浅谈烟囱钢内简钛—钢复合钢板焊接技术

材料准备

3.1材料检验

钢内筒采用钛一钢复合板、Q235B、不锈钢钢板；焊接材料牌号为J506电焊条和STA2焊丝。所有材料必须有与钢板表面标记的炉号、批号相符的钢材原始质保书。

3.2排版放样

根据钢内筒施工图要求，加强环与钢筒的水平焊缝间距为>300mm，止晃点标高偏差±lOmm。烟道口开口处与水平环缝>lOOmm的要求，根据来料的宽度及长度进行合理排版。钛条按规范下料为60mm宽。

3.3下料坡口

钢内筒内直径为6500mm，现场加工用火焰切割机下料、坡口，钢内筒下料尺寸应符合表1要求。

4焊接方案

4.1焊接技术准备

基层钢焊接应根据基层钢的焊接工艺评定，钛复层焊接应根据GB/T13149-91《钛及钛合金复合钢板焊接技术条件》。

4.2简体焊接工艺

4.2.1钛板的焊接性分析

常温下钛是比较稳定的，但试验表明随着温度的升高，钛吸收氧、氮、氢的能力也随之明显上升，处于高温状态的熔池和熔滴金属更易为气体等杂质污染，所以钛焊接时其熔池的保护是至关重要的。

由于钛含S、C等杂质少，熔点低，低熔点共晶在晶界很少生成，故钛对热裂纹不敏感；但钛焊缝含O、N较高时，焊缝或热影响区性能变脆，在较大应力作用下，会出现裂纹，为了防止这类裂纹，必须减少焊接接头上氢的来源。

钛焊接中的气孔主要来源于不纯的氩气和不干净的焊材及工件表面，所以在焊接时必须严格清理焊件、焊材表面，以及采用高纯度的氩气保护。

4.2.2焊接准备

4.2.2.1焊接坡口的选择

（1）这次钢内筒的钛复合板钢板设计厚度有三种，为了保证焊接质量，避免Q235焊接中的钛污染，钛钢板需采用槽型盖板搭接。

（2）坡口：应采用机械加工的直边坡口，如采用气割、等离子切割等火焰方法加工，应从变色部分机械加工掉2-3mm，加工后的坡口表面应平整、光滑、不得有裂缝、分层、夹杂、毛刺、飞边等缺陷，坡口表面呈银白色光泽。（见下图）

4.2.2.2焊前清理

焊接钛时，采用机械清理方法清除焊口两侧一定距离内的一切油污及表面氧化层。先用丙酮除去焊口两侧lOOmm内的油污，再用细纱布除去两侧50mm内的氧化层，直至露出干净的金属为止，最后用棉纱蘸丙酮擦洗2-3遍，即可进行焊接。填充焊丝使用前用丙酮擦洗一遍。

4.3焊接工艺的确定

4.3.1钛板之间的焊接采用钨极氩弧焊，Q235B采用手工焊。

4.3.2钛板焊接具体规范参数见表2：

4.4焊接工艺要点（钛板）

针对钛需要保护温度高于300℃的区域这一特点，我们必须采用有针对性的保护措施。在焊接中为了提高焊接速度，获得成型美观的焊缝，焊接中我们采用600喷嘴。同时保证要有合适的焊接电流，较快的焊接速度，正确掌握焊接角度，控制熔池大小和焊道宽度，以及适当加大保护氩气的流量，增加衰减时间，以使焊缝金属得到充分保护。

钛条点焊时，钛条与钛复合板之间的定位焊点间距约为50mm，焊点长度应小于lOmm，左右两条缝的定位焊点应相互错开，定位焊点尽量不加焊丝，要求钛条与钛复合板贴实不得有间隙。根据施工经验，为了做到钛条与钛复合板能够紧紧贴实，可将钛条板制作成弧型约170度左右（见下图所示），让两边贴紧钛复合板，以消除因基板组对时出现的错缝问题而引起钛条贴不紧基板，来加强焊接质量的控制。

4.5焊接中注意事项

（1）重复加热的影响

钛焊接时尽量保证一次成功，弯曲试验表明，经重熔的接头弯曲角有时达不到180度（d-3a）。重熔五次的接头，弯曲试验时可见到明显的小裂口。因此严格控制焊接热规范，减少焊缝及近缝区在高温的停留时间，尽量少对焊缝进行重复加热。考虑到产品尺寸较大，焊接过程中产生缺陷的可能性难以绝对避免，故规定允许对焊缝局部返修两次。此时虽然塑性有所降低，但仍然达到弯曲角>90度（d=3a）的设计要求。

（2）变形控制

钛的弹性模量为钢的一半，在同样的焊接应力条件下，产生焊接变形比钢要大一倍。钨极氩弧焊和等离子弧焊，由于是一次焊透整个板厚，正反两面受热比较均匀，其角变形较小。

（3）焊接缺陷

在正常情况下焊接钛时一般不易产生焊接缺陷。但有时会因网络电压降低，在焊缝中心结晶面上产生连续细小的内部气孔。经用正常规范重新熔焊一次后，消除了这种缺陷。

此外，在焊接时应特别注意焊枪喷咀孔与坡口接缝的对中，否则就会造成焊缝背面局部未熔合的缺陷，这是特别危险的具有尖缺口的缺陷。当存在未熔合的缺陷时，必须对中重焊。

4.6焊接劳动力安排

为了保证焊接进度，必须增加焊接劳动力特别是氩弧焊的人数，手工电弧焊工10人，氩弧焊工6人。

为了有效控制钢内筒的垂直度，把一圈焊缝分成6段，安排6个焊工对称分布，逆时针方向，焊接规范保持相同，焊工如下图分布：

5焊接检验

5.1外观检查见表3

5.2焊缝质量检验

（1）对接焊缝表面质量必须符合“GB50205-2001”标准规定，同时焊缝宽度应比坡口每边增宽1-2mm。

（2）超声波探伤应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345的规定，探伤比例按钢内筒对接焊缝的5%进行，探伤应在焊缝焊完后2小时后进行，其检查部位每圈至少包括一处丁字接头处环缝。

（3）在外观检查合格的条件下，钛复合板焊缝应按纵缝100%、水平缝20%进行着色渗透检测，I级为合格。

（4）焊工钢印：钢印部位在焊缝接头附近50mm处，做好钢印部位图。

6焊接工艺评定

（1）先焊纵缝，后焊环缝；先焊外缝，后焊内缝；纵（环）缝焊接外面第一层采取分段或对称焊以分散应力。

（2）纵（环）缝焊接均采用正面焊接，背面清根的焊接方法，如果中途停止焊接则一条焊缝至少焊接二层以上。

（3）焊接时换焊条要快，接头部位在下次焊接前都应打磨，保证接头部位熔合良好且有利于气孔排出。

（4）纵向焊道的焊肉应焊到环向焊缝的中心，在环缝焊接前铲除磨光。

（5）对于坡口缺肉或间隙过大处必须在焊前填补、磨光并进行外观检查，合格后方可焊接。

（6）多人焊接的环缝，各层接头应错开，并将接头打磨成缓坡状后施焊。

（7）严格禁止在坡口外面的母材上引弧，一旦在母材上引弧，应随时磨去。对于击弧后较深处，应打磨并补焊，外观检查合格符合要求。

（8）禁止使用无绝缘的焊钳。

（9）引弧采用回焊法，在焊接前方约15mm引弧，然后拉回到焊接处焊接。

7焊缝返修

（1）焊缝返修或其它部位的返修参照压力容器安全技术监察规定要求执行，返修必须编制返修工艺，焊工按返修工艺进行返修，应有可靠的工艺措施，并经技术总负责人批准后方可返修补焊。

（2）补修方法可以采用焊接方法，但必须保证尺寸公差，采用补焊时，应将超标缺陷打磨干净，并经渗透探伤检查，确信无缺陷时，再另行补焊。

（3）焊缝内部超标缺陷返修后，应进行外观检查，合格后再进行超声波探伤，选用方法应与返修前发现缺陷的方法相同。

8结语

根据本工程安装施工经验，加强钛条的密封程度，以及选择较小电流，选择快速焊等是保证焊接质量的重要条件。焊缝无损检测一次合格率达96%，实践证明其焊接工艺是可行的，值得今后类似工程借鉴。

推荐访问： 烟囱 浅谈 钢板 复合 焊接技术

---