電廠金屬焊接技術(shù)論文
金屬的焊接性能是指金屬材料在一定的焊接工藝條件下,能夠獲得高質(zhì)量焊接接頭的難易程度,也就是對焊接加工的適應(yīng)性。學(xué)習(xí)啦小編整理了電廠金屬技術(shù)論文，有興趣的親可以來閱讀一下!
電廠金屬技術(shù)論文篇一
火電廠金屬焊接技術(shù)探討
摘要：隨著科技經(jīng)濟的飛速發(fā)展，電力業(yè)也在不斷增多。其中，電廠金屬焊接質(zhì)量是保證發(fā)電廠正常安裝及運行的基礎(chǔ)，應(yīng)引起重視。本文主要闡述了火電廠金屬焊接工藝，同時分析了焊接中常見缺陷產(chǎn)生的原因，并針對問題提出了防治技術(shù)措施。
關(guān)鍵詞：火電廠金屬焊接焊接工藝缺陷技術(shù)措施
一、火電廠金屬焊接工藝
在電廠金屬焊接過程中，會因為許多技術(shù)問題使焊接工程存在質(zhì)量問題，所以相關(guān)焊接技術(shù)人員在作業(yè)前，必須先熟悉掌握焊接工藝，這樣才能避免技術(shù)上的質(zhì)量問題，保證整個焊接工程的質(zhì)量?；痣姀S金屬焊接工藝主要有以下內(nèi)容：
1、焊接時允許的最低環(huán)境溫度如下：碳素鋼：-20℃;低合金鋼、普通低合金鋼：-10℃;中、高合金鋼：0℃。
2、各種鋼材施焊前需先預(yù)熱溫度：a、壁厚大于或等于6mm的合金鋼管子、管件(如彎頭、三通等)和大厚度板件在負溫下焊接時，預(yù)熱溫度可提高至20～50℃;b、壁厚小于6mm的低合金鋼管子及壁厚大于15mm的碳素鋼管在負溫下焊接時亦應(yīng)適當預(yù)熱：c、異種鋼焊接時，預(yù)熱溫度應(yīng)按焊接性能較差或合金成分較高的一側(cè)選擇;d、接管座與主管焊接時，應(yīng)以主管規(guī)定的預(yù)熱溫度為準;e、非承壓件與承壓件焊接時，預(yù)熱溫度應(yīng)按承壓件選擇。
3、施焊過程中，層間溫度應(yīng)不低于規(guī)定的預(yù)熱溫度的下限，且不高于400℃。
4、中、高合金鋼(含鉻量大于或等于3%或合金總含量大于5%)管子和管道焊口，為防止根層氧化或過燒，焊接時內(nèi)壁應(yīng)充氬氣或混合氣體保護。
5、嚴禁在被焊工件表面引燃電弧、試驗電流或隨意焊接臨時支撐物，高合金鋼材料表面不得焊接對口用卡具。
6、管子焊接時，管內(nèi)不得有穿堂風(fēng)。
7、點固焊時，除其焊接材料、焊接工藝、焊工和預(yù)熱溫度等應(yīng)與正式施焊時相同外，還應(yīng)滿足下列要求：a、在對口根部點固焊時，點固焊后應(yīng)檢查各個焊點質(zhì)量，如有缺陷應(yīng)立即清除，重新進行點焊;b、厚壁大徑管若采用填加物方法點固，當去除臨時點固物時，不應(yīng)損傷母材，并將其殘留焊疤清除干凈、打磨修整。
8、采用鎢極氬弧焊打底的根層焊縫檢查后，應(yīng)及時進行次層焊縫的焊接，以防止產(chǎn)生裂紋。多層多道焊縫焊接時，應(yīng)逐層進行檢查，經(jīng)自檢合格后，方可焊接次層，直至完成。
9、為減少焊接變形和接頭缺陷，直徑大于194mm的管子和鍋爐密集排管(管子間距小于或等于30mm)的對接焊口宜采取兩人對稱焊。
10、施焊過程除工藝和檢驗上要求分次焊接外，應(yīng)連續(xù)完成。若被迫中斷時，應(yīng)采取防止裂紋產(chǎn)生的措施(如后熱、緩冷、保溫等)。再焊時，應(yīng)仔細檢查并確認無裂紋后，方可按照工藝要求繼續(xù)施焊。
二、火電廠金屬焊接中常見缺陷的產(chǎn)生原因及防治措施
火電廠金屬焊接的質(zhì)量缺陷是普遍存在的，相關(guān)技術(shù)人員對金屬焊縫進行檢驗時，應(yīng)及早發(fā)現(xiàn)缺陷，把焊接缺陷限制在一定范圍內(nèi)，以確保機組安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行。以下主要針對這些缺陷展開分析探討。
1、氣孔
在電廠焊接時最常出現(xiàn)的是氫氣孔，分為內(nèi)部氣孔、表面氣孔、接頭氣孔。產(chǎn)生氣孔的主要原因有：坡口邊緣不清潔，有水分、油污和銹跡，焊條或焊劑未按規(guī)定進行焙烘，焊芯銹蝕或藥皮變質(zhì)、剝落等。電廠中的4小管焊接多為氬弧焊，它對焊接條件要求很高，環(huán)境因素致使產(chǎn)生氣孔的概率更大。由于氣孔的存在，使焊縫的有效截面減小。過大的氣孔會降低焊縫的強度，破壞焊縫金屬的致密性。
預(yù)防產(chǎn)生氣孔的辦法是：選擇合適的焊接電流和焊接速度，認真清理坡口邊緣水分、油污和銹跡。嚴格按規(guī)定保管、清理和焙烘焊接材料。不使用變質(zhì)焊條，當發(fā)現(xiàn)焊條藥皮變質(zhì)、剝落或焊芯銹蝕時，應(yīng)嚴格控制使用范圍，焊絲要除銹，使其表面光亮。埋弧焊時。應(yīng)選用合適的焊接工藝參數(shù)。特別是薄板焊，焊接速度和線能量應(yīng)盡可能小些。
2、咬邊
焊縫邊緣留下的凹陷，稱為咬邊。產(chǎn)生咬邊的原因是由于焊接電流過大、運條速度快、電弧拉得太長或焊條(焊絲)角度不當?shù)?。咬邊減小了母材接頭的工作截面，從而在咬邊處造成應(yīng)力集中，散在重要的結(jié)構(gòu)或受動載荷結(jié)構(gòu)中，一般是不允許咬邊存在的，或?qū)σн吷疃扔兴拗啤?/p>
防止產(chǎn)生咬邊的辦法是：選擇合適的焊接電流和運條手法，隨時注意控制焊條角度和電弧長度;氬弧焊工藝參數(shù)要合適，特別要注意焊接速度不宜過高，手法平穩(wěn)。
3、夾渣
夾渣就是殘留在焊縫中的熔渣。夾渣也會降低焊縫的強度和致密性。產(chǎn)生夾渣的原因主要是：a、焊縫邊緣有氧割或碳弧氣刨殘留的熔渣;b、坡口角度或焊接電流太小，或焊接速度過快;c、在使用酸性焊條時，由于電流太小或運條不當形成“糊渣”;d、使用堿性焊條時，由于電弧過長或極性不正確也會造成夾渣;e、焊條偏芯，也易形成夾渣。
防止產(chǎn)生夾渣的措施是：正確選取坡口尺寸，認真清理坡口邊緣。選用合適的焊接電流和焊接速度，運條擺動要適當。焊條質(zhì)量要過關(guān)，不能有偏芯現(xiàn)象。
4、未焊透、未熔合
焊接時，接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象。稱為未焊透;在焊件與焊縫金屬或焊縫層聞有局部未熔透現(xiàn)象.稱為未熔合。因此，在4大管道的重要結(jié)構(gòu)部分均不允許存在未焊透、未熔合的情況。
防止未焊透或未熔合的方法是正確選取坡口尺寸，合理選用焊接電流和速度，坡口表面氧化皮和油污要清除干凈;封底焊清根要徹底，運條擺動要適當，密切注意坡口兩側(cè)的熔合情況。
5、焊接裂紋
焊接裂紋是一種非常嚴重的缺陷。結(jié)構(gòu)的破壞多從裂紋處開始，在焊接過程中，要采取一切必要的措施防止出現(xiàn)裂紋。在焊接后要采用各種方法檢查有無裂紋，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)裂紋，應(yīng)徹底清除，然后給予修補。焊接裂紋有熱裂紋、冷裂紋。
(1)熱裂紋的成因及防治措施
焊縫金屬由液態(tài)到固態(tài)的結(jié)晶過程中產(chǎn)生的裂紋稱為熱裂紋，其特征是焊后立即可見，且多發(fā)生在焊縫中心，沿焊縫長度方向分布。產(chǎn)生熱裂紋的原因是焊接熔池中存有低熔點雜質(zhì)，由于這些雜質(zhì)熔點低，結(jié)晶凝固最晚，凝固后的塑性和強度又極低，因此，在外界結(jié)構(gòu)拘束應(yīng)力足夠大和焊縫金屬的凝固收縮作用下，熔池中這些低熔點雜質(zhì)在凝固過程中被拉開，或在凝固后不久被拉開，造成晶間開裂。焊件及焊條內(nèi)含硫、銅等雜質(zhì)多時，也易產(chǎn)生熱裂紋。
防止產(chǎn)生熱裂紋的措施是：a、嚴格控制焊接工藝參數(shù)，減慢冷卻速度。適當提高焊縫形狀系數(shù)，盡可能采用小電流多層多道焊.以避免焊縫中心產(chǎn)生裂紋;b、認真執(zhí)行工藝規(guī)程，選取合理的焊接程序，以減小焊接應(yīng)力。
(2)冷裂紋的成因及預(yù)防措施
焊縫金屬在冷卻過程或冷卻以后，在母材或母材與焊縫交界的熔合線上產(chǎn)生的裂紋稱為冷裂紋。這類裂紋有可能在焊后立即出現(xiàn)，也有可能在焊后幾小時、幾天甚至更長時間才出現(xiàn)。冷裂紋產(chǎn)生的主要原因為：a、在焊接熱循環(huán)的作用下，熱影響區(qū)生成了淬硬組織;b、焊縫中存在有過量的擴散氧，且具有濃集的條件;c、接頭承受有較大的拘束應(yīng)力。
另外，電廠的管道焊接裂紋還出現(xiàn)在管道的組裝過程中。應(yīng)考慮到管道的膨脹問題，焊口由于熱影響區(qū)的存在本身對于管道來說就是薄弱環(huán)節(jié)，在熱態(tài)和冷態(tài)情況下的膨脹收縮必須考慮到，如果膨脹和收縮受阻同樣會在焊口的熱影響區(qū)，在交變應(yīng)力的作用下，則會產(chǎn)生冷裂紋。
三、結(jié)束語
目前，我國火電廠金屬焊接技術(shù)還存在許多不足，技術(shù)人員在焊接作業(yè)前，應(yīng)先熟悉焊接工藝，掌握焊接技術(shù)要求。同時，在焊接過程中，應(yīng)嚴格檢驗是否存在缺陷，及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患，并制定解決方案，確保機組安全、經(jīng)濟地運行，提高火電廠的經(jīng)濟效益。
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電廠金屬技術(shù)論文篇二
金屬的焊接技術(shù)
摘要: 介紹焊接技術(shù)的相關(guān)知識、原理及分類。
關(guān)鍵詞: 金屬;焊接技術(shù);等離子弧焊
材料的性能是零件設(shè)計中選材的主要依據(jù),也是技術(shù)工人在加工過程中合理選擇加工方法的重要保證。我們常用的金屬材料具有四大性能:即物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能及加工工藝性能。物理性能是指金屬材料在各種物理條件作用下所表現(xiàn)出的各種性能,主要包括熔點、密度、導(dǎo)電導(dǎo)熱性、磁性等?；瘜W(xué)性能是指金屬材料在室溫或高溫下抵抗外界介質(zhì)化學(xué)侵蝕的能力,主要包括抗氧化性和耐腐蝕性。力學(xué)性能是指金屬材料在承受機械載荷而不超過許可變形或不被破壞的能力,主要包括強度、沖擊韌性、塑性、疲勞強度、硬度等。工藝性能是指金屬材料對不同加工工藝方法的適應(yīng)性,主要包括焊接性能、鍛壓性能、鑄造性能、熱處理性能和切削加工性能。
金屬的焊接性能是指金屬材料在一定的焊接工藝條件下,能夠獲得高質(zhì)量焊接接頭的難易程度,也就是對焊接加工的適應(yīng)性。
隨著金屬的更多的應(yīng)用,焊接技術(shù)也應(yīng)時而現(xiàn),像中國古代就有了鍛焊、鑄焊和釬焊。例如在商朝,工匠制造出的鐵刃銅鉞,其實就是銅與鐵的鑄焊件,在鐵刃銅鉞的表面,鐵與銅的熔合線雖然蜿蜒曲折,但接合良好。我們在考古過程中發(fā)現(xiàn)在春秋戰(zhàn)國時期的曾侯乙墓中,有許多的盤龍盤旋在其建鼓銅座上,這是由分段釬焊連接而成的。同時戰(zhàn)國時期制造的刀、劍等,刀背為熟鐵,刀刃為鋼,這是經(jīng)過加熱鍛焊而成的。又如傳說中的世界三大名刀之一大馬士革刀在中世紀也曾用過鍛焊工藝。
目前金屬焊接方法的種類很多,按照焊接過程的特點區(qū)分,可以分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。熔焊可分為:電弧焊、氣焊、等離子弧焊、電渣焊、激光焊、電子束焊、鋁熱焊等。壓焊可以分為爆炸焊、接觸焊、摩擦焊、超聲波焊、冷壓焊、高頻焊、真空擴散焊等。釬焊可分為烙鐵釬焊、火焰釬焊、爐中釬焊、感應(yīng)釬焊、浸漬釬焊、電阻釬焊、特種釬焊等。
熔焊是利用局部熱源將填充金屬材料(有時不用填充金屬材料)置于焊件的接合處進行熔化,不外加壓力而使其互相熔合,冷卻凝固后而形成牢固的接頭。壓焊是指焊件不論是否加熱,均施加一定壓力,使結(jié)合面接觸緊密而產(chǎn)生結(jié)合作用,從而使焊件連接在一起。釬焊與熔焊相似,但本質(zhì)上有一定不同,它是采用的釬料是比母材熔點低的金屬材料,焊件和釬料加熱溫度是低于母材熔點而高于釬料熔點的溫度,使液態(tài)得釬料潤濕母材,填充接頭間隙并與母材相互擴散實現(xiàn)連接焊件的方法。目前我們常用焊接方法有焊條電弧焊,埋弧焊,手工鎢極氬弧焊、CO2氣體保護焊,氧氣-乙炔焊,等離子弧焊,電阻焊等。
1 焊接材料
焊接時所消耗材料通稱為焊接材料,比如焊劑、焊絲、保護氣體、鎢極、焊條等。
1.1 焊劑
焊劑是埋弧焊工藝用的主要焊接材料,按照制造方法可分為熔煉焊劑、粘結(jié)焊劑和燒結(jié)焊接;按照焊劑中添加合金劑、脫氧劑可分為中性焊劑、活性焊劑和合金焊劑;按照焊劑的酸堿度可分為堿性焊劑、中性焊劑和酸性焊劑。焊劑可回收,但回收后需要經(jīng)過篩選、加熱去濕,再與進過了加熱去濕新的焊劑均勻攪拌后使用。
1.2 焊絲
焊絲是指焊接過程中作為填充金屬或同時作為導(dǎo)電用的金屬絲焊接材料。按照使用的焊接工藝方法可分為埋弧焊用焊絲、電渣焊用焊絲、氣焊用焊絲、氣體保護焊用焊絲和堆焊用焊絲;按照制造方法不同可分為藥芯焊絲和實芯焊絲(藥芯焊絲又分為自保護焊絲和氣保護焊絲);按照被焊的材料性質(zhì)可分為不銹鋼焊絲、鑄鐵焊絲、碳鋼焊絲、有色金屬焊絲和低合金焊絲。
1.3 保護氣體
在焊接過程中用惰性氣體保護金屬熔滴、熔池及焊縫區(qū)的金屬在高溫下免受外界氣體的侵害,我們稱為這些惰性氣體為保護氣體。在焊接工藝中,保護氣體主要有氬氣、氦氣、二氧化碳氣、氮氣等。
1.4 鎢極
鎢極簡單來說就是氣體保護焊用的電極。在使用過程中我們要求鎢極具有以下特性:電流容量大、引弧性好、穩(wěn)弧性好、施焊損失小。按照其化學(xué)成分分類,鎢極可以分為鎢電極、釔鎢電極、鋯鎢電極、鈰鎢電極、釷鎢電極、鑭鎢電極及復(fù)合電極等。
1.5 焊條
我們將電焊或氣焊時熔化填充在焊接工件的接合處的金屬條稱之為焊條,它是將藥皮均勻的壓涂在金屬焊芯上,所以焊條由藥皮及焊芯兩部分構(gòu)成。藥皮在焊接過程中可以分解熔化后形成氣體和熔渣,它的作用是對焊縫起到機械保護、冶金處理及改善其工藝性能。焊芯可以傳導(dǎo)焊接電流,產(chǎn)生電弧可以把電能轉(zhuǎn)換成熱能,同時焊芯本身熔化作為填充金屬與液體母材金屬熔合形成焊縫。焊芯成分直接影響著焊縫金屬的成分和性能,所以焊芯中的有害元素要盡量少。按照焊條藥皮的主要化學(xué)成分可以將電焊條分為:氧化鈦型焊條、鈦鐵礦型焊條、氧化鈦鈣型焊條、纖維素型焊條、氧化鐵型焊條、低氫型焊條、鹽基型焊條及石墨型焊條。按照焊條的用途可以將電焊條分為結(jié)構(gòu)鋼焊條、耐熱鋼焊條、低溫鋼焊條、不銹鋼焊條、鑄鐵焊條、鎳和鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、堆焊焊條、鋁及鋁合金焊條以及特殊用途焊條。
按照焊條藥皮熔化后熔渣的特性進行分類,可將電焊條分為堿性焊條和酸性焊條。
2 焊條電弧焊
焊條電弧焊是我們工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的一種焊接方
法,其原理是利用電弧燃燒所產(chǎn)生的熱量將焊條與工件相互融化后,冷凝形成焊縫,從而獲得良好接頭質(zhì)量的焊接工藝。焊條電弧焊的設(shè)備和工具包括焊機、電焊鉗、焊接電纜、防護手套及面罩等。
焊機可分為交流弧焊機和直流弧焊機。直流弧焊機與交流弧焊機相比,具有焊條適應(yīng)性強、電弧穩(wěn)定等優(yōu)點,不過直流弧焊機成本較高,制造維修比較復(fù)雜,重量也較重。但由于優(yōu)點明顯,所以直流弧焊機具有更大的發(fā)展前途。電焊鉗是夾持焊條并傳到焊接電流的操作器具,我們要求電焊鉗前段可以以任意角度夾緊焊條并導(dǎo)電良好,而手持端應(yīng)具有可靠的絕緣及良好的耐熱性能。焊接電纜應(yīng)根據(jù)焊機容量選取適當?shù)碾娎|截面,但都要采用橡皮絕緣的多股軟電纜。防護手套、面罩、護腳、平光鏡等主要是起到保護操作工人人身安全作用。
3 CO2氣體保護焊
CO2氣體保護焊簡稱CO2焊,其采用CO2氣體作為焊接時隔絕空氣的保護氣體,用來保護熔池不受外界因素影響。
CO2氣體保護焊可分為自動CO2氣體保護焊和半自動CO2氣體保護焊。自動CO2氣體保護焊是指在焊接過程中,引弧、送絲、移絲和滅弧全部由機械自動完成。如果將其中的移絲動作由操作人員手工操作完成,則稱為半自動CO2氣體保護焊。
CO2氣體保護焊具有生產(chǎn)效率高、焊接成本低、能耗少、焊接變形小、抗銹能力強、機動靈活、操作簡單、適用范圍廣等特點,但CO2氣體保護焊有一個較大缺點,即焊接過程中產(chǎn)生金屬飛濺。
4 等離子弧焊
利用等離子弧作為熱源的焊接方法我們稱為等離子弧焊。等離子弧是利用等離子槍將陽極和陰極之間的自由電弧進行強迫壓縮,使之獲得能量集中截面積小的電弧(即等離子弧)。
等離子弧焊所用電極一般為鎢極,有時還需填充金屬焊絲,采用直流正接法。根據(jù)電源的供電方式,等離子弧可分為轉(zhuǎn)移型等離子弧、非轉(zhuǎn)移型等離子弧和聯(lián)合型等離子弧。根據(jù)焊縫的成形原理,等離子弧焊方法可分為穿透型等離子弧焊、微束等離子弧焊和熔透型等離子弧焊。
由上述可知,現(xiàn)代金屬加工工藝的發(fā)展對新工藝手段的需求也促使了焊接技術(shù)的完善和創(chuàng)新。另一方面,在焊接過程中,在焊接熱量的作用下,金屬也會發(fā)生相應(yīng)的變化,這也滿足了當代金屬加工過程中對新的工藝表現(xiàn)的需求。所以今天的焊接不單單是連接不同金屬的一般工藝,可以而且正在被作為一種獨特的藝術(shù)表現(xiàn)語言而著力加以表現(xiàn)。
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