补焊方法范文

补焊方法范文（精选7篇）

补焊方法 第1篇

供热管网的泄露极大影响安全运行, 必须要及时补焊这些漏水管线。由于大部分管中有存水或阀门不严, 水从破裂处不断流出, 直接施焊比较困难。

2 解决方法

多年的供热生产实践我们针对热水管线泄露形成的不同裂纹总结了以下几种的补焊方法: (1) 点状漏水管的补焊。 (2) 条状裂纹的补焊。 (3) 套管加固法补焊。 (4) 开窗口补焊法。

3 焊前准备

3.1 选用焊接性能较好的交流弧焊机直径芨3.2mm的E4303电焊条。

3.2 选用一套气焊 (割) 设备及工具以备预热时使用。

3.3 将管网漏水处四周清理干净, 不得有锈蚀、氧化皮、油污等, 并使其露出金属光泽。

4 补焊

4.1 点状裂纹的补焊

根据漏水部位的形状及尺寸, 将一小段钢筋头的端部打成尖状后用手捶打入漏水孔中, 越近越好, 并立即用手弧焊进行焊接。

4.1.1 施焊时电流要适中, 过大易烧穿, 形成更大的漏洞, 过小易造成夹渣或熔合不良, 一般φ2.5mm电焊条, 焊接电流为85A;φ3.2mm电焊条用110A电流进行焊接为宜。

4.1.2 施焊过程中采用划弧法引弧, 焊条沿锒入的焊条头作划圈式运条, 以断弧法一点一点地快速焊接, 掌握好焊接温度, 防止烧穿。 (图1)

4.2 条状裂纹的补焊

钢管根据加工形式分为有缝钢管和无缝钢管, 由于锈蚀产生的裂纹是不同的。从裂纹形成的形状上分直线裂纹、无规则曲线裂纹。两种不同的裂纹相应的补焊方法也是有所区别的。

4.2.1 直线裂纹

热水管线由于在运行期产生裂纹, 阀门往往关不严或管内存水, 沿破裂处往外冒时, 不要急于焊裂口处, 应先在裂口处的两侧堆焊一层或多层焊道, 使裂口间隙逐渐缩小, 然后用手锤锤击焊缝, 使裂口两边焊缝金属紧压在一起, 尽量使水流变得小些, 这时再进行焊接。

焊接顺序采用逐退焊法为宜, 这样做可使焊口间隙进一步收缩, 使水流变小, 有利于引弧, 并维持正常焊接。 (图2)

4.2.2 无规则裂纹的补焊

当管网内水压较大, 水流也较急的情况下, 应采取先在管道底部焊管头的截留补焊法, 其方法是先在漏管下部, 漏水部位的前方焊上一个或多个带有丝扣的管头 (中空) 。然后增大焊接电流, 将电焊条从管头内部烧穿水管, 使管内的水绝大部分从漏水处的前方泄出, 以达到“截流”泄压的目的, 再按上述方法施焊。最后用阀门将带丝扣的管头封位, 如水压过大, 打开阀门戴好丝扣, 再关毕阀门。 (图3)

4.3 套管加固法补焊

当泄露处周围锈蚀严重, 容易被电弧烧穿而形成更大的漏洞时, 应先用胶布或自行车内胎一层压一层地紧缠泄露处, 使其不再泄漏。然后再将一般能套住缠绕部位的钢管纵向割成两半, 并将其置于补焊部位定位焊 (图4) 。

焊接该套管时, 先用气焊 (割) 炬套管两段烧红, 再用手捶收口, 尽量与管道紧密贴合。先焊接两条环缝, 后焊接两条横缝, 在熔合良好的情况下, 焊接速度应尽量快一些, 控制焊接温度不能太高, 边焊边用冷水冷却, 以防将胶布烧坏而封不住水。

4.4 开窗口补焊法

在管道的泄漏部位处于靠墙或焊工视线受影响、不易操作的情况下, 可先用上述截流方法把管内水放掉, 再用气割方法在漏水处的上方或对面开一个“窗口”, 将焊条伸进管内对泄漏处进行补焊, 最后再把割掉的“窗口”按原样组合焊接。

5 效果:上述方法供救急时使用, 彻底解决更换管线。

结论:以上方法是从实际工作中出发, 通过长时间的操作、分析后总结出来的, 经过实践证明, 上述方法切实可行, 能在生产实践中得到很好的应用, 取得了好的效果。

摘要：供热管线随着长期的使用, 受腐蚀、氧化等因素影响, 管壁越来越薄, 一旦大幅降温, 供热公司采取升温、加压等措施, 老旧管网承受不了压力, 容易出现爆管泄漏, 同时管线常期使用内部存在水垢等杂质堵塞因天气寒冷造成冻裂漏水等现象。根据多年的供热生产实践针对供热管线锈蚀造成的泄露, 浅谈供热管网漏水的几种补焊方法。

关键词：供热管线,泄漏,补焊方法

参考文献

补焊方法 第2篇

在实际检验过程中,可以发现裂纹、压伤、斑点、夹渣、表面过烧、缺损等常见缺陷,但锻造法兰表面有圆形或长方形的结疤状缺陷,给检验人员判断造成困惑。通过对此类缺陷的分析与探索,借助现有的检验检测方法,解决此类缺陷的辨识问题[1]。

1 缺陷的表现形式

在法兰的外表面、圆角部位、密封面部位局部区域有一个圆形、长方形冷凝状薄膜,与周围外观形态一致,凭借肉眼不易发现,借助外部自然光、灯光可发现法兰外表面有圆形或长方形的结疤状薄膜[2]。

2 锻造法兰检测项目分析

2.1 法兰的外观质量检查

(1)目视检查是锻件表面质量最普遍、最常用的方法。

(2)磁粉检查通称磁粉探伤或磁力探伤。它可以发现肉眼不能检查出的细小裂纹、隐蔽在表皮下的裂纹等表面缺陷,但只能用于碳钢、工具钢、合金结构钢等铁磁性材料,而且锻件表面要平整光滑,粗糙的表面有可能导致不正确的检验结果。其特点是灵敏度高、速度快、设备简单、操作简便而且成本比较低,这种方法只能检验磁性磁力的表面或近表面处的缺陷。

(3)着色渗透探伤用带有彩色的高渗透性油液,使之渗入锻件表面缺陷中,然后用肉眼即可看到“彩象”,从而发现表面缺陷,着色法明显的好处是用肉眼在普通光线下即可观察。

2.2 法兰的几何形状与尺寸的检验

法兰外径、中心圆直径、螺栓孔直径、法兰厚度、密封面尺寸、焊接端尺寸,可采用直尺、卡钳、卡尺或游标卡尺等通用量具进行测量。

2.3 法兰的硬度检查

常用布氏硬度计与洛氏硬度计来进行试验。检验硬度的目的是:法兰的表层是否脱碳以及了解法兰内部的组织。

2.4 材料化学元素检查

化学成分的检测一般是采用化学分析法或光谱分析法对法兰的成分进行分析测试,化学分析法采用破坏性试验,其特点是准确度高,检验周期长。光谱分析法,现在已不单纯采用看谱法和摄谱法来进行成分分析,新出现的光电光谱仪不仅分析速度快,而且准确性也大大地提高了,而等离子光电光谱仪的出现更大大地提高了分析精度,其分析精度可达10-6级。

3 缺陷判定方法探究

借助外部光线,通过目视法确定缺陷位置,采用现有的检验检测手段,对于缺陷位置进行实际测试。

3.1 检验方法选择

通过常规法兰检验方法的分析,可排除并不涉及的检验项目,选择硬度检验与光谱分析作为分析方法。

3.2 缺陷分析步骤

对材料牌号为16Mn,在20个检验批次中,选出5片带有此类缺陷的锻造法兰进行No.1～No.5的编号,之后进行分析。

(1)确定缺陷位置。

(2)采用硬度检测,在缺陷位置及法兰盘背面选取4个测量点,获取并比对数据。

(3)采用便携式直读光谱分析法,在缺陷位置及法兰背面选取4个测量点,获取并比对数据。

3.3 对缺陷部位的测试

(1)对No.1～No.5样品进行硬度检测,并与周围检测、标准值进行比对(表1)。

检测过程注意事项为:(1)设备在使用之前务必使用标准试块进行校准;(2)材料打磨不宜过深,表面平整即可;(3)打磨过程不宜用力过大、防止对测试面造成二次伤害影响检测结果因素;(4)测点位于法兰密封面背面,4个测量点呈均匀分布。

(2)针对No.1～No.5样品进行光谱分析,并与周围检测、标准值进行比对(表2)。

测量过程注意事项为:(1)材料打磨不宜过深,表面平整即可,打磨过程不宜用力过大、防止对测试面造成二次伤害影响检测结果因素;(2)按纹路打磨,防止交叉纹,影响测试结果;(3)测量首先进行激发枪与标准模块的校准达到标准规定值;(4)每次燃烧完后,在第二次测量前进行枪头清洗,减少数据偏差,测量位置,选取的4个测量点呈现均匀分布。

通过采用硬度检测和光谱分析法,对同一片法兰的缺陷位置与周边不同部位的检测,可以发现:采用硬度检测法,缺陷部位与周边,所测数值偏差较大,有明显差异,可以快捷、有效确定缺陷位置,其实际可操作性较强;采用光谱分析法,缺陷部位与周边数值对比发现,同一种材质Mn元素变化幅度较大,缺陷处化学成分发生明显改变。

4 缺陷的成因分析及危害

通过对缺陷部位与周边部位的测试可发现,缺陷部位的材质与母材不同,进一步可推断缺陷为补焊后打磨形成的。造成缺陷的原因由于法兰局部缺损、机械伤害和母材缺陷,生产单位质量意识淡薄,对缺陷部位进行补焊,再用机床进行表面处理,形成结疤状缺陷,短期提高了生产效率及经济效益,留下较大的安全隐患,进而反映在使用性能方面强度增加,韧性降低,疲劳性、高温瞬时强度、持久强度、持久塑性、蠕变强度不符合现场使用要求等。

5 结论

采用硬度检测法(HB)、光谱分析法对缺陷位置和周边位置检测数据的分析,得出如下结论:

(1)通过实验数据对比,缺陷位置和周边位置的硬度检测数值差异较大,补焊部位的硬度增加,韧性降低,使用性能变差。

(2)通过实验数据对比,缺陷位置和周边位置的Mn元素含量变化较大,材料的化学成分发生改变,使用性能降低。

(3)采用硬度检测法和光谱分析法可有效判定锻造法兰片的补焊缺陷,给法兰的外观检验提供了有效的实践支撑。

(4)对发现的缺陷用目视检查及硬度检测法可快速、有效、准确找出缺陷并进行判定,提高检验效率,保障使用安全。

摘要：依托现有的检验资源,从缺陷的发现、缺陷成因的分析、检验检测方法的探索与应用、缺陷判定、检验结果的出具,采用硬度检测法、光谱分析法,对缺陷部位进行了测定与辨识,形成了在实际检验过程中,发现和解决问题的方法。

关键词：锻造法兰,硬度检测法,光谱分析法

参考文献

[1]JB/T 4726-2000压力容器用碳素钢和低合金钢锻件[S].

汽轮机缸体裂缝的现场补焊 第3篇

C12-50/5型汽轮机的高压缸材质为ZG20CrMo铸钢, 上缸体重16t, 厚度120mm。如此大的铸件, 难免在铸造过程中产生气孔、砂包、裂纹等缺陷。

该机组运行已有10年, 本次发现的裂纹就产生在喷嘴组旁的应力较集中的位置, 经分析认为此处没有圆弧过渡, 将裂纹的隐患留在了母材中, 由于汽缸工作在温度高、压力高的工况下, 加上抽汽量变化大和机组启、停等因素, 在交变应力的作用下, 产生裂纹并不断扩展, 最终导致裂纹沿熔合线开裂。

1. 现场汽轮机缸体及自动主汽门材料的可焊性

汽轮机高压缸的材料为ZG20rCMo, 其主要化学成分见表1。

由此可计算出ZG20CrMo的碳当量为0.585。当材料的碳当量大于0.45时, 材料的可焊性变差。焊接时, 如果冷却速度太快, 则容易产生淬硬组织导致冷裂纹的产生。而高压缸缸体材质的碳当量远大于0.45, 缸体体积、重量大导致刚度大, 加上裂纹的长度、深度都很大, 补焊后极易出现焊后的残余应力增大, 控制不好可能会导致冷裂纹的产生。因此, 选择合适的补焊方法, 制定科学合理的补焊工艺是补焊成功的关键。

2. 补焊方法

汽轮机缸体裂纹的补焊方法一般有两种:一种是热焊法。即采用与缸体成分相当的R307或R317珠光体耐热钢焊条进行补焊, 这种方法焊前需要预热和焊后进行热处理, 一般需要预热到250~300℃。处理得当可得到与母材金属相当的机械性能, 且组织稳定。但是, 热焊法会引起附加变形且焊接工序繁多、工艺复杂, 如此大的工件现场补焊预热和热处理工艺是很难办到的。另一种方法是采用奥氏体不锈钢焊条补焊, 如用奥507焊条。由于焊缝金属在焊接过程中不发生相变, 而且本身塑性又好, 奥氏体的焊缝组织具有极好的抗裂性, 同时对氢的溶解度大, 不会因氢的析集而产生裂纹, 焊后不做热处理, 既简化了工序, 又减少了缸体焊后的变形和应力。

针对热电厂具体情况, 依据《汽轮机铸钢补焊技术导则》有关规定, 决定选用冷焊工艺挖补处理。

为了减少焊接过程中产生的残余应力, 应尽量减少焊缝的热输入。使之既保证焊缝与母材的熔化、熔合, 又不使焊缝温度过高, 以确保补焊成功。因此制定了严格的焊接工艺。

3. 补焊工艺

(1) 原裂纹的挖除与坡口的设计

裂纹的挖除是补焊成功的先决条件。如果裂纹挖除不干净, 留下隐患, 还会导致继续再裂。焊缝的坡口尺寸会影响补焊质量, 坡口过大使焊缝填充金属增加, 焊缝输入的热量增加, 扩大了焊缝热影响区, 使奥氏体金属与珠光体母材金属之间存在一个低塑性带。其化学成分和组织不同于焊缝, 严重降低了接头的冲击韧性。坡口尺寸过小, 电流过小时, 不能保证焊缝与母材的充分熔化, 同时影响焊接时的操作, 产生熔化不良或坡口未熔等缺陷。

为了能有效地控制焊接应力和变形, 减少焊接工作量、节约工期, 选用V型坡口。同时为了避免热变形, 需采用230型角向磨光机打磨出坡口要求的尺寸。

(2) 焊机和焊条的选择

选择直流焊机, 采用小规范、小电流、抗裂性能好的奥507焊条, 焊条直径为3.2mm, 焊前焊条在烘箱预热, 温度控制300℃, 焊接电流控制在110A以下。

(3) 焊前检查

焊前检查坡口尺寸是否符合设计要求, 是否全部铲除焊接淬硬层, 用着色探伤检验确认裂纹全部铲除干净, 用5倍放大镜检查施焊区已无裂纹, 方可施焊。

补焊工作由经验丰富且持有高压焊工合格证的焊工承担, 焊前先熟悉整个补焊工艺过程及要求, 并进行模拟练习。

(4) 施焊过渡层

为了控制焊接过程中珠光体一侧的碳和合金元素向奥氏体焊缝的扩散, 采用施焊过渡层是有效的方法。考虑到根层30mm厚的焊缝体积小, 先焊完30mm深的焊缝后立即快速施焊一层过渡层约3~4mm厚。由于此施焊过渡层的方法未受刚度的牵引, 完全是在自由状态下施焊的, 故冷却时是自由收缩, 无应力和变形, 大大降低了熔合区的热应力和焊缝的焊接应力, 为保证质量打下了良好的基础。

(5) 焊接层次顺序

为了控制焊接应力与变形, 采用多道、多层、多段的焊接工艺。

(6) 锤击焊缝

为了有效地消除焊接应力, 焊接过程中除打底层热敷过渡层和盖面层焊缝不锤击外, 其他各层焊缝采用1磅的圆顶锤, 每焊30mm长立即跟踪锤击, 一锤—锤有顺序地锤击, 直到焊缝上布满密密麻麻的麻点为止。

(7) 焊缝的检验

焊接过程中, 每焊一道缝都要消除应力, 同时要采用外观着色的方法, 用5倍的放大镜检查有无裂纹, 一经发现, 及时打磨铲除再进行补焊。确保焊缝及热影响区不得有裂纹、砂眼、未熔合等重大缺陷。

整个焊缝补焊完后, 用石棉保温材料包盖, 待冷却到常温后, 采用小平板涂红丹粉在汽缸中分面打磨, 保证修补平面严密不漏。

4. 补焊结果

补焊工作顺利完成后, 经检验符合工艺要求。大修机组投入运行至今未发现异常现象。

5. 结论

(1) 对汽轮机高压缸材质为ZG20CrMo的铸钢, 采用本文所述工艺是可行的。

(2) 采用层间检验与外观着色最终检验的方法, 可较好控制挖补焊缝的质量。

(3) 由于补焊金属为奥氏体不锈钢, 其线膨胀系数比母材——珠光体耐热钢大25%~30%, 因热疲劳会在熔合线附近产生裂纹, 所以补焊后应尽量减少机组的频繁启停次数和避免长期的超额定汽温运行。

(4) 每次机组大修应对汽缸补焊区域进行检查, 并详细记录。

参考文献

[1]山西电力工业局.汽轮机设备检修[M].中国电力出版, 1997.

立板补焊试件的焊接工艺 第4篇

第三届全国职工职业技能焊工大赛新增了立板补焊项目,该项目具有较大难度和挑战性,是对焊工基本功扎实与否的检验,也成为此次比赛的亮点。在此次比赛中,由培训中心培训的选手荣获团体总分第一名,个人总分第一名的好成绩。现介绍该项目的培训经验,供大家参考。

1 焊接特点

立板补焊项目试件由两部分组成,采用焊条电弧焊方法焊接,焊道由两个半周组成。焊接时,相当于插入式管板水平固定焊,坡口角度大,坡口一侧容易产生过热导致熔孔变大,因此,需采用灭弧焊法打底焊接。该项目包含了焊条电弧焊操作的横焊、立焊和仰焊三种位置焊接,但不是简单的组合,具体焊接操作时介于三种焊接位置之间,具有较强的综合性和较大难度,主要考察选手在焊接过程中对焊条角度变化、熔池形状控制的掌握,充分检验了焊工水平和基本功。

2 焊前准备

(1)焊接设备及材料。焊接电源是WS-400,焊条选用型号GBE5015(牌号J507),试件材料Q235钢。(2)试件规格尺寸和装配尺寸。规格尺寸如图1,装配尺寸见表1。(3)辅助工具。辅助工具:钢丝刷、扁铲、锉刀、手锤、角向磨光机等。

3 试件组对

3.1 试件清理

焊接前,用角向磨光机将试件坡口及坡口正反两侧15～20mm以内的表面油、污及氧化物等杂质清除干净,露出金属光泽。

3.2 定位焊

定位焊共一处,采用搭桥连接。搭桥连接时,定位焊不能破坏板的坡口底边和小圆板的坡口面,一般将5mm左右焊条头放置在坡口内点固,焊接到定位点时熄弧,用扁铲将定位焊点剔掉。定位焊后的试件如图2。

4 焊接

4.1 焊接工艺参数(见表2)

4.2 焊接操作打底焊时,引弧点在6点钟位置,收弧点在12点钟位置,调整好焊条角度(如图3),采用灭弧焊打底。

4.2.1 打底层:

(1)引弧。打底焊从仰焊6点位置过5-10mm开始引弧,焊接前半周。引燃电弧后,电弧稍作停顿预热1～2秒进行搭桥连接,当看到坡口两侧金属熔化成熔孔时,焊条向坡口根部压送,形成熔池后施焊。板的坡口底部熔化1mm左右,小圆板边缘熔化0.5mm左右,形成熔孔,熔孔大小要一致。在仰焊部位焊接时,要防止背面焊缝出现下垂,电弧在小圆板一侧停留时间要比在板的坡口底边停留时间稍长。(2)运弧。熔池形成后,熔池的前沿应看到熔孔,使板坡口一侧熔化1～1.5mm,小圆板一侧略小些。施焊时,要把握三个要领:即一“看”、二“听”、三“准”。“看”,就是观察熔池形状和熔孔大小,使熔池形状基本一致,熔孔大小均匀,并保持熔池清晰、明亮,熔渣和铁水要分清。“听”是听清电弧击穿试件根部“噗、噗”声。“准”是要求每次引弧位置与焊至熔池前沿位置准确,后一个熔池搭住前一个熔池2/3左右。(3)收弧。收弧时,快速进行两次灭弧焊操作,从而降低熔池温度,防止冷缩孔产生。(4)接头。接头时,用扁铲将接头处铲成缓坡,然后在缓坡后约5～10mm处引弧,预热施焊,焊至缓坡口末端时将焊条送进,待听到击穿声,根部熔透形成熔孔后,正常向前施焊,其它位置焊法均同前半周。在后半周施焊前,先把前半周焊缝的起弧处和12点收弧处铲成缓坡后再进行焊接。当焊至后半周与前半周焊缝收弧处时,将电弧略向前坡口里压送并稍停顿,待根部熔透后,填满弧坑再熄弧,完成接头焊接。

4.2.2 填充层:

填充层的焊条角度与焊接步骤与打底焊相同,但采用的是连弧焊接方法,运用锯齿形运条法,坡口两侧稍作停留。因外侧焊缝圆周较长,焊条摆动幅度要稍大些,填充焊道要求焊接平整或稍下凹,以保证盖面焊道能圆滑过渡。填充次序如图4。

4.2.3 盖面层:

采用锯齿形横向运条,焊接时,两边稍作停留,中间过渡要快,使焊缝饱满,防止咬边。运条时必须保持熔池水平状态,不论焊接位置如何变化,都要把电弧带成水平状态。

仰焊部位接头方法:先焊半周的施焊端,要甩出一个长斜坡,后半周从斜坡开始焊接,先小锯齿形运条,逐渐增大运条宽度,待焊到斜坡后,按上述进行正常焊接。

5 焊后清理

试件焊成后,用钢丝刷将焊渣、飞溅物等清理干净,严禁动用机械工具清理,应保持焊缝原始状态,交付检验前不得对各种焊接缺陷进行修补,焊缝表面无加工修磨或返修焊,焊缝表面不得有裂纹、末熔合、夹渣、气孔、焊瘤和末焊透等焊接缺陷。

6 总结

采用上述焊接工艺焊接后,对焊缝进行X射线探伤,未发现缺陷,焊缝成形良好,达到了国内较高水平。

参考文献

在野外施工中的钢结构补焊 第5篇

在野外进行钢结构的补焊, 受施工条件的限制, 根据工艺要求制定的工艺规程很难完成, 因而补焊后的工件一般很难达到高的质量标准, 更不要说完全彻底地修复钢结构。可以说, 野外钢结构的补焊, 主要是为了不影响施工的顺利进行, 等待新备件到位安装的权宜之计。虽然如此, 但一定要保证工件正常使用, 保证工件的质量, 特别是在力学性能方面的质量;因此, 在补焊过程中, 要利用现有条件, 制定工艺规程, 严格执行工艺规范, 认真完成钢结构的修补。

1 焊接材料的选择

由于是在野外施工, 受工作条件的影响, 钢结构的补焊一般只能采用手工电弧焊、氧-乙炔气焊和Ti G焊, 在焊接材料的选择上, 以选择焊条的成分和性能为主。

1.1 选择焊条的等强度原则

低碳钢、低合金结构钢构件, 选择焊条是要求焊缝的力学性能不低于被焊材料的力学性能 (等强度原则) , 因此可按被焊材料的抗拉强度等级来选择相应等级的焊条。如:Q235-A钢, 其抗拉强度为420Mpa, 应选择E43系列的焊条Q345钢 (如:16Mn) , 其抗拉强度为470~630Mpa, 应选用E50系列的焊条。

1.2 根据结构的重要性、尺寸及复杂程度确定焊条药皮类型

对塑性、韧性和抗裂性能要求比较高, 在低温环境或动载荷作用下运行或焊件厚度大, 焊缝密集时, 应选择低氢型焊条;一般结构, 对塑性、韧性无特殊要求, 或者焊件表面油污、杂质难以清理时, 可选用抗气孔能力较强、工艺性能好的钛钙型焊条。

1.3 根据设备条件选择药皮类型

当选择余地比较大时, 在考虑操作者的劳动条件、设备条件及焊接生产率等情况下, 在保证质量的前提下, 尽可能选用工艺性能好的钛钙型焊条。

2 焊前预处理

2.1 焊件表面的净化

由于被补焊的工件一直都在使用中, 因此在被焊部位都多少存在着油污、锈蚀等。为了保证补焊的质量, 必须清理掉附着在钢结构表面的污物。可利用钢丝刷、砂纸、手动砂轮机、锉刀、刮刀等工具清理工件表面的锈蚀、泥污、氧化皮等;对于油脂, 可利用氧-乙炔火焰进行清理。

2.2 焊件焊缝坡口的备制

为了保证焊缝能够焊透、保证焊件的力学性能, 在焊接部位一般都需要备制坡口。可以利用錾子錾削出一定尺寸的坡口;利用砂轮机磨削出坡口;利用氧-乙炔气割坡口。坡口尺寸不宜过大, 要注意坡口的形状。

2.3 焊件的预热

对于一些脆性材料、厚板或在温度较低的情况下 (野外、冬季) , 需要对焊件进行焊前的预热。在预热的过程中, 要注意加热的温度不宜太高, 特别是对于厚板和具有再热裂纹倾向的材料, 要严格控制预热温度。

3 焊接应力与变形的控制

在焊接过程中, 不可避免的会产生焊接应力和焊接变形, 因此在整个钢结构的补焊过程中, 要注意焊接应力和焊接变形的产生、控制焊接应力和焊接变形, 确保补焊后钢结构的质量。在处理补焊工件时, 首先要考虑一下几个问题:

第一, 选择合理的焊缝形状和尺寸。选择最小的焊缝尺寸, 在保证结构有足够承载能力的前提下, 应采用尽量小的焊缝尺寸, 过大的焊缝尺寸, 焊接时受热区加大, 使压缩塑性变形区增大, 残余应力与变形量增大;选择合理的坡口形式, 控制焊接总量和焊缝的熔合比。

第二, 减少焊缝的数量。通过减少焊缝数量, 可以减少焊接总量, 进而减少焊接变形的产生。多一条焊缝就多一处内应力源。

第三, 避免焊缝过分集中。焊缝间应保持足够的距离, 焊缝过分集中不仅使应力分布更不均匀, 而且还能出现双向或三向复杂的应力状态。

第四, 采用刚度较小的接头形式。通过产生局部的小变形, 减小整体结构的焊接应力, 避免开裂。

3.1 焊接变形的控制

在工艺措施上可选择以下措施:

3.1.1 利用留余量法, 补偿焊件的收缩。

3.1.2 利用反变形法, 达到抵消焊接变形的目的。

3.1.3 利用刚性固定法, 达到减小其变形的目的。

3.1.4 通过选择合理的装配焊接顺序, 使焊接变形减至最小。

3.1.5 通过合理地选择焊接方法和焊接参数, 有效地降低焊接变形。

3.1.6 利用热平衡法, 减小或防止钢结构的弯曲变形。

3.1.7 利用散热法, 利用快速散热, 达到减小焊接变形的目的。

3.2 焊接应力的控制

在工艺措施上可选择以下措施:

3.2.1 采用合理的装配焊接顺序和方向, 使每条焊缝尽可能自由收缩。

3.2.2 利用预热法, 先将焊件局部或整体加热到150~650℃。使钢结构在冷却过程中, 得到充分的收缩。

3.2.3 利用冷焊法, 减少焊接过程中的热输入以达到减小焊接应力的目的。操作中要注意环境温度。

3.2.4降低焊缝的拘束度, 特别是封闭焊缝的拘束度。

3.2.5 加热“减应区”, 使之与焊接区同时膨胀和同时收缩, 起到减小焊接残余应力的作用。如图1:可以直接补焊裂纹1位置的断裂裂纹;对于裂纹2这种没有完全断裂的裂纹, 可以通过加热“减应区”A, 来减少焊接裂纹2时产生的焊接应力;对于裂纹3, 可以通过加热“减应区”B, 来减少焊接裂纹3时产生的焊接应力。

4 焊接应力的消除和焊接变形的矫正

4.1 焊接应力的消除

对于在低温环境下工作、材料有发生脆性断裂危险的钢结构补焊;钢结构为脆性材料的补焊件;钢结构有应力腐蚀可能的补焊件, 一般都需要进行消除焊接应力的工作。

4.1.1 整体热处理, 对于较小的焊件可以通过整体热处理方法消除焊接应力。由于在野外作业, 不具备完善的热处理条件, 在具体操作中可以建造临时退火炉或利用石棉毡、干燥的炉灰等对焊件进行保温和缓冷。

4.1.2 局部热处理, 对于某些不允许或不可能进行整体热处理的焊件, 可采用局部热处理。可利用石棉毡、干燥的炉灰等对焊件进行保温和缓冷。

4.1.3 锤击焊缝, 在焊后用锤子锤击焊缝, 可使焊缝金属产生延伸变形, 能抵消压缩塑性变形, 起到减小焊接残余应力的作用。锤击要适度, 以免锤击过渡产生裂纹。最后一层焊缝, 应采用小电流、小直径焊条、低热输入、多道焊, 焊后不要再锤击焊缝表面。

4.2 焊接变形的矫正

在焊接过程中, 注意了对焊接变形的控制, 焊后产生的变形都不大, 一般都不需要矫正。如果焊接后变形较大, 不矫正无法使用的话, 可以采用手工矫正和火焰矫正的方法加以矫正。但要注意避免在手工矫正中的大力强制性矫正和火焰矫正中的过度加热。

摘要：在野外施工过程中, 一些钢结构有可能发生局部的损坏。为避免影响施工的顺利进行, 需要对钢结构进行及时的修理, 对于一些无备件要求的工件, 就需要进行现场的补焊。

关键词：补焊,焊接材料,预处理,焊接应力,焊接变形

参考文献

[1]邱葭菲.焊工工艺学[M].北京:职工劳动社会保障出版社, 2007, 1.

[2]王云鹏.焊接结构生产[M].北京:机械工业出版社, 2008, 1.

某火力发电厂主汽门补焊处理措施 第6篇

大修期间, 在对该厂主汽门进行磁粉探伤检验时发现阀门腰部截面突变处存在3条长度分别约为15mm、8mm和76mm的表面裂纹, 因厂内无备品且受检修工期限制, 同时考虑到经济性, 决定与发电厂共同进行现场挖补处理。

主汽门是主蒸汽进入汽轮机的总阀门, 在正常工作状态下它作为主蒸汽管道的一部分承担着蒸汽导流和调节蒸汽流量的功能, 在危急情况下又能迅速自动关闭, 切断进入汽轮机的主蒸汽通道, 起到截流作用, 使机组迅速停机, 以防止机组超速和避免事故。工作时其内部介质为高温高压蒸汽, 作为汽轮机组中一个重要部件, 主汽门的安全性能直接影响到整个机组的安全经济运行, 甚至影响到整个电厂和电网的安全运行。

1主汽门阀体裂纹原因分析

该厂主汽门阀体采用的ZG15Gr1Mo1V属于低合金耐热铸钢, 是一次整体铸造成型的。铸造材料在进行浇铸时, 由于材料中含有大量的夹杂物或工艺方面等的原因而不可避免地容易产生气孔、疏松、偏析、白点、夹渣或裂纹等铸造缺陷, 使铸件的整体内在质量降低。尤其是象主汽门这类的大型铸件的截面变化处的圆角半径小, 铸型呈突出形状, 散热率小, 使得此处铸件凝固缓慢, 晶粒较粗, 夹杂物易于富集, 力学性能差, 更容易出现上述铸造缺陷[1]。

主汽门在正常工作过程中, 由于受到高温高压蒸汽的作用, 除承受正常的工作应力、交变热应力外, 还要承受因启动、停机或负荷变化时产生的附加变应力。尤其在结构突变处应力会更大, 且易形成应力集中。在对该阀门裂纹进行缺陷挖磨消除时随着挖磨深度的增加3条裂纹逐渐合并成一条, 最终在挖磨深约35mm后发现该裂纹底部存在一处体积约为8mm×10mm×12mm的疏松。结合相关信息及资料, 判断该裂纹产生的原因为该主汽门存在原始铸造缺陷, 长期运行过程中在各种应力共同作用下于原始铸造缺陷处形成初始裂纹, 随着时间推移裂纹不断向外表面扩展, 直至最终形成了所发现的表面裂纹。

2铸件的化学成分检测

在现场使用便携式荧光仪对该阀门阀体材料进行了检验, 其化学成分检验结果符合JB/T9625-1999标准中相关规定要求, 具体检测结果与标准规定对比见表1[2]。

3具体补焊措施

3.1补焊方法的确定

对该阀体的补焊一般常见的有热补焊和冷补焊两种, 这两种方法各有利弊。考虑到现场不具备热处理的条件, 最终决定采用牌号为ENiCrFe-2 (Ni327) 的不锈钢焊条进行冷补焊, 这样既能保证补焊后阀门的使用性能, 又大大减少了补焊的工作量, 以确保机组检修在预定周期的顺利完成。

3.2待补焊部位的破口修磨

首先采用磁粉探伤方法对待补焊部位进行缺陷检查以确保缺陷消除干净, 同时为有效地控制焊接应力和变形, 减少现场焊接工作量、降低焊缝热量的输入和金属填充量, 以及方便施焊的原则, 现场决定将待焊部位修磨成“U”型坡口。修磨时采用φ100mm的角磨机及电磨头对坡口底部及转角处进行了圆滑过渡以避免产生应力集中, 同时对待补焊区域周围100～150mm范围进行了磨光处理, 使得整个区域范围内露出金属光泽。

3.3待补焊部位的清理

使用无水乙醇对补焊部位及周边100～150mm范围进行了多次清洗, 以确保待补焊部位没有油污、水分和其他脏物等, 最大限度地避免因污染造成的补焊缺陷的产生。

3.4补焊人员的选择

对阀门的补焊使用了具有相应资质且有多年焊接经验的熟练的焊接工人, 补焊前进行了安全培训和模拟试焊, 并要求进行焊接时焊工必须严格执行预定的经过审批的焊接工艺规范, 同时穿戴好必要的焊接劳动保护用具, 精心施焊。

3.5补焊材料及规格的选择

根据实际情况选择了两种直径分别为3.2mm和5.0mm的ENiCrFe-2 (Ni327) 不锈钢焊, 并对该焊条的产品合格证等相关质量证明文件进行了检查, 以确保使用合格的焊材进行补焊工作。

3.6补焊空间环境准备

由于ZG15Gr1Mo1V属于珠光体耐热钢, 该钢种的淬硬倾向大, 故施焊时应避免风吹。补焊空间于补焊前彻底清理了所有妨碍补焊的杂物及垃圾, 并搭建了防风圈以防止补焊时有穿堂风产生透风散热, 避免降温过快而使补焊区淬硬盒出现焊缝的热裂现象[3]。

3.7补焊方法及补焊规范

补焊采用的是GS-400SS电焊机直流反接手工电弧焊的方法, 焊接电流控制在100～200A之间, 焊接电压控制在22～26V之间。

3.8预热

补焊前预热采用的是氧乙炔加热方法, 用中性火焰对坡口及周边100～150mm范围内进行加热, 母材均匀加热至150～180℃, 预热升温速度不超过5℃/min, 同时注意控制阀体内外壁温差不大于50±5℃。补焊前的预热工作是避免产生气孔等补焊缺陷与堆焊层开裂和剥离的有效措施, 因此在进行这一工作时应耐心细致, 否则会影响整体补焊质量。

3.9补焊过程

补焊过程中严格按照焊前所制定的具体技术措施实施, 在达到预热条件后先用直径为3.2mm的焊条进行打底焊, 然后再用直径为5mm的焊条进行填充及盖面。补焊时严禁在工件表面引弧、试电流。焊接时采用多层多道焊, 每道焊道的单层厚度不大于焊条直径加1mm, 单道焊摆动宽度不大于所用焊条直径的4～5倍。每焊接完一层应及时清理焊渣并使用5～10倍放大镜进行检查, 如期间发现有缺陷存在则应及时消除缺陷。待确认焊渣清理干净且未发现问题后才能进行下一道焊缝的补焊工序, 补焊时检验人员使用红外线测温仪对层间温度随时跟踪检查以确保补焊焊道的层间温度控制在150±5℃以内。同时, 焊道位置必须相互错开, 下道焊时应在上道焊缝金属处引弧, 且覆盖上道焊缝的三分之一, 表面应做圆滑过渡, 盖面焊时盖面层应高于补焊部位3～5mm。

3.10补焊后处理

1) 补焊完成后应及时用氧乙炔枪对补焊部位及热影响区局部进行350～400℃的消氢处理, 然后用石棉布包裹工件使其换冷至室温。

2) 待工件冷却至室温后对补焊部位进行打磨处理, 是补焊部位圆滑, 避免产生应力集中。

3.11焊后检验

对补焊区修磨完成后, 用渗透探伤的方法对补焊区进行了检查, 检查程序及质量控制依据的是JB4730.5-2005《承压设备无损检测 第5部分:渗透检测》, 检查未发现超标缺陷痕迹显示。

3.12投运后监督建议

该主汽门投运后建议电厂加强监督, 注意日常巡查, 且在每次A、B级检修时均应对该补焊区进行检验。

4结束语

该主汽门补焊后经过2个大修周期运行后, 补焊区未见新的超标缺陷的产生, 从补焊后焊缝的质量上看基本上达到预期目的及要求, 也说明该补焊工艺是切实可行的, 使用单位也对此次缺陷的处理给出了高度评价。

火力发电厂使用的诸如汽缸、主汽门等大型铸件较多, 随着机组容量的不断增大, 铸件的体积也在不断增大、结构也在不断复杂化。而大型铸件在使用过程中也容易出现因铸造缺陷或运行过程中产生的新的缺陷, 这些大型铸件在电厂中一般是没有备品备件的, 大修期间对发现问题的大型铸件多采用现场补焊修复措施。补焊措施与工艺的制定和执行直接影响到补焊工件的质量, 继而会影响到火力发电厂的安全经济运行, 因此如何根据实际情况进行现场铸件的补焊是摆在基层火力发电厂焊接技术人员及焊工面前的一个重要问题, 希望本文所论述的补焊工艺能给基层发电企业相关技术人员一些参考与借鉴。

参考文献

[1]章志荣.ZG15GrMo1V阀体铸件工艺的改进[J].铸造, 2009, 58 (12) :1278-1279.

[2]JB/T9625-1999, 锅炉管道附件承压铸钢件技术条件[S].北京:中国标准出版社, 1999.

补焊方法 第7篇

沙陀电站转轮上冠采用ZG0Cr13Ni5Mo, 在加工过程中, 因图纸改版, 误将24个分布圆孔加工为20个孔, 需要采用补焊的方式修复错位孔后重新加工。转轮上冠连轴孔为转轮与主轴连接部位, 承受非常大的扭矩, 且由于焊接量大, 结构拘束度大, 对补焊工艺提出了更大的要求。

2 修复结构与母材焊接性分析

2.1 错位孔结构分析

沙陀上冠直径为Φ5530mm、高1588mm, 腔内深1288mm, 联轴孔为通孔, 直径为Φ150mm, 深330mm, 均匀分布20个, 连轴孔及补焊位置见图1。孔的位置及相对封闭的结构造成补焊时拘束度比较大, 加上铸钢件的低塑韧特性, 在焊接过程中极易出现裂纹。

2.2 母材焊接性分析

0Cr13Ni5Mo这种Cr-Ni系马氏体不锈钢是通过添加奥氏体形成元素Ni来取代部分C以改善马氏体不锈钢的组织和性能, 并加入元素Mo提高其强度和耐腐蚀性。虽然韧性、焊接性优于Fe-Cr-C系马氏体, 但其淬硬倾向也很大, 在扩散氢及残余应力的作用下, 连续冷却到120℃以下时, 冷裂倾向更为严重。其次, 这种钢的热导率低, 易过热, 焊接时温度超过1150℃以上的热影响区内, 产生粗大的马氏体组织, 引起脆性提高。

3 修复、补焊工艺方案

3.1 补焊方法的选择

目前, 常用的手工焊接方法有焊条电弧焊SMAW、钨极氩弧焊GTAW和熔化极气体保护焊GMAW。SMAW效率适中, 电弧相对分散, 且其热影响区较大;GTAW电弧较集中, 焊缝成型号, 但其工作效率较低;考虑到补焊量较大, 选择了焊接效率较高, 且应用广泛的GMAW焊接方法。以95%Ar+5%CO2作为保护气体, 能降低液体金属表面张力, 从而能降低射流过度临界电流, 提高熔滴过渡稳定性。

3.2 焊接材料的选择

选择直径为Φ1.2mm的HS367M焊丝作为补焊材料, HS367M的合金成份为0Cr17Ni6MnMo, 位于舍夫勒相图中的三相区A+M+F。相对于与母材同材质的焊接材料HS13/5L, 淬硬倾向小, 冷裂敏感性降低, 且具有良好的塑性、韧性;相对于奥氏体材质的焊接材料ER316L、ER309L, 具有较高的强度, 且易于焊后超声波探伤UT对其质量进行检查。

3.3 焊接结构设计

设计一个衬垫块置于每个通孔的中间位置, 点焊固定, 如图2所示。厚110mm的衬垫块加工K型坡口, 这种结构型式可以减小补焊的填充量, 且空间更易于焊工进行施焊。为保证在衬垫块坡口处不产生未焊透现象, 在衬垫块的一侧坡口焊接3层后, 在背面清根, 并进行着色渗透PT探伤检查, 确认合格后, 交替对称施焊修复通孔。

3.4 其它防止冷裂纹的工艺措施

a.焊前预热和层间温度控制在100℃~150℃。预热能减缓焊缝的冷却速率, 从而降低补焊区域的拘束度, 并且较高的温度有助于扩散氢的溢出。保持层间温度可以防止过热在热影响区形成粗大的马氏体组织。

b.采用多层多道焊的方法, 严格控制线热输入量, 焊接工艺规范见表1。焊接过程中, 配合捶击消除焊接残余应力的方式, 要求达到表面均匀塑性变形。

c.焊后进行消氢处理, 在温度未小于100℃前, 将补焊区域加热至250℃, 保温4小时, 然后以30℃/h的冷却速度降到室温。

4 补焊、修复结果

4.1 按照上述工艺措施补焊后, 对补焊区域进行着色渗透PT、超声波UT探伤检查, 没有发现超标缺陷。

4.2 此上冠与下环组合焊接后, 进行了整体退火处理, 退火后探伤也无超标缺陷。并且, 机组已运行了两年时间, 电站无任何不良反馈。

5 结论

5.1 对于ZG0Cr13Ni5Mo的补焊修复过程中, 控制焊接残余应力与扩散氢的含量是防止冷裂纹的主要工艺因素。

5.2 采用GMAW焊接方法、HS367焊接材料补焊ZG0Cr13Ni5Mo母材, 可以有效地防止冷裂纹的发生, 证明上述补焊工艺是可靠的。

摘要：沙陀水电站转轮上冠的连轴孔加工错位, 采用气体保护焊的方法对错位孔进行补焊, 获得了良好的效果。本文对其补焊工艺措施进行了论述。

关键词：ZG0Cr13Ni5Mo,HS367M,冷裂纹,补焊工艺

参考文献

[1]邢丽娜.水电行业用超级马氏体不锈钢合金化特点[J].山西冶金, 2009 (4) :1～3.