鍋爐異種金屬焊接的缺陷問題分析

謝迪明

摘要：隨著當前我國社會的不斷發展以及綜合國力的不斷提升，異種金屬在實際焊接過程中的缺陷問題日益受到了關注與重視，鍋爐異種金屬在實際焊接過程中所存在的局限性大大限制了當前我國工業化的生產與發展。因此本文筆者主要來闡述當前在鍋爐異種金屬焊接過程中的主要缺陷問題以及缺陷的具體解決對策等。

關鍵詞：鍋爐異種金屬；焊接缺陷；焊縫

隨著當前科學技術的不斷進步，在我國工業化發展的過程中重視采用現代化的技術手段來提升相關機械設備的工作效率以及工作效果，同時有效的滿足人們對于耐磨性、耐高溫性的相關性能要求等。在這一背景之下，傳統的單一金屬焊接工程往往難以滿足人們的需求，異種金屬的焊接工作引起了社會的關注。異種金屬在實際焊接過程中能夠有效的發揮出各個不同金屬構件的優勢性能，通過異種金屬的焊接來發揮出金屬結構的高性能，而且異種金屬焊接往往也能夠有效的降低設備的成本，提升企業的可持續發展效果。但是目前來看異種金屬在實際的焊接過程中往往存在較大的局限性，一方面異種金屬自身的特性問題，比熱容、化學成分、物理構造上存在較大的局限性；另一方面異種金屬在焊接面上的處理等都嚴重制約了異種金屬的焊接效果。尤其是在焊接交界面上，極容易出現金屬的裂縫等現象。鍋爐異種金屬的焊接也就存在著較大的局限性，在實際的焊接過程中人們為了有效的避免異種金屬的焊接局限性，往往會采用鎳合金焊絲來降低焊接的問題和缺陷。

下面筆者具體來闡述當前鍋爐異種金屬在焊接過程中所出現的一系列局限性和問題所在。

一、異種金屬熔焊缺陷

（一）奧氏體鋼熔焊

在當前的鍋爐異種金屬的焊接過程中，根據實際的情況發展來看，奧氏體鋼焊絲焊接所出現的質量缺陷數量是最多的，通過實際的數據分析以及現狀調查來看，奧氏體鋼焊絲的焊接局限性主要表現在過熱器中，大多數的鍋爐異種金屬的焊接都是再熱器與過熱器之間的焊縫缺陷造成的。

過熱器和再熱器在構造上都是采用T22鋼作為主要的材料，因此在發生異種金屬的焊接過程中所出現的局限性以及問題也是這一方面的原因造成的。在材料的投入運行以及缺陷發生的整個過程中，運行的具體時間、次數等都需要進行有效的記錄，將有關數據記錄下來之后發現缺陷產生的原因是多方面的，從鍋爐的啟動方法熱態或者常態都有一定的關系。

奧氏體鋼熔焊在實際工作過程中所產生的焊縫主要是鍋爐運行超過30000小時以上后開始出現，在啟動的過程中開始出現缺陷的次數為啟動次數在50次以上時。在整個過程當中最短的出現時間為機組啟動200次以后出現了相應的缺陷問題；啟動次數最少的機組出現缺陷的運行時間為45000小時。

（二）鎳基熔焊

在進行鍋爐實際異種金屬的焊接情況來看，也存不少的機組由于鎳基因素而出現裂縫現象。通過實際的金相檢驗發現，鎳基熔焊在鐵元素體的附近會出現較大的裂縫，而且出現的裂縫額度主要運行時間范圍在80000小時上下，開始出現裂縫的平均持續時間為100000小時，鎳基熔焊出現局限性的主要原因與再熱器、過熱器有較大的關系，同時吸熱段的管道也出現了類似的狀況。

（三）鐵素體熔焊

在實際的運行過程中，有不少的機組需要進行鐵元素體金屬焊絲的熔焊，鐵元素體金屬焊絲熔焊也會造成缺陷。因此在進行相應的實驗過程中主要采用焊縫的金相對焊接交界面鐵元素鋼的裂縫進行相應的證明。主要的方式為將鍋爐管材的T5吸熱管運行超過25000小時，同時機組的運行次數需要超過5次，會發現出現裂縫。如果將管材的材料換為T22，則在鐵素體熔焊達到80000小時以上后，才出現相應的裂縫問題，同時啟動的次數需要超過65次。

（四）壓力焊缺陷

在進行鍋爐異種金屬的焊接過程中，壓力焊縫缺陷產生的主要原因便是當前晶界面的裂縫原因造成的。相應的證明過程主要是將管材為T22的材質運行超過50000小時，啟動次數超過280次以后才會出現壓力焊縫缺陷。總結來看，壓力焊縫缺陷在實際的鍋爐異種金屬的焊接過程中出現頻率不高，并且所需要的條件較為苛刻。

（五）電阻焊缺陷

異種金屬在實際的焊接過程中在相應的物理結構、性能以及化學元素構成上存在極大的差異，因此異種金屬在實際焊接過程中往往都存在或多或少的局限性。在異種金屬焊接過程中焊縫位置的結構是最為復雜的，在應變、運行狀況以及材料的特性上都是變化的。

在當前來看，容易造成缺陷的鐵元素應變主要原因是一種金屬焊接過程中，鐵元素鋼管與奧氏體鋼管的熱膨脹系數差距超過20%，使得金屬材質之間結構上的差異造成了焊接的問題。

同時另一方面碳元素的移動以及外加復合也會造成金屬焊接的局限性。

二、金屬熔焊局限性的防控對策

在進行異種金屬的焊接過程中存在著各種方面的問題以及局限性，針對金屬焊縫的缺陷控制應當從以下幾個方面入手：首先將焊縫點進行加固和加厚，防止出現嚴重的局限性，同時禁止采用強力進行組配，不能采用敲打的方式來進行焊縫的處理。

在進行異種金屬的焊接過程中，應當對兩種材料的相關特性進行充分的了解，在保證兩種金屬相關特性相似的情況下進行融合往往能夠取得不錯的效果，而且還需要對材質的熱膨脹系數進行了解，盡可能的降低異種金屬焊接過程中出現夾鎢現象出現。

三、總結

綜合上文所述，本文筆者主要從當前階段我國鍋爐異種金屬焊接過程中所出現的主要局限性以及問題進行簡單的分析和探究。能夠看出隨著當前工業化的發展，人們對于異種金屬的優勢性能需求愈來愈高，但是在進行異種金屬焊接的過程中往往缺陷也是非常明顯的。奧氏體鋼熔焊的缺陷是當前異種金屬焊接最主要的原因；鎳基熔焊、鐵元素體熔焊以及壓力熔焊等也是當前異種金屬所主要的缺陷。總之在進行異種金屬熔焊的過程中應當注重對兩種金屬特性的把握，保證熔焊的有效性。

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