鍋爐焊接缺陷的成因分析及應對措施探討

李玲

摘要：我國當前的電力能源結構中，火電占據重要作用，所以當前我國火電廠的運行數量極多，而鍋爐作為火電廠的重要設備，不但需要被廣泛建設，還需要充分保證鍋爐的建設質量。基于對鍋爐常見焊接缺陷的了解與研究，本文找出鍋爐焊接缺陷的成因，并在此基礎上針對這些缺陷提出了相應的應對措施，深度保證和提升鍋爐的焊接質量。

關鍵詞：鍋爐；焊接缺陷；缺陷成因；焊接質量

引言：

在火電廠鍋爐的運行過程中，需要承受巨大壓力，鍋爐的焊接質量成為了這些鍋爐能否承受相應壓力正常工作的直接決定因素，所以在焊接過程中，需要對鍋爐的主要焊接缺陷進行探究，在焊接中盡量避免這些缺陷的產生。通過研究發現，常見的鍋爐焊接缺陷包括咬邊焊接缺陷、裂紋缺陷、未焊透缺陷和氣孔缺陷，需要對這些缺陷進行深入了解，防止缺陷的再次產生。

一、鍋爐焊接缺陷的成因分析

上文已經描述鍋爐焊接的主要缺陷，引發這類焊接缺陷的原因如下：（1）咬邊缺陷。咬邊缺陷的原因為焊接過程中母材產生了損耗現象，在焊點冷卻中出現凹槽和溝縫，咬邊缺陷會在很大程度上對焊接處的外觀產生影響，同時在鍋爐使用過程中，尖角處也會應力集中，對鍋爐的安全運行造成了很大的隱患。（2）氣孔缺陷。氣孔缺陷的形成原因為焊點上的金屬液在冷卻過程中，金屬液體中的氣體析出，最終在焊接點上出現氣孔，該缺陷會大幅降低焊點的各類力學強度，為鍋爐的安全應用造成隱患。（3）裂紋缺陷。裂紋缺陷的形成原因分為兩種情況，其一為焊接過程中母材中含有較多雜質，在金屬液的冷卻過程中，這些雜質會降低形成晶體間的連接強度，最終形成裂紋[1]。其二為焊接工藝不合理，對于不同的鋼材來說，焊接中的膨脹系數有較大差異，焊接工藝的不合理會導致焊點在冷卻過程中產生較大應力，最終形成裂紋。（4）未焊透缺陷。這種缺陷的形成原因為金屬液只在焊點表面堆積，在焊接坡口根部位置未能實現完全焊接，或者焊道之間存在焊接缺陷。對于鍋爐來說，這種缺陷將無法保證鍋爐能夠承受巨大壓力，為安全生產造成巨大隱患。

二、鍋爐焊接缺陷的應對措施

（一）咬邊缺陷應對措施

咬邊缺陷的形成原因為母材損耗，引發這種現象的原因：（1）包括焊接電流過大，從而讓金屬液的流動不均勻，當焊點邊緣部位不能得到充足的金屬液時，就會引發咬邊現象。（2）焊把擺幅過小。這種現象將導致產生的金屬液過少，最終引發咬邊缺陷[2]。

要解決咬邊缺陷問題，可以通過以下措施達成目的：（1）合理設置電流參數。對于焊接電流的選取，需要根據母材材質、焊接部位等因素進行選擇，保證產生足量金屬液的同時防止金屬液快速流動。（2）合理擺動焊把。焊把擺動幅度、速度和停留時間等因素需要按照相關標準進行合理選擇，保證在焊接過程中能夠產生足夠數量的金屬液。（3）焊條運動速度和角度的合理控制。在焊接過程中，要按照相應的焊接標準對焊接人員進行指導，保證焊條速度和角度在合理范圍內，達到提升焊接質量的目的。

（二）裂紋缺陷應對措施

通過對缺陷成因的研究可以發現，造成裂紋缺陷的主要原因為母材材質問題和焊接工藝問題，所以要消除焊接中產生的裂紋缺陷，應對措施包括以下兩個方面：（1）提升母材品質。要達成這一目的，需要在母材選擇時檢測人員要對母材中的硫化物、碳化物含量進行深度精確測量，當發現母材中這類化合物的含量超出相關標準時，不可使用這類母材。（2）做好工藝把控工作。在焊接過程中，應由專業人員對整個焊接過程進行跟進，保證焊接操作的規范性，同時在該過程中，要隨時做好應力測量工作，以對焊接中產生的熱應力進行深入控制，提升焊接質量。（3）對材料進行預處理。材料處理內容包括熱處理和焊接后加熱處理兩個部分，熱處理為對焊接材料進行實際焊接時，對焊板進行適當加熱，而焊接后加熱處理為對焊接后的部分持續加熱，實現對焊接處冷卻速度的有效控制，防止冷卻過快產生過大的應力。另外在冷卻完成后還需要進行應力釋放，可以采用敲擊的方式達成目的。

（三）氣孔缺陷應對措施

氣孔缺陷產生原因為在焊接時焊接液中融入氣體，所以應對措施的主要目的為防止金屬液中進入氣體，可以采取以下措施達成目的：（1）清理焊點坡面。焊材上的油污、銹跡等因素都會在焊接過程中產生氣體，所以需要在焊接開始前開展焊材的清污除銹工作，保證焊點位置的清潔。（2）保證焊接材料質量。當焊接材料能夠產生氣體時，需要降低這種焊接材料的應用頻率。（3）環境防護。周邊環境也會對焊點質量產生嚴重影響，所以焊接過程中需要保證周邊環境的清潔性。（4）母材預熱和焊接電流合理確定。相關措施需要根據母線材料進行操作方案的合理選擇，最大限度提升焊接質量。

（四）未焊透缺陷應對措施

通過對未焊透缺陷的成因研究可以發現，導致這種現象的根本原因在于金屬液堆積問題，所以要消除該問題可以通過以下措施達到目的：（1）合理確定焊接過程中涉及的各項尺寸，內容包括截面間隙大小、坡口角度以及鈍邊尺寸。（2）合理確定焊接電流和焊條運動速度。對于焊條的運動過程來說，需要保證焊條為勻速運動，保證能夠均勻焊接，同時要根據母材合理選擇焊接電流。（3）板材清潔。板材清潔的對象包括油污、銹蝕等，在焊接過程中，要通過合理措施對這些雜質進行清除，充分提升焊接質量。

結論：

綜上所述，鍋爐焊接中主要包括的缺陷為咬邊缺陷、未焊透缺陷、裂紋缺陷和氣孔缺陷，這些缺陷的形成原因有很大不同。在對這些缺陷的形成原因進行深入調查后，可以通過采用合理設置焊接電流參數、控制焊條運行角度、應用合理的焊接工藝與焊接方式以及做好焊接質量把控工作等措施達成目的，最大限度避免各類焊接缺陷的產生。

參考文獻：

[1]張淑清.鍋爐焊接缺陷的成因分析及應對措施探討[J].南方企業家，2018（04）：234-235.

[2]王永彪，耿全華.鍋爐焊接缺陷的成因分析及應對措施[J].科技創新與應用，2016（32）：131.