锅炉异种金属焊接的问题研究

2020-06-30 248 上传者：管理员

摘要：在社会逐渐发展进步的背景下,我国的制造加工行业范围涉及的越来越广泛,消费者对产品的质量要求也越来越高,异种金属焊接技术的出现给了工业生产和发展提供了极大的帮助。在实际工作中因为对异种金属焊接工艺运用的越来越多,所以异种金属焊接在锅炉制造的实际过程中也出现了一些缺陷和问题,这就在一定程度上造成了在焊接过程中,对流受热表面中的异动金属出现了更为常见的问题及缺陷。通常在538°C或更高温度下输送蒸汽的过热器,都会使用两种完全不同的金属管道系统,在高温区域中会使用奥氏体不锈钢管系统,而在低温区域中会使用铁素体钢管系统。像此类的接头、金属和工艺上的焊接设计都是有不同之处的,铁素体材料特别容易在焊接的交界面处开裂。本文主要介绍及分析锅炉异种金属的焊接缺陷问题[1]。

关键词：
工业生产
异种金属
焊接
缺陷问题
金属工业
锅炉
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引言

在我国科学技术的逐渐发展与进步过程中,很多工厂企业都在不断提高各类机械构件的性能,以此来满足消费者对耐高温性和耐磨性等相关性能新的要求与标准。但正因为在这种背景下,传统单一的金属材质与金属焊接工艺俨然已经无法去满足现代化工程的生产使用标准和要求,所以异种金属焊接工艺的发展逐渐吸引了国家工业的重视与关注。从锅炉异种金属的焊接工艺方面来讲,锅炉异种金属的焊接过程存在着一些局限性,但人们通常都会使用镍合金焊丝,在有效避免锅炉异种金属焊接过程中出现的问题和缺陷的同时,使其大大降低在焊接时的局限性。所以在焊接过程中,需要将现代化工艺技术与新型金属材质相结合,从而实现最大程度的效益[2]。

1、锅炉异种金属焊接工艺的问题和缺陷

1.1奥氏体钢熔焊缺陷

从锅炉异种金属焊接实际操作过程中看,出现焊接质量问题最多的是奥氏体钢焊丝,结合实际数据统计分析来看,锅炉异种金属的焊接,出现缺陷的大部分原因都是因为过热器,有一些是在再热器和过热器中出现了焊缝缺陷,还有少部分出现的焊缝缺陷是出于再热器当中。那是因为过热器和再热器的管材材质都采用了T22,所以在焊接过程中,出现的焊缝缺陷也是因为T22的管材材质所造成的。根据实际操作过程显示,奥氏体钢熔焊的焊缝缺陷是在运行了大约31000小时之后,从启动开始到出现缺陷的启动次数在45次以上,在整个机组运行过程当中,最短时间内出现缺陷是在机组启动201次之后;启动次数最少的机组出现的时间大约是47000小时以后[3]。

1.2镍基熔焊缺陷

通过锅炉异种金属焊接过程中,使部分机组出现裂缝现象的原因是来源于镍基因素。经过金相检验证实,镍基焊接铁元素体时,铁元素附近会出现一些裂纹,通过裂纹出现的记录中就可以看出时间范围在60000小时左右,裂缝出现的平均持续时间是100000小时,过热器与再热器上都出现过此缺陷,并且缺陷还出现在吸热段和非吸热管子中。

1.3铁素体熔焊缺陷

当部分机组运用铁素体金属焊丝进行熔焊时,也会造成一定的缺陷和问题的出现。因此利用焊缝的金相对焊接交界面铁元素钢的裂缝的实验来进行相应证明。在锅炉管材中的T5吸热管运行超过28000小时的同时,将机组启动次数超过7次时,裂缝就会出现。但将管材换成T22材料时,铁素体熔焊运行时间为60000小时以上,启动次数达到100次左右,才会出现裂缝缺陷[4]。

1.4压力焊焊缝缺陷

在将异种金属焊接到锅炉的操作中时,晶界面出现裂纹是导致压力焊焊缝缺陷的主要原因,验证过程为,在操作管材为T22材料时,运行52000小时,启动的次数达到273次后,就会有压力焊缝缺陷的问题出现。以此看出,在实际锅炉异种金属焊接中,压力焊缝缺陷并不常出现且出现缺陷的条件较为苛刻。

1.5电阻焊缺陷

通过研究发现,异种金属在焊接中时与结构和性能等方面都存在着巨大差异,尤其在焊接异种金属过程中,最为复杂的地方就是焊缝的位置和结构,在应变、材料和运行过程等都是具有变化的。

从实验结果来看,在异种金属的焊接过程中造成缺陷的铁元素应变主要原因是,当奥氏体钢管和铁素体钢管的热膨胀系数差距为25%时,就会因为金属材质存在的差异从而造成焊接问题的出现。

2、异种金属焊接裂纹应对措施

对于异种金属焊接工作中存在的一些缺陷和局限性,可以从以下几点进行控制:

1)可以将异种金属焊接的焊缝进行加厚和固定双重保护措施,但不可以对焊缝进行强力组配或敲打的方式处理。

2)认真充分的了解掌握两种材质的特性与性能,参照焊接属性选择合理的工艺进行焊接工作的进行。比如焊接不锈钢和热强钢的时候,对两种材质要充分了解热膨胀的系数,在散热快的一边将电弧停留时间科学性延长。

3)尽量运用具有引弧装备的设施来进行合金钢的焊接操作,使用这种设备不但可以有效减少淬硬,还能降低夹钨出现的机率[5]。

3、结束语

在当今社会中,虽然锅炉异种金属焊接工艺在当下社会发展进程中展现了其重要性与必要性,但在异种金属焊接工作中依然存在着一些问题和缺陷。不过只要采取运用合理的异种金属焊接工作的方式方法,并做好前期准备及预防工作,就会有效减少焊接工作中误差的同时,还能保证产品生产质量。在随着以后工业技术的逐步完善下,异种金属焊接过程中出现的部分问题也会渐渐有所改善,在保证生产质量的前提下实现利益的最大化。

参考文献：

[1]谢迪明.锅炉异种金属焊接的缺陷问题分析[J].科技风,2017,(12):291.

[2]马立峰.锅炉异种金属焊接的缺陷问题探讨[J].科技展望,2016,26(13):55.

[3]刘天佐.异种钢焊接接头组织老化及损伤状态评估方法研究[J].中国科技纵横,2018,(4):102,104.

[4]牛保卫,乔振华.异种金属激光焊接关键问题研究[J].建筑工程技术与设计,2015,(27):1578-1578.

[5]华建斌,王如庆,王福强.异种金属焊接性分析[J].石化技术,2019,26(1):76,80.

王伟.锅炉异种金属焊接的缺陷问题探讨[J].锅炉制造,2020(04):44-45+48.