膜式水冷壁焊接工艺

膜式水冷壁焊接工艺
循环流化床锅炉是目前新兴的电站锅炉，用以代替煤粉锅炉，广泛用于中小型电站。

具有节省能源，污染少，成本低，可燃烧多煤种，特别是劣质煤等优点，目前正大力提倡用以替代煤粉锅炉。

但由于水冷壁采用的是膜式水冷壁，成排管在地面组对时增加了不少困难，空间位置为水平固定加障碍，焊接工艺有较大的变化。

现就YG75/3.82-M1型锅炉水冷壁组焊工艺探讨如下。

一．组对及焊接过程中常见的问题及原因。

1. 组对错口
膜式壁在制造中由于鳍片的宽度及焊接位置误差造成管中心间距不一致，另外膜式壁在与管子焊接时及在运输过程中都会造成变形，从而反映在组焊时焊口上下、左右错口值过大。

2．组对间隙变化
成排膜式壁组焊时焊口数量19-64不等，如果定位焊的顺序及点焊的数量位置不对，都会使组对间隙产生不均匀变化，变小，甚至挤死，这样必须把已定位好的焊口磨开，即使已定位完毕。

考虑组对顺序、控制焊口间隙，这是膜式水冷壁与光管水冷壁的最大不同。

3．未焊透
焊接电流、根部间隙过小，钝边太厚，焊接过快易产生未焊透，此外不正确的焊丝及焊枪角度，也会造成未焊透。

4．气孔
气孔是手工钨极氩弧焊和手工电弧焊时常见的缺陷，其主要原因如下：
1）坡口及周围油、漆、锈等污物清理不干净。

2）现场防风措施不当或管内有穿堂风，影响氩气保护，以及电弧不稳定燃烧。

3）电焊条烘干温度不够，在现场未保温，重新受潮，打底与盖面间隔时间过长，盖面时未预热。

5.夹渣与夹钨
盖面时未彻底清除打底层表面的少量熔渣；打底时，因操作方法不当，焊道与坡口两侧有较深的沟槽；盖面采用断弧焊，坡口两侧停留时间过短，熔渣未及时浮出，都易形成夹渣。

钨极磨的过尖过细，采用短路引弧时，钨极伸出长度过长，运枪动作不稳定，钨极与焊丝和熔池相碰，又未能及时停止焊接，造成夹钨。

6．夹丝
装配间隙过大，送丝时用力过大。

7．内凹与焊瘤
装配间隙过小，在焊缝下部内加丝量不够，易形成内凹。

装配间隙过大，在焊缝上部由于电弧吹力和自重作用，坡口托不住熔池，焊缝下流，形成焊瘤。

8．缩孔及弧坑裂纹
收弧时，熔池体积较大，温度高，冷却速度快，熔池金属量少。

缩孔多出现于打底层，弧坑裂纹多出现于盖面层。

9．未熔合
未熔合分为：坡口未熔合、层间未熔合和根部未熔合。

产生的原因有：焊接速度过快、焊条角度不对、产生的弧偏吹；焊接处于下坡焊母材未熔化时已被铁水覆盖。

二．焊接工艺
1．焊接方法
采用手工钨极氩弧焊打底，手工电弧焊盖面。

管材材质为20g，规格为ф60*5mm，管子间距为20mm。

焊丝采用TIG-J50，焊条采用J422，规格都为ф2.5mm，氩气纯度不低于99.95%，焊机采用GS-400SS硅整流焊机。

2．焊接准备
1）清除油、锈、漆和氧化皮，坡口内外两侧10-15mm内修磨出金属光泽，单边坡口30-35度。

2）氩弧焊现场必须有可靠的防风措施，同时管子两端用管塞堵住，防止穿堂风，以免影响氩气保护效果。

3）按图纸建议，焊缝间隙为1mm，考虑实际效果需要，间隙为2-3mm，且下部可大些，上部可小些。

定位焊位置为上下各一点，长度为20mm。

3．焊接参数
主要焊接参数：焊丝直径ф2.5mm，焊接电流75-85A，电弧电压20-24V，气体流量
6-8L/min，直流电源，电极接正极，Ce-20钨极，喷嘴直径10mm，钨极伸出长度6-8mm。

焊条直径ф2.5mm，电流75-85A。

三．组焊操作方法
1．地面组对装配
膜式水冷壁由于制造及运输的原因，管口组对时错口较大，最大可达25mm，必须进行校正，使错口值小于0.5mm。

首先根据错口的大小，参照成排管的外观尺寸，把鳍片割开一定间距，加外力，用氧乙炔火焰校正，达到满意的对口及成排管整体尺寸要求时，点焊割开的鳍片，所有的错口校正完后，重新修磨坡口尺寸及组对间隙。

2．定位焊
定位的顺序。

定位的过程中考虑收缩变形，若顺序不对，会使装配好的间隙变小，甚至挤死。

操作中先定位两端及中间的三根焊管，固定成排管的整体尺寸，然后左右对称交错定位其他焊口。

定位过程中注意观察未定位的焊口变化，先点间隙小的。

所以组对时焊口间隙不可一致，先定位的焊口间隙要小于后定位的焊口，最小间隙2mm。

定位焊的方法。

定位焊必须按工艺要求，所使用的焊丝应和正式焊接所使用的焊丝相同。

因该焊件要求单面焊双面成形，故定位焊必须焊透。

定位焊缝不能太厚，以免焊接到与定位焊缝的接头处，根部熔合不良而产生断头或未熔合，特别是水平位置，应将定位焊缝磨低些，两端成斜坡状，以便焊至此处时，使焊缝接头过渡良好，保证焊透。

定位焊缝是正式焊缝的一部分，不允许有缺陷，若发现定位焊缝上有裂纹、未焊透、缩孔、气孔等缺陷时，应将该段焊缝打磨掉，重新焊接，不允许用重熔的方法修补，焊接过程中不能破坏坡口棱边。

焊件水平固定时，可将其截面看作钟表面，定位焊缝位置为6点钟、12点钟。

3．打底焊
1）引弧
打底焊分为四段，引弧处都为管子水平中心，施焊方向如图。

下半圈为下向焊，在6点钟处与定位焊缝接头。

引弧方式根据现场实际设备采用短路引弧。

2）送丝
送丝方式根据不同位置采用不同的送丝方式，目的是要保证仰焊处不产生内凹，水平焊处不产生焊瘤。

9点钟和3点钟处引弧下向焊时，等两边坡口充分熔化，在两坡口处各送一滴熔滴，再用电弧把它们连在一起，注意观察两端坡口熔化情况，断续送丝。

用焊丝托住熔池，不使熔池下坠。

为防止6点钟处内凹，焊丝置于坡口内侧连续送丝，但焊丝不能与钨极接触或直接深入电弧柱区，否则易造成夹钨，破坏电弧稳定。

送丝位置位于熔池前方的熔池部位，拇指与食指捻动送丝，动作要干净利落，在整个施焊过程中，焊丝端部不得脱离保护区，以免氧化，影响质量。

3）施焊要点
控制弧长2-3mm，待钝边熔化并形成清晰的熔池后，开始填丝。

施焊时，焊枪匀速移动。

同时做窄幅锯齿横向移动。

操作中注意观察熔孔形态，适时调整送丝速度。

打底层不宜过厚，一般为2.5-3mm。

先焊下半圈，然后用手电筒检查，无缺陷后，方可焊上半圈。

施焊前要特别注意检查气压阀是否打开，气体流量是否满足工艺要求。

施焊过程中，由于管子水平固定，随着焊接位置变化，焊工身体也随之变化，为保持焊枪稳定，进行仰焊时，可同时伸出手指支撑在管子上。

4）接头方法
焊接接头是两端焊缝交接的地方，由于温差和填充金属量的变化，该处易出现未焊透和内部成型不良等缺陷，通过X射线探伤检查发现，氩弧焊打底在接头处出现缺陷的几率最大，应特别重视接头的处理。

若施焊过程中断，应先将接头处磨成斜坡，重新引弧的位置，在斜坡后5-10mm，电弧移至斜坡处时，稍加焊丝，使接头平整，待焊至斜坡头部出现熔孔后，即转入正常焊接。

当焊至定位焊缝斜坡处接头时，电弧在接头处稍加停留，先不加焊丝，使熔池与定位焊缝头部完全熔合后，再填加焊丝直至通过斜坡，但在6点钟处接头应往最后一个熔孔内加一滴焊丝，并有向上推的动作。

上下半圈接头处无法修成斜坡状，施焊时要特别注意两边钝边及焊缝的熔化情况。

收弧：为避免出现弧坑裂纹及缩孔，收弧前应快速送进2-3滴填充金属，然后边画圆
圈边把熔池引至坡口处拉成长条状，迅速断弧，不可破坏棱边。

电弧熄灭后，将喷嘴罩住熔池，待完全冷却变暗后再移开，避免氧化。

4．盖面焊盖面焊采用手工电弧焊，J422焊条，ф2.5mm。

清理打底焊层表面，控制层间温度，一般要求打底完后立即盖面，若来不及，要求重新盖面时用氧乙炔火焰加热打底层，去除水分，并清理可能出现的锈、泥等杂物。

下半圈盖面时，从6点钟5mm引弧，连弧焊至管子水平中心，两段焊缝重叠10mm左右。

上半圈处面在管中心与下半圈相接处开始，焊至过12点钟，两段重叠10mm，保证焊缝在12点钟饱满。

操作要点：采用连弧焊法，焊条做横向摆动均匀连续前进。

两边充分停留，防止下向焊时，焊缝咬边，焊缝成型不饱满。

平焊时，因热量过大易产生焊缝宽度不一致，可采用断弧焊，减少热量输入。

收弧时防止出现缩孔，断弧后再点焊两次填加金属。

5．焊后检验
焊后做100%的外观检验，标准依据DL5007-92《电建规（焊接篇）》。

外观检查合格后，做25%X射线拍片检查。

在新郑热电厂三台循环硫化床锅炉受热面管施工中，我们严格按以上工艺操作，焊接质量取得了满意的效果，焊缝外观成形良好，尺寸符合要求，一次探伤合格率达93%，符合预期的要求。