锅炉焊接中常见问题分析及处理

摘 要：给出锅炉生产过程中焊接的常见问题，对其产生的原因进行了分析，并提出了相应的处理办法，为预防焊接常见问题的出现提供了参考。

关键词：锅炉；焊接；分析；处理

前言

焊接工艺是锅炉生产过程中的一个重要环节。锅炉的质量好坏直接与焊接工艺有关，由于焊接性能达不到要求，锅炉在日常运行中的可靠性和安全性会降低，同时也会造成部分管件不同程度的损坏。调查结果显示，锅炉在运行过程中由于管件的闪光对接焊接接头质量不好，会造成有30%～40%的管件损坏[1]。鉴于此，本文将对目前锅炉焊接中的常见问题进行系统分析，并提出相应的处理方法，该成果将为锅炉生产过程中的焊接工艺提供参考。

1 锅炉焊接中常见问题分析及处理对策

1.1 气孔的分析及处理对策

气孔是由于熔池中液态金属气体在冷却过程中来不及析出而形成。气孔的形成不仅使焊缝不能密实，还减低了金属材料的冲击韧性和弯曲等性能，从导致锅炉破坏。气孔的产生有以下几方面的原因：（1）焊接坡口、焊条或焊剂受潮或未按要求进行烘干，或有油、锈等污物，在焊接过程中，其含有的水分会分解出氢气，而该气体在焊件冷却前未能充分的析出，从而形成气孔。（2）由于焊接工艺及参数选择不当。如选择的工艺不当使得熔池温度降低、其存在时间过短，导致已有熔池中的气体不能及时析出而导致气孔存在。（3）由于焊接人员的操作不当。如填充金属过多、焊条角度不对等导致气孔的产生。

根据气孔产生的主要原因，提出以下相应的处理对策：（1）仔细清理坡口表面内外两侧焊接范围内的污物，施焊时，再用丙酮擦拭干净。（2）焊条或焊剂在使用前应按照规定烘干，适温后放于焊条专用保温筒，长期保持干燥，并随用随取。（3）可通过增大引弧电流，增大母材热输入，使熔池冷却速度减慢，同时，沿接头稍远处起弧，如此可使施焊中存在的气体有较长的时间析出。（4）氩弧焊时，出现蜂窝状气孔时，需立即停焊，并用砂轮机打磨。（5）采用氩弧焊焊接规格较大规格的管道时，因水冷焊矩存在故障容易出现气孔。（6）宜采用流量适中的高纯度（大于99.99%）的氩气，同时，施焊前应注意喷嘴内壁是否清洁。

1.2 裂纹的分析及处理对策

针对裂纹数量较多的母材或焊丝，锅炉焊接中常见的裂缝可以分为：热裂纹和冷裂纹。产生裂缝的主要原因可以概括为以下几个方面：（1）焊接应力较大。焊接接头在焊接时存在着热应力、相变应力、约束应力。尤其是约束应力的存在，周围材料不能自由收缩，当该应力大于材料允许应力时，很容易产生裂缝。（2）母材塑性储备低。金相显微镜观察发现，热影响区的粗品粒十分明显，这就会导致该部位塑性下降，以至于裂缝首先在粗晶区内扩展。（3）母材化学成分与标准相比，其含碳量和含磷量分别达到最大值和超过标准规定，均会使母材冷脆性增加。（4）母材内含有较多夹杂物。已有试验研究表明，夹杂物的硬度要远高于母材的硬度。由于夹杂物表现出明显的脆性，因此，无论是主、次生裂缝的开展的方向均沿夹杂物边缘深入，进一步则使延迟裂缝能延伸至母材深处。（5）焊接接头中母材含硫量高，硫在焊缝中易形成低熔共晶体。超量的碳使液态熔池严重偏析。尤其在收弧处杂质聚焦，在焊接接头拉应力作用下产生结晶裂纹。

1.3 未焊透的分析及处理对策

未焊透是指焊接时接口根部的金属未全部熔化，也指对接焊缝的深度尺寸未达到设计要求。主要产生未焊透的原因有以下几个方面：（1）由于水冷壁管在工地安装时，管与管之间较窄，焊接操作障碍较多，因此极易产生未焊透现象。（2）锅炉在安装时，会存在多个焊口，且各焊口不可能同时焊接，随着焊口的相继焊接，剩余未焊的焊口间隙就越小，甚至个别焊口之间的间隙为零。因此这些焊口在施焊中很容易出现未焊透现象。（3）由于管道在焊接时，有时候会受到两侧管道强力挤压，出现管道口的错位，如此会造成未焊透缺陷。（4）研究表明，焊接构件之间不开口会造成未焊透缺陷。因此，为保险起见，已有相关锅炉检验部门规定：当钢板厚度为16毫米时，焊接时必须开坡口。

1.4 加渣的分析及处理对策

由于清理焊缝时，不能清理干净而出现夹渣现象。尤其是在角焊缝，清理难度大，为了避免夹渣，更要认真清渣。

要控制夹渣的产生，应采取以下措施：（1）通过适当增大焊接电流和提高电弧，使熔池内的熔渣和铁水充分分离。（2）对于焊条的选择应该充分保证其质量，同时使用前注意外观检查，若出现药皮剥落等问题则不能使用。（3）采用合适的焊工操作以便在焊接过程中能将夹渣带出。如对于有经验的焊工可以从熔池的亮度特点来控制夹渣的形成，因此为了便于判断，操作时所带的目镜不能太暗。

2 结束语

综上所述，本文对锅炉焊接过程中常出现的焊接问题进行了分析，并提出了相应的对策。作为工程中参考，在锅炉焊接时可以有效的杜绝一些缺陷，从而就会大大提高焊接质量，保证整台产品的质量。

参考文献

[1]张静政.锅炉压力容器焊工考工问答[M].上海：上海交通大学出版社，1987.

[2]杨再东，叶喜忠.锅炉焊接的质量控制[J].焊接2003，2：44～46.

[3]杨松.锅炉压力容器焊接技术培训教材[M].北京：机械工业出版社2005.

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