鍋爐、壓力容器埋弧自動焊焊縫余高超標(biāo)的原因及預(yù)防措施

摘 要:本文介紹鍋爐、壓力容器埋弧自動焊在焊接過程中出現(xiàn)的焊縫余高超標(biāo)問題，分析產(chǎn)生原因并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞:埋弧自動焊 焊縫余高 原因 預(yù)防措施

中圖分類號:TG441文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098x(2012)03(a)-0080-01

在鍋爐和壓力容器的制造環(huán)節(jié)，焊接是最重要的工序之一，焊接質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定了鍋爐和壓力容器的產(chǎn)品質(zhì)量。通過對埋弧自動焊焊接過程中出現(xiàn)的焊縫余高超標(biāo)問題進(jìn)行分析并改進(jìn)焊接工藝，最終制定出預(yù)防措施。

埋弧焊焊接參數(shù)可分為主要參數(shù)和次要參數(shù)。主要參數(shù)是指那些直接影響焊縫質(zhì)量和生產(chǎn)效率的參數(shù)，它們是指焊接電流、電弧電壓、焊接速度、電流種類及極性和預(yù)熱溫度。對焊縫質(zhì)量產(chǎn)生有限影響的參數(shù)為次要參數(shù)，它們是指焊絲直徑、焊絲伸出長度、焊絲傾角、焊絲與焊件的相對位置、焊劑粒度、焊劑堆散高度等。

焊接參數(shù)從兩方面決定了焊縫的質(zhì)量。一方面，焊接電流、電弧電壓和焊接速度三個參數(shù)綜合的焊接熱輸入影響著焊縫的力學(xué)性能;另一方面，這些參數(shù)分別影響到焊縫的成型。這些參數(shù)的合理匹配才能焊制成型良好且無缺陷的焊縫。因此需了解各工藝參數(shù)對焊縫成型影響的規(guī)律以及與焊縫結(jié)晶過程的關(guān)系。

1 焊縫余高超標(biāo)的原因

焊縫余高超標(biāo)有連續(xù)超標(biāo)和斷續(xù)超標(biāo)兩種。影響焊縫余高的埋弧焊焊接主要參數(shù)為焊接電流、電弧電壓、焊接速度。在其他條件不變的情況下，焊接電流增大，使焊絲熔化量增加，焊縫余高增加。在其他條件不變的情況下，電弧電壓降低，使熔池、熔滴溫度降低，焊縫寬度減少變得高而窄。在其他條件不變的情況下，焊接速度減小，焊絲熔化量增加，焊縫余高也會增加。

影響焊縫余高的次要參數(shù)為焊絲伸出長度，焊劑堆散高度，焊件傾斜度。焊絲伸出長度決定該段焊絲在大電流時(shí)產(chǎn)生很高電阻熱，使焊絲熔化速度增大，因此焊縫余高增加;工件傾斜為上坡焊時(shí)，隨傾斜度增加，焊縫余高明顯增加。

焊劑堆散高度過高也會引起焊縫余高超標(biāo)。

在環(huán)焊縫的焊接過程中，因其工況和縱焊縫不同，還需考慮其他因素。縱縫焊接時(shí)工件不動，由焊接小車或焊接機(jī)架行走，焊接熔池的形成和結(jié)晶是處于相對靜止?fàn)顟B(tài)的。而環(huán)縫焊接時(shí)，焊接機(jī)頭不動，工件在滾輪架上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，因此焊接熔池的形成和結(jié)晶是在運(yùn)動狀態(tài)下完成的。環(huán)縫焊接時(shí)焊絲與焊件的相對位置非常關(guān)鍵。

筒體做順時(shí)針轉(zhuǎn)動，內(nèi)、外環(huán)縫焊接時(shí)應(yīng)使熔池的結(jié)晶過程盡可能處于水平狀態(tài)，使焊縫成型美觀。焊件的直徑越大，允許焊絲偏移的尺寸越大，這是因?yàn)楹讣睆皆酱螅谕黄浦行慕堑那闆r下，所對應(yīng)的弧長越大;環(huán)縫的焊接速度越大，允許焊絲偏移的尺寸越大，這是為了使熔池和熔渣能在適當(dāng)?shù)奈恢媚蹋悦庠斐设F流流失或下淌，保證焊縫質(zhì)量。

當(dāng)焊接內(nèi)側(cè)環(huán)焊縫時(shí)，焊絲的偏移使得焊絲處于“上坡焊”的位置，可以使焊縫有足夠的熔深。當(dāng)焊接外側(cè)環(huán)焊縫時(shí)。焊絲的偏移使得焊絲處于“下坡焊”的位置，這樣一則可以減小熔深避免燒穿，二則使得焊縫成型美觀。

焊接環(huán)縫時(shí)，因?yàn)橥搀w回圓效果不好，會造成筒體圓度差較大，在某些局部位置就會形成實(shí)際的電弧長度變化(即電弧電壓變化)。在焊接處位置亦形成了局部筒體的曲率差異，但是焊絲偏移不能隨著局部曲率改變微調(diào)。這些不同造成了環(huán)焊縫的焊縫余高超標(biāo)較為普遍。在焊接開X型坡口的內(nèi)表面環(huán)焊縫時(shí)，因?yàn)閮?nèi)表面和外表面的直徑不同的，成型要求的焊接參數(shù)值也不同，這就要求改變焊絲偏移尺寸和各項(xiàng)焊接參數(shù)值。但是焊接過程中某些工人為了省事，往往在環(huán)縫的內(nèi)部和外部焊接時(shí)采用相同的參數(shù)。再加上焊接內(nèi)表面環(huán)焊縫時(shí)不如外表面焊縫容易觀察焊接機(jī)頭、送絲速度、焊接速度以及焊絲與焊件的相對位置等，這就造成了內(nèi)表面環(huán)焊縫的余高超標(biāo)最為常見。

2 預(yù)防措施

焊縫余高超標(biāo)的預(yù)防措施主要是嚴(yán)格按照經(jīng)評定合格的焊接工藝指導(dǎo)書施焊，尤其要注意焊接電流、電弧電壓和焊接速度這三個參數(shù)，另外對焊絲伸出長度，焊件傾斜度，焊劑堆散高度也需要加以注意。對開坡口的角度加強(qiáng)控制，焊接時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制線能量在允許范圍內(nèi)。注意筒體回圓的質(zhì)量控制，減少不圓度。加強(qiáng)對組裝質(zhì)量的控制，尤其要控制錯邊量和組裝間隙。焊接工人加強(qiáng)對焊接情況的觀察，焊接時(shí)作好記錄，及時(shí)總結(jié)焊接參數(shù)對焊縫余高的影響。

3 結(jié)語

埋弧自動焊中影響焊縫余高的因素很多，在處理埋弧自動焊焊縫余高時(shí)，要考慮多方面的因素。本文僅針對埋弧自動焊存在焊縫余高超標(biāo)問題進(jìn)行了定性的討論。在實(shí)際工作中，針對不同的板厚，材質(zhì)以及不同的焊接位置，要制定不同的焊接工藝并且在焊接操作中嚴(yán)格遵守。鍋爐和壓力容器生產(chǎn)單位，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)，編制產(chǎn)品焊接工藝時(shí)尋找出最佳的焊接參數(shù)，不斷改進(jìn)焊接工藝，從而提高埋弧自動焊中焊接質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]陳裕川編著.鋼制壓力容器焊接工藝[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007，6.

[2]劉云龍主編.焊工:中級[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006，9.

①作者簡介:鄭曉東，1995年畢業(yè)于遼寧渤海大學(xué)，工程師。1997年至今在遼寧省朝陽市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所從事特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)工作。