电厂金属焊接技术论文
金属的焊接性能是指金属材料在一定的焊接工艺条件下,能够获得高质量焊接接头的难易程度,也就是对焊接加工的适应性。学习啦小编整理了电厂金属技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!
电厂金属技术论文篇一
火电厂金属焊接技术探讨
摘要：随着科技经济的飞速发展，电力业也在不断增多。其中，电厂金属焊接质量是保证发电厂正常安装及运行的基础，应引起重视。本文主要阐述了火电厂金属焊接工艺，同时分析了焊接中常见缺陷产生的原因，并针对问题提出了防治技术措施。
关键词：火电厂金属焊接焊接工艺缺陷技术措施
一、火电厂金属焊接工艺
在电厂金属焊接过程中，会因为许多技术问题使焊接工程存在质量问题，所以相关焊接技术人员在作业前，必须先熟悉掌握焊接工艺，这样才能避免技术上的质量问题，保证整个焊接工程的质量。火电厂金属焊接工艺主要有以下内容：
1、焊接时允许的最低环境温度如下：碳素钢：-20℃;低合金钢、普通低合金钢：-10℃;中、高合金钢：0℃。
2、各种钢材施焊前需先预热温度：a、壁厚大于或等于6mm的合金钢管子、管件(如弯头、三通等)和大厚度板件在负温下焊接时，预热温度可提高至20～50℃;b、壁厚小于6mm的低合金钢管子及壁厚大于15mm的碳素钢管在负温下焊接时亦应适当预热：c、异种钢焊接时，预热温度应按焊接性能较差或合金成分较高的一侧选择;d、接管座与主管焊接时，应以主管规定的预热温度为准;e、非承压件与承压件焊接时，预热温度应按承压件选择。
3、施焊过程中，层间温度应不低于规定的预热温度的下限，且不高于400℃。
4、中、高合金钢(含铬量大于或等于3%或合金总含量大于5%)管子和管道焊口，为防止根层氧化或过烧，焊接时内壁应充氩气或混合气体保护。
5、严禁在被焊工件表面引燃电弧、试验电流或随意焊接临时支撑物，高合金钢材料表面不得焊接对口用卡具。
6、管子焊接时，管内不得有穿堂风。
7、点固焊时，除其焊接材料、焊接工艺、焊工和预热温度等应与正式施焊时相同外，还应满足下列要求：a、在对口根部点固焊时，点固焊后应检查各个焊点质量，如有缺陷应立即清除，重新进行点焊;b、厚壁大径管若采用填加物方法点固，当去除临时点固物时，不应损伤母材，并将其残留焊疤清除干净、打磨修整。
8、采用钨极氩弧焊打底的根层焊缝检查后，应及时进行次层焊缝的焊接，以防止产生裂纹。多层多道焊缝焊接时，应逐层进行检查，经自检合格后，方可焊接次层，直至完成。
9、为减少焊接变形和接头缺陷，直径大于194mm的管子和锅炉密集排管(管子间距小于或等于30mm)的对接焊口宜采取两人对称焊。
10、施焊过程除工艺和检验上要求分次焊接外，应连续完成。若被迫中断时，应采取防止裂纹产生的措施(如后热、缓冷、保温等)。再焊时，应仔细检查并确认无裂纹后，方可按照工艺要求继续施焊。
二、火电厂金属焊接中常见缺陷的产生原因及防治措施
火电厂金属焊接的质量缺陷是普遍存在的，相关技术人员对金属焊缝进行检验时，应及早发现缺陷，把焊接缺陷限制在一定范围内，以确保机组安全、经济、稳定运行。以下主要针对这些缺陷展开分析探讨。
1、气孔
在电厂焊接时最常出现的是氢气孔，分为内部气孔、表面气孔、接头气孔。产生气孔的主要原因有：坡口边缘不清洁，有水分、油污和锈迹，焊条或焊剂未按规定进行焙烘，焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等。电厂中的4小管焊接多为氩弧焊，它对焊接条件要求很高，环境因素致使产生气孔的概率更大。由于气孔的存在，使焊缝的有效截面减小。过大的气孔会降低焊缝的强度，破坏焊缝金属的致密性。
预防产生气孔的办法是：选择合适的焊接电流和焊接速度，认真清理坡口边缘水分、油污和锈迹。严格按规定保管、清理和焙烘焊接材料。不使用变质焊条，当发现焊条药皮变质、剥落或焊芯锈蚀时，应严格控制使用范围，焊丝要除锈，使其表面光亮。埋弧焊时。应选用合适的焊接工艺参数。特别是薄板焊，焊接速度和线能量应尽可能小些。
2、咬边
焊缝边缘留下的凹陷，称为咬边。产生咬边的原因是由于焊接电流过大、运条速度快、电弧拉得太长或焊条(焊丝)角度不当等。咬边减小了母材接头的工作截面，从而在咬边处造成应力集中，散在重要的结构或受动载荷结构中，一般是不允许咬边存在的，或对咬边深度有所限制。
防止产生咬边的办法是：选择合适的焊接电流和运条手法，随时注意控制焊条角度和电弧长度;氩弧焊工艺参数要合适，特别要注意焊接速度不宜过高，手法平稳。
3、夹渣
夹渣就是残留在焊缝中的熔渣。夹渣也会降低焊缝的强度和致密性。产生夹渣的原因主要是：a、焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣;b、坡口角度或焊接电流太小，或焊接速度过快;c、在使用酸性焊条时，由于电流太小或运条不当形成“糊渣”;d、使用碱性焊条时，由于电弧过长或极性不正确也会造成夹渣;e、焊条偏芯，也易形成夹渣。
防止产生夹渣的措施是：正确选取坡口尺寸，认真清理坡口边缘。选用合适的焊接电流和焊接速度，运条摆动要适当。焊条质量要过关，不能有偏芯现象。
4、未焊透、未熔合
焊接时，接头根部未完全熔透的现象。称为未焊透;在焊件与焊缝金属或焊缝层闻有局部未熔透现象.称为未熔合。因此，在4大管道的重要结构部分均不允许存在未焊透、未熔合的情况。
防止未焊透或未熔合的方法是正确选取坡口尺寸，合理选用焊接电流和速度，坡口表面氧化皮和油污要清除干净;封底焊清根要彻底，运条摆动要适当，密切注意坡口两侧的熔合情况。
5、焊接裂纹
焊接裂纹是一种非常严重的缺陷。结构的破坏多从裂纹处开始，在焊接过程中，要采取一切必要的措施防止出现裂纹。在焊接后要采用各种方法检查有无裂纹，一经发现裂纹，应彻底清除，然后给予修补。焊接裂纹有热裂纹、冷裂纹。
(1)热裂纹的成因及防治措施
焊缝金属由液态到固态的结晶过程中产生的裂纹称为热裂纹，其特征是焊后立即可见，且多发生在焊缝中心，沿焊缝长度方向分布。产生热裂纹的原因是焊接熔池中存有低熔点杂质，由于这些杂质熔点低，结晶凝固最晚，凝固后的塑性和强度又极低，因此，在外界结构拘束应力足够大和焊缝金属的凝固收缩作用下，熔池中这些低熔点杂质在凝固过程中被拉开，或在凝固后不久被拉开，造成晶间开裂。焊件及焊条内含硫、铜等杂质多时，也易产生热裂纹。
防止产生热裂纹的措施是：a、严格控制焊接工艺参数，减慢冷却速度。适当提高焊缝形状系数，尽可能采用小电流多层多道焊.以避免焊缝中心产生裂纹;b、认真执行工艺规程，选取合理的焊接程序，以减小焊接应力。
(2)冷裂纹的成因及预防措施
焊缝金属在冷却过程或冷却以后，在母材或母材与焊缝交界的熔合线上产生的裂纹称为冷裂纹。这类裂纹有可能在焊后立即出现，也有可能在焊后几小时、几天甚至更长时间才出现。冷裂纹产生的主要原因为：a、在焊接热循环的作用下，热影响区生成了淬硬组织;b、焊缝中存在有过量的扩散氧，且具有浓集的条件;c、接头承受有较大的拘束应力。
另外，电厂的管道焊接裂纹还出现在管道的组装过程中。应考虑到管道的膨胀问题，焊口由于热影响区的存在本身对于管道来说就是薄弱环节，在热态和冷态情况下的膨胀收缩必须考虑到，如果膨胀和收缩受阻同样会在焊口的热影响区，在交变应力的作用下，则会产生冷裂纹。
三、结束语
目前，我国火电厂金属焊接技术还存在许多不足，技术人员在焊接作业前，应先熟悉焊接工艺，掌握焊接技术要求。同时，在焊接过程中，应严格检验是否存在缺陷，及时发现质量隐患，并制定解决方案，确保机组安全、经济地运行，提高火电厂的经济效益。
参考文献：
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电厂金属技术论文篇二
金属的焊接技术
摘要: 介绍焊接技术的相关知识、原理及分类。
关键词: 金属;焊接技术;等离子弧焊
材料的性能是零件设计中选材的主要依据,也是技术工人在加工过程中合理选择加工方法的重要保证。我们常用的金属材料具有四大性能:即物理性能、化学性能、力学性能及加工工艺性能。物理性能是指金属材料在各种物理条件作用下所表现出的各种性能,主要包括熔点、密度、导电导热性、磁性等。化学性能是指金属材料在室温或高温下抵抗外界介质化学侵蚀的能力,主要包括抗氧化性和耐腐蚀性。力学性能是指金属材料在承受机械载荷而不超过许可变形或不被破坏的能力,主要包括强度、冲击韧性、塑性、疲劳强度、硬度等。工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方法的适应性,主要包括焊接性能、锻压性能、铸造性能、热处理性能和切削加工性能。
金属的焊接性能是指金属材料在一定的焊接工艺条件下,能够获得高质量焊接接头的难易程度,也就是对焊接加工的适应性。
随着金属的更多的应用,焊接技术也应时而现,像中国古代就有了锻焊、铸焊和钎焊。例如在商朝,工匠制造出的铁刃铜钺,其实就是铜与铁的铸焊件,在铁刃铜钺的表面,铁与铜的熔合线虽然蜿蜒曲折,但接合良好。我们在考古过程中发现在春秋战国时期的曾侯乙墓中,有许多的盘龙盘旋在其建鼓铜座上,这是由分段钎焊连接而成的。同时战国时期制造的刀、剑等,刀背为熟铁,刀刃为钢,这是经过加热锻焊而成的。又如传说中的世界三大名刀之一大马士革刀在中世纪也曾用过锻焊工艺。
目前金属焊接方法的种类很多,按照焊接过程的特点区分,可以分为熔焊、压焊和钎焊三大类。熔焊可分为:电弧焊、气焊、等离子弧焊、电渣焊、激光焊、电子束焊、铝热焊等。压焊可以分为爆炸焊、接触焊、摩擦焊、超声波焊、冷压焊、高频焊、真空扩散焊等。钎焊可分为烙铁钎焊、火焰钎焊、炉中钎焊、感应钎焊、浸渍钎焊、电阻钎焊、特种钎焊等。
熔焊是利用局部热源将填充金属材料(有时不用填充金属材料)置于焊件的接合处进行熔化,不外加压力而使其互相熔合,冷却凝固后而形成牢固的接头。压焊是指焊件不论是否加热,均施加一定压力,使结合面接触紧密而产生结合作用,从而使焊件连接在一起。钎焊与熔焊相似,但本质上有一定不同,它是采用的钎料是比母材熔点低的金属材料,焊件和钎料加热温度是低于母材熔点而高于钎料熔点的温度,使液态得钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。目前我们常用焊接方法有焊条电弧焊,埋弧焊,手工钨极氩弧焊、CO2气体保护焊,氧气-乙炔焊,等离子弧焊,电阻焊等。
1 焊接材料
焊接时所消耗材料通称为焊接材料,比如焊剂、焊丝、保护气体、钨极、焊条等。
1.1 焊剂
焊剂是埋弧焊工艺用的主要焊接材料,按照制造方法可分为熔炼焊剂、粘结焊剂和烧结焊接;按照焊剂中添加合金剂、脱氧剂可分为中性焊剂、活性焊剂和合金焊剂;按照焊剂的酸碱度可分为碱性焊剂、中性焊剂和酸性焊剂。焊剂可回收,但回收后需要经过筛选、加热去湿,再与进过了加热去湿新的焊剂均匀搅拌后使用。
1.2 焊丝
焊丝是指焊接过程中作为填充金属或同时作为导电用的金属丝焊接材料。按照使用的焊接工艺方法可分为埋弧焊用焊丝、电渣焊用焊丝、气焊用焊丝、气体保护焊用焊丝和堆焊用焊丝;按照制造方法不同可分为药芯焊丝和实芯焊丝(药芯焊丝又分为自保护焊丝和气保护焊丝);按照被焊的材料性质可分为不锈钢焊丝、铸铁焊丝、碳钢焊丝、有色金属焊丝和低合金焊丝。
1.3 保护气体
在焊接过程中用惰性气体保护金属熔滴、熔池及焊缝区的金属在高温下免受外界气体的侵害,我们称为这些惰性气体为保护气体。在焊接工艺中,保护气体主要有氩气、氦气、二氧化碳气、氮气等。
1.4 钨极
钨极简单来说就是气体保护焊用的电极。在使用过程中我们要求钨极具有以下特性:电流容量大、引弧性好、稳弧性好、施焊损失小。按照其化学成分分类,钨极可以分为钨电极、钇钨电极、锆钨电极、铈钨电极、钍钨电极、镧钨电极及复合电极等。
1.5 焊条
我们将电焊或气焊时熔化填充在焊接工件的接合处的金属条称之为焊条,它是将药皮均匀的压涂在金属焊芯上,所以焊条由药皮及焊芯两部分构成。药皮在焊接过程中可以分解熔化后形成气体和熔渣,它的作用是对焊缝起到机械保护、冶金处理及改善其工艺性能。焊芯可以传导焊接电流,产生电弧可以把电能转换成热能,同时焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝。焊芯成分直接影响着焊缝金属的成分和性能,所以焊芯中的有害元素要尽量少。按照焊条药皮的主要化学成分可以将电焊条分为:氧化钛型焊条、钛铁矿型焊条、氧化钛钙型焊条、纤维素型焊条、氧化铁型焊条、低氢型焊条、盐基型焊条及石墨型焊条。按照焊条的用途可以将电焊条分为结构钢焊条、耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条、镍和镍合金焊条、铜及铜合金焊条、堆焊焊条、铝及铝合金焊条以及特殊用途焊条。
按照焊条药皮熔化后熔渣的特性进行分类,可将电焊条分为碱性焊条和酸性焊条。
2 焊条电弧焊
焊条电弧焊是我们工业生产中应用最为广泛的一种焊接方
法,其原理是利用电弧燃烧所产生的热量将焊条与工件相互融化后,冷凝形成焊缝,从而获得良好接头质量的焊接工艺。焊条电弧焊的设备和工具包括焊机、电焊钳、焊接电缆、防护手套及面罩等。
焊机可分为交流弧焊机和直流弧焊机。直流弧焊机与交流弧焊机相比,具有焊条适应性强、电弧稳定等优点,不过直流弧焊机成本较高,制造维修比较复杂,重量也较重。但由于优点明显,所以直流弧焊机具有更大的发展前途。电焊钳是夹持焊条并传到焊接电流的操作器具,我们要求电焊钳前段可以以任意角度夹紧焊条并导电良好,而手持端应具有可靠的绝缘及良好的耐热性能。焊接电缆应根据焊机容量选取适当的电缆截面,但都要采用橡皮绝缘的多股软电缆。防护手套、面罩、护脚、平光镜等主要是起到保护操作工人人身安全作用。
3 CO2气体保护焊
CO2气体保护焊简称CO2焊,其采用CO2气体作为焊接时隔绝空气的保护气体,用来保护熔池不受外界因素影响。
CO2气体保护焊可分为自动CO2气体保护焊和半自动CO2气体保护焊。自动CO2气体保护焊是指在焊接过程中,引弧、送丝、移丝和灭弧全部由机械自动完成。如果将其中的移丝动作由操作人员手工操作完成,则称为半自动CO2气体保护焊。
CO2气体保护焊具有生产效率高、焊接成本低、能耗少、焊接变形小、抗锈能力强、机动灵活、操作简单、适用范围广等特点,但CO2气体保护焊有一个较大缺点,即焊接过程中产生金属飞溅。
4 等离子弧焊
利用等离子弧作为热源的焊接方法我们称为等离子弧焊。等离子弧是利用等离子枪将阳极和阴极之间的自由电弧进行强迫压缩,使之获得能量集中截面积小的电弧(即等离子弧)。
等离子弧焊所用电极一般为钨极,有时还需填充金属焊丝,采用直流正接法。根据电源的供电方式,等离子弧可分为转移型等离子弧、非转移型等离子弧和联合型等离子弧。根据焊缝的成形原理,等离子弧焊方法可分为穿透型等离子弧焊、微束等离子弧焊和熔透型等离子弧焊。
由上述可知,现代金属加工工艺的发展对新工艺手段的需求也促使了焊接技术的完善和创新。另一方面,在焊接过程中,在焊接热量的作用下,金属也会发生相应的变化,这也满足了当代金属加工过程中对新的工艺表现的需求。所以今天的焊接不单单是连接不同金属的一般工艺,可以而且正在被作为一种独特的艺术表现语言而着力加以表现。
参考文献:
[1]詹斌,STT焊接技术[J].焊接技术,2010,S1.
[2]郭晶,焊接材料选择原则和实践[J].石油化工设备,2001,1(30):41-43.
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