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(duì)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(jì)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(yùn)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(shí)分析了焊接中常見缺陷產(chǎn)生的原因，并針對(duì)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(huì)因?yàn)樵S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(gè)焊接工程的質(zhì)量。火電廠金屬焊接工藝主要有以下內(nèi)容：
1、焊接時(shí)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(fù)溫下焊接時(shí)，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(fù)溫下焊接時(shí)亦應(yīng)適當(dāng)預(yù)熱：c、異種鋼焊接時(shí)，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(shí)，應(yīng)以主管規(guī)定的預(yù)熱溫度為準(zhǔn);e、非承壓件與承壓件焊接時(shí)，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(shí)內(nèi)壁應(yīng)充氬氣或混合氣體保護(hù)。
5、嚴(yán)禁在被焊工件表面引燃電弧、試驗(yàn)電流或隨意焊接臨時(shí)支撐物，高合金鋼材料表面不得焊接對(duì)口用卡具。
6、管子焊接時(shí)，管內(nèi)不得有穿堂風(fēng)。
7、點(diǎn)固焊時(shí)，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(shí)相同外，還應(yīng)滿足下列要求：a、在對(duì)口根部點(diǎn)固焊時(shí)，點(diǎn)固焊后應(yīng)檢查各個(gè)焊點(diǎn)質(zhì)量，如有缺陷應(yīng)立即清除，重新進(jìn)行點(diǎn)焊;b、厚壁大徑管若采用填加物方法點(diǎn)固，當(dāng)去除臨時(shí)點(diǎn)固物時(shí)，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(shí)進(jìn)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(shí)，應(yīng)逐層進(jìn)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(duì)接焊口宜采取兩人對(duì)稱焊。
10、施焊過程除工藝和檢驗(yàn)上要求分次焊接外，應(yīng)連續(xù)完成。若被迫中斷時(shí)，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(shí)，應(yīng)仔細(xì)檢查并確認(rèn)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(duì)金屬焊縫進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，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(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。以下主要針對(duì)這些缺陷展開分析探討。
1、氣孔
在電廠焊接時(shí)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(jìn)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(duì)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(huì)降低焊縫的強(qiáng)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(rèn)真清理坡口邊緣水分、油污和銹跡。嚴(yán)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(dāng)發(fā)現(xiàn)焊條藥皮變質(zhì)、剝落或焊芯銹蝕時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制使用范圍，焊絲要除銹，使其表面光亮。埋弧焊時(shí)。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(yùn)條速度快、電弧拉得太長(zhǎng)或焊條(焊絲)角度不當(dāng)?shù)取Ｒн厹p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(dòng)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(yùn)條手法，隨時(shí)注意控制焊條角度和電弧長(zhǎng)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(huì)降低焊縫的強(qiáng)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(shí)，由于電流太小或運(yùn)條不當(dāng)形成“糊渣”;d、使用堿性焊條時(shí)，由于電弧過長(zhǎng)或極性不正確也會(huì)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(rèn)真清理坡口邊緣。選用合適的焊接電流和焊接速度，運(yùn)條擺動(dòng)要適當(dāng)。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(shí)，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?dòng)芯植课慈弁脯F(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(yùn)條擺動(dòng)要適當(dāng)，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(yán)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(bǔ)。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(zhǎng)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(diǎn)雜質(zhì)，由于這些雜質(zhì)熔點(diǎn)低，結(jié)晶凝固最晚，凝固后的塑性和強(qiáng)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(diǎn)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(shí)，也易產(chǎn)生熱裂紋。
防止產(chǎn)生熱裂紋的措施是：a、嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù)，減慢冷卻速度。適當(dāng)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(rèn)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(shí)、幾天甚至更長(zhǎng)時(shí)間才出現(xiàn)。冷裂紋產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋篴、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(kuò)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(duì)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(huì)在焊口的熱影響區(qū)，在交變應(yīng)力的作用下，則會(huì)產(chǎn)生冷裂紋。
三、結(jié)束語
目前，我國(guó)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(shí)，在焊接過程中，應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)是否存在缺陷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患，并制定解決方案，確保機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，提高火電廠的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)：
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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(shí)、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(jì)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?xiàng)l件作用下所表現(xiàn)出的各種性能,主要包括熔點(diǎn)、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(jī)械載荷而不超過許可變形或不被破壞的能力,主要包括強(qiáng)度、沖擊韌性、塑性、疲勞強(qiáng)度、硬度等。工藝性能是指金屬材料對(duì)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(duì)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(shí)而現(xiàn),像中國(guó)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(shí)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?cè)诳脊胚^程中發(fā)現(xiàn)在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)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(shí)戰(zhàn)國(guó)時(shí)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(jì)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(diǎn)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(kuò)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(shí)不用填充金屬材料)置于焊件的接合處進(jìn)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(diǎn)低的金屬材料,焊件和釬料加熱溫度是低于母材熔點(diǎn)而高于釬料熔點(diǎn)的溫度,使液態(tài)得釬料潤(rùn)濕母材,填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)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(hù)焊,氧氣-乙炔焊,等離子弧焊,電阻焊等。
1 焊接材料
焊接時(shí)所消耗材料通稱為焊接材料,比如焊劑、焊絲、保護(hù)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(jìn)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(shí)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(hù)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(shí)芯焊絲(藥芯焊絲又分為自保護(hù)焊絲和氣保護(hù)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(hù)氣體
在焊接過程中用惰性氣體保護(hù)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(hù)氣體。在焊接工藝中,保護(hù)氣體主要有氬氣、氦氣、二氧化碳?xì)?、氮?dú)獾取?/p>
1.4 鎢極
鎢極簡(jiǎn)單來說就是氣體保護(hù)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(shí)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(duì)焊縫起到機(jī)械保護(hù)、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(shí)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(jìn)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(jī)、電焊鉗、焊接電纜、防護(hù)手套及面罩等。
焊機(jī)可分為交流弧焊機(jī)和直流弧焊機(jī)。直流弧焊機(jī)與交流弧焊機(jī)相比,具有焊條適應(yīng)性強(qiáng)、電弧穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),不過直流弧焊機(jī)成本較高,制造維修比較復(fù)雜,重量也較重。但由于優(yōu)點(diǎn)明顯,所以直流弧焊機(jī)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(jī)容量選取適當(dāng)?shù)碾娎|截面,但都要采用橡皮絕緣的多股軟電纜。防護(hù)手套、面罩、護(hù)腳、平光鏡等主要是起到保護(hù)操作工人人身安全作用。
3 CO2氣體保護(hù)焊
CO2氣體保護(hù)焊簡(jiǎn)稱CO2焊,其采用CO2氣體作為焊接時(shí)隔絕空氣的保護(hù)氣體,用來保護(hù)熔池不受外界因素影響。
CO2氣體保護(hù)焊可分為自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊和半自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊。自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊是指在焊接過程中,引弧、送絲、移絲和滅弧全部由機(jī)械自動(dòng)完成。如果將其中的移絲動(dòng)作由操作人員手工操作完成,則稱為半自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊。
CO2氣體保護(hù)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(qiáng)、機(jī)動(dòng)靈活、操作簡(jiǎn)單、適用范圍廣等特點(diǎn),但CO2氣體保護(hù)焊有一個(gè)較大缺點(diǎn),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(jìn)行強(qiáng)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(shí)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(duì)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(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化,這也滿足了當(dāng)代金屬加工過程中對(duì)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(dú)特的藝術(shù)表現(xiàn)語言而著力加以表現(xiàn)。
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