良好的作業環境之中，避免惡劣作業環境對相關工作人員產生不良影響，進而抑制相關工作人員工作效率的提升。可見，對作業環境的改善對電站鍋爐集箱制造領域的發展來說是至關重要的。

總結

總而言之，焊接技術在電站鍋爐集箱制造中的應用，對提升焊接質量，以及焊接效率等都是十分有幫助的。因此，在實際作業中，應對焊接技術予以合理利用，從而使焊接技術的積極效用能夠凸顯。

參考文獻

[1]徐祥久，黃超.焊接技術在電站鍋爐集箱制造中的應用[J].電焊機，2016，46（09）：63-67.

[2]宋歌.超臨界鍋爐高溫集箱窄間隙埋弧焊工藝設計研究及應用[D].哈爾濱工業大學，2016.

[3]上海發電設備焊接技術進展（一）[J].電焊機，2005（09）：43-48.

[4]張濤，張瑋，盛仲曦.集箱短管接頭機器人自動裝焊工藝及設備[J].電焊機，2017，47（12）：1-6.

[5]劉鑫，熊春，王國強.06Cr25Ni20集箱管的焊接技術[J].能源研究與管理，2013（03）：81-83+87.

[6盧抗美，譚志誠，熊健，肖介光，朱旗，華大龍.鍋爐集箱的機器人焊接技術的研究[J].電焊機，1991（06）：11-14.

作者簡介

劉渭林（1985.10-），男，漢族，籍貫：廣東江門，學歷：本科，研究方向：焊接。

（作者單位：江門市博盈焊接工程有限公司）