（甘肃金川集团热电公司 甘肃省金昌市 737100）
摘要：本文详细介绍了手工TIG焊接技术在锅炉水冷壁更换检修过程中的应用。综合分析了在此过程中极易出现的各种缺陷，并总结给出了相应的预防措施及施工工艺，获得了满意的焊接质量，提高了无损检测RT探伤一次拍片合格率。经实践检验，效果显著。
关键词：锅炉水冷壁；TIG焊接；应用
1.引言
锅炉水冷壁管焊接质量的优劣是影响锅炉安全、稳定、长周期经济运行的重要因素之一。水冷壁管之间由于距离狭小，管子直径较小，除了给焊接带来一定的困难之外，而且由于水冷壁是锅炉的关键部位，如何确保焊缝的质量，显得尤为重要。去年在对6#锅炉水冷壁更换过程中，应用手工TIG全氩弧焊接技术，全部焊接完成256个Φ60*4水冷壁管和24根Φ108*6导汽管焊口后，经无损检测RT探伤，全部焊口一次拍片合格率达97.8%，取得了令人满意的效果。（见图一）
（图一）
2.施工过程中所采用的手工TIG焊接工艺
2.1挡风及表面清洁处理 在施焊过程中，杜绝穿堂风。用钢丝刷将管口内外侧10-15mm范围内的油污、铁锈等杂物清除干净，直至露出金属光泽。同时保持焊丝的洁净。必要时，可用丙酮清洗。
2.2坡口形式及尺寸 根据水冷壁管的标准规格Φ64×4mm，在焊接过程中采用V型60°±5°坡口，并采用GK-80坡口机配合角向磨光机打磨坡口。同时，使上下管口对口间隙控制在2-2.5mm范围之内，管口中心线保持在一条线上。
2.3钨极端部形状 将钨极打磨成了带有平顶的钝角锥形，钨极直径为1.6mm，钝角155°，平顶直径0.5mm，这样稳定了电弧，减少了弧柱扩散，对焊口的加热较集中。钨极端部不应磨得太尖。
2.4焊口装配点焊 对横向焊口，直径60＜Φ＜159的管子，在平焊位置点焊3处，焊点长约5-10mm。
2.5始焊及停焊 始焊时需提前送氩气，停焊时则需要滞后氩气，以保护焊缝免受周围空气侵害。引弧要在坡口内进行，采取接触法引弧时，操作要稳、轻、快，防止钨极端部烧损碰断而产生夹钨现象。
2.6填丝操作方法 由于焊接管口条件的限制，采用内填丝操作法，焊丝从对口间隙伸入管内，电弧在管外坡口燃烧，焊丝在管内熔化。
2.7 钨极伸出长度 伸出长度过小，保护效果虽好，但是视线差。过大保护效果变差。一般伸出长度保持在5-10mm之间。
2.8 焊接用焊丝 由于低碳钢焊材主要按“等强度”原则选用，在焊接过程中选用TIG-J50焊丝。
3.焊接过程中容易产生的缺陷及防止措施
3.1气孔的特点及危害
3.1.1气孔是手工TIG焊接中常见的也是主要的一种缺陷。其形状有球形、椭圆形、条虫形等。它对焊缝的性能影响很大。其危害主要是降低焊缝的承载能力。这是因为气孔占据了焊缝金属一定的体积，使焊缝的有效工作截面积减小，因而也就降低了焊缝的力学性能，使焊缝的塑性特别是弯曲和冲击强度降低得更多。如果气孔穿透焊缝表面，介质存在于孔穴内，当介质有腐蚀性时，将形成集中腐蚀，孔穴逐渐变深、变大，从而破坏了焊缝的致密性，严重时会由此引起整个金属结构的破坏。
3.1.2气孔的形成及影响因素
焊接过程中熔池的周围充满着成分复杂的各种气体，这些气体主要来自周围的空气，焊件上的杂质如铁渣、油漆等受热后产生的气体等。所有这些都不断地与金属熔池发生作用。如果气体的产生在熔池的结晶过程中，气体来不及排出熔池，就会残留在焊缝形成气孔。手工TIG焊缝中气孔的生成往往得几种气体共同作用的结果。而起主要作用的气体是氩气和氮气。
3.1.3防止气孔产生的措施
3.1.3.1工件和焊丝的焊前处理
手工TIG焊对油、锈、水特别敏感，极易产生气孔，因此对母材的表面质量要求较高。焊前必须经过严格的清理，对待焊工件坡口内外10-15mm范围内进行清理打磨，去除表面的氧化膜、油脂和水分等杂质，露出金属光泽，同时对焊丝表面的油脂、铁锈也要用砂纸进行打磨直到露出金属光泽。
3.1.3.2氩气的纯度
氩气是惰性气体具有高温下不分解和不与焊缝金属发生氧化反应的特性，氩弧焊时氩气纯度应大于99.95%。
3.1.3.3操作技能
操作技能的熟练程度是防止气孔的重要环节，焊枪、焊丝、工件之间要保持正确的位置和相对角度动作要协调。施焊时电弧要平稳，电弧的高度要均匀一致，严禁忽高忽低，防止气体瞬间进入熔池产生气孔，同时也要注意观察熔池的变化，提高对气孔的排出能力。收弧时要避免出现弧坑和缩孔并保证焊缝不低于母材，可以采用焊缝增加法，即收弧时焊接速度减慢，焊炬向后倾角增大，焊丝送进量增加当熔池温度过高时，可以熄弧再引弧直至填满弧坑。
3.2未熔合及其产生原因
3.2.1未熔合是指焊缝金属与母材金属或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷
3.2.2产生未熔合的原因
3.2.2.1焊接电流过小，焊接速度过快
3.2.2.2焊接角度不对，产生了弧偏吹现象
3.2.2.3焊接处于下坡焊接位置，母材未熔化时已被铁水覆盖
3.2.2.4母材表面有污物或氧化物影响熔敷金属与母材间的熔化结合等。
3.2.3未熔合的危害及防止措施
3.2.3.1未熔合是一种面积型缺陷，坡口未熔合和根部未熔合会使承载截面积明显减小，使应力集中变得比较严重，其危害性仅次于裂纹。
3.2.2.2防止措施：采用较大的焊接电流，正确地进行施焊操作。在此次对水冷壁管的焊接中，采用了100-110A的焊接电流。.
4 结论
综合分析可得出如下结论：手工TIG焊接技术在锅炉水冷壁焊接过程中具有优异的特性和广阔的应用前景。它可以提高焊缝无损检测一次拍片合格率，有效地保证焊接质量，效果比较理想，值得应用。
参考文献：
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[3]孙景荣主编，氩弧焊技术入门与提高 化学工业出版社，2008
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作者简介：康春年（1973-05），男，汉族，甘肃省金昌市，中级工程师，大学本科，研究方向：焊接应用。
论文作者:康春年
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/26
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