超临界锅炉水冷壁鳍片密封焊接工艺的探讨

钢丝刷， 电动磨光机ＣＱ２ 气体 焊 前 处 理 ： 为 了 获 得 低 氢 的， 均匀的“ 噗噗”声。水冷壁鳍片的密封合
焊缝， 提高焊 缝 金 属 韧 性 ， 需 要 降 低 ＣＱ２ 适的电流电压 经 过 我 们 的 试 焊 得 到 如 下 数
中的含水量， 液态 ＣＱ２ 中可溶 解 ０．０５％质 据：
⑥引弧： 引弧之前应该在焊丝端部与
三 、结 论 ＣＱ２ 气 体 保 护 焊 的 效 率 高 ， 焊 接 速 度 快， 线能量比手工小的多， 而变形量与线能
母材之间保持 一 定 的 距 离 情 况 下 按 焊 枪 开 量成正比， 所以焊后的变形很小。但其设备
关， 切记不要在焊丝与母材接触时才按焊枪 复杂， 要进行防风， 焊把线受控制， 焊接位
胶或脱水硫酸铜） 。
置。
④瓶 中 气 压 降 到 ０．５ＭＰａ 时 ， 不 能 继 续
⑩焊接质量： 焊接完的管屏整体上看
供 气 、使 用 。
变形很小， 焊缝的外观质量也较好， 符合安
⑤焊缝坡口的清理： 乙炔火焰切割的 装要求。
鳍片其氧化物较多， 焊前必须清理坡口周 围 的 氧 化 物 、油 锈 、油 漆 等 赃 物 。
ＶＯＣＡＴＩＯＮＡＬ
ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 职业
技术
专题研究
超临界锅炉水冷壁鳍片密封
焊接工艺的探讨
广东 石南辉
广东大唐三百门发电厂 ２×６００ＭＷ 超 临界锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司根 据 英 国 ＭＩＴＳＵＩ ＢＡＢＣＯＣＫ 公 司 技 术 设 计 、 制造的， 本期工程装设两台 ６００ＭＷ 燃煤发 电机组， 锅炉为超 临 界 压 力 、循 环 泵 式 启 动 系 统 、 前 后 墙 对 冲 低 ＮＯＸ 轴 向 旋 流 燃 烧 器 、一 次 中 间 再 热 、单 炉 膛 平 衡 通 风 、固 态 排 渣 、全 钢 构 架 的 变 压 本 生 直 流 炉 。燃 煤 设 计煤种为神府东胜煤， 校核煤种为山西晋 北 烟 煤 ， 锅 炉 以 最 大 连 续 负 荷 （Ｂ－ ＭＣＲ）工 况 为 设 计 参 数 ， 最 大 连 续 蒸 发 量 １９００ｔ／ｈ， 过 热 器 蒸 汽 出 口 温 度 为 ５７１℃， 再 热 器 蒸 汽 出 口 温 度 为 ５６９℃， 给 水 温 度 ２８３．９℃。 锅炉水冷壁分为两个部分， 炉膛上部是垂 直水冷壁， 中， 下部是螺旋管圈水冷壁， 螺 旋管圈水冷壁通过中间混合集箱转换成垂 直水冷壁。螺旋管水冷壁安装是超临界锅 炉安装质量控制的难点。水冷壁鳍片为 δ＝６ｍｍ。
量的水， 其余的水侧形成自由状态沉于瓶 底 ， 市 售 的 ＣＱ２ 气 体 含 水 量 较 高 ， 施 焊 前 必须在现场做以下减少水分的措施：
焊接电压 ２０－ ２２Ｖ 焊接电流 １６０－ － － １７０Ａ 焊接速度 ３０－ － － ４５ｃｍ／ｍｉｎ
①将 新 气 体 倒 置 １～２ 小 时 ， 然 后 开 启
气体流量 ８－ － － １５ 升 ／ｍｉｎ
阀门， 把沉积在下部的自由状态水排出。根
⑨焊接过程： 具体是根据现场实际情
据瓶中含水量的不同， 可每隔半小时放水一 况 ， 我 们 现 在 采 用 的 是 用 ＣＱ２ 气 体 保 护 焊
次， 共放 ２～３ 次， 放掉水后， 仍将气瓶倒置。 首 先 焊 接 水 冷 壁 鳍 片 的 密 封 的 平 焊 位 置 ，
一 、存 在 的 问 题 及 原 因 分 析 在焊接结构密封中发现， 焊接后的管 屏均有不同程度的变形， 其中有两片管屏 变形较大， 从现场变形较大的两片管屏的 情况来看， 构件焊接以后， 垂直于为因对口 需要而用火焰割开的管屏拼缝鳍片的焊缝 方向的变形最为明显， 普遍的情况是管屏 中间下拱。根据现场的情况来看产生变形 的主要原因是低合金钢的刚性相对较差焊 接时局部受热引起焊缝的横向收缩变形， 而导致管屏中间下拱。所以关键是要控制 好密封的横向收缩变形， 影响变形的原因 很多， 但重要的是我们要控制好焊接区域 的线能量， 工艺上采用小规范， 交叉施焊的 方法。 二 、焊 接 方 法 及 焊 接 工 艺 １． 焊 接 设 备 ： 采 用 美 国 ＩＮＶＥＲ－ ＴＩＣ－ Ｉ－ ３００ 型 逆 变 焊 机 ， 北 京 时 代 ＣＯ２ 逆 变焊机。 ２． 焊 接 方 法 ： ＣＱ２ 气 体 保 护 焊 ＋ 手 工 电弧焊。 ３． 焊 接 材 料 ： 焊 条 Ｒ３０７、 焊 丝 ＪＭ－ １ＣＭ。 ４． 焊接准备：
（ １） 焊 接 材 料 ： ＪＭ－ １ＣＭ 直 径 １．２ｍｍ 且 经过光谱分析合格 ＣＱ２ 气体纯度 ９９．５％。
得到的窄而深的焊道， 而且焊丝容易插入 熔池， 引起焊接过程的不稳定。电弧电压过
（ ２） 工具物品： 尖 嘴 钳 ， 防 飞 溅 膏 ， 电 动 高， 飞溅增加， 焊缝宽 度 加 宽 ， 余 高 扁 平 ， 熔
②经 倒 置 放 水 的 气 瓶 ， 在 使 用 前 仍 需 ＣＱ２ 气体保护焊 焊 接 后 的 焊 缝 背 面 也 就 是
放气 ２～３ 分钟， 放气瓶上面部分的气体， 我们说的仰焊位置无药渣， 氧化物也很少，
因为这部分的气体通常含有较多的水分。 这样对焊接仰焊位置十分有利。再用手工
③可在气路中设置高低压干燥器 （ 硅 电 弧 焊 焊 接 水 冷 壁 鳍 片 的 密 封 的 仰 焊 位
规范主要包括焊接电流， 电弧电压， 焊接速 发现的问题加以完善。若能解决焊机的维
度， 气体流量。这些规范对焊丝的熔化及焊 修 及 焊 把 线 等 问 题 ， ＣＱ２ 气 体 保 护 焊 这 种
缝成型都有很大的影响。焊接电流决定着 高效的焊接方法， 在工程施工中的必将得
焊接区域稳定性， 焊缝的熔深和宽度以及 到广泛的推广， 比如管屏间的密封焊接， 临
此应采用倒退引弧法， 使焊缝充分熔合。
工电弧焊焊仰焊位置。其效果很好， 对因水
⑦焊接运条方式： 采用左右摆动的三 冷壁鳍片的密封焊接而产生的管屏变形能
角形或月牙形。
得到有效的控制。我们将继续应用此种方
⑧焊 接 规 范 ： ＣＱ２ 气 体 保 护 焊 的 焊 接 法进行水冷壁 鳍 片 的 密 封 焊 接 ， 并 针 对 所
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开关， 这种引弧往往造成很大的飞溅， 并容 置受限等， 而手工电弧焊适用性很强不受
易使导电嘴堵塞， 还可能返烧。引弧处由于 焊 接 位 置 的 限 制 但 其 与 ＣＱ２ 气 体 保 护 焊
工作温度较低， 又无法像手工焊那样拉长电 相比效率很低， 焊接变形很大。两种焊接方
弧预热， 所以熔池比较浅， 且易产生缺陷， 为 法的结合： ＣＱ２ 气体 保 护 焊 焊 平 焊 位 置 ， 手
焊接生产率。如焊接电流加大， 熔深和宽度 时 加 固 的 焊 接 等 都 可 以 用 ＣＱ２ 气 体 保 护
都应加大。电弧电压是决定焊缝宽度的最 焊进行焊接。
主要的原因， 此外还影响熔滴速度， 金属飞
（作者单位： 广 东 火 电 工 程 总 公 司 焊 接
溅， 短路频率， 电弧燃烧时间。电弧电压低， 工程公司）