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摘要：文章以某火电厂的超超临界火电机组改进工程为例，对其中所应用的镜面焊的原理进行介绍，并同时针对其专用工器具准备以及焊接工艺难点进行分析，重点对其焊接操作工艺要点进行研究，以供参考。
关键词：超超临界火电机组；镜面焊接技术；操作工艺
1引言
镜面焊焊接技术是在焊接作业中出现焊口位置观察难度比较大的情况下应用的一种焊接技术，其主要的方式就是在此位置进行镜子的放置，通过镜子来对焊口位置进行观察来确保焊接作业的顺利开展。所采用的原理就是镜面成像的原理。此焊接方式在目前超超临界火电机组中的应用比较普遍，文章就以某2×1000MW超超临界机组的扩建工程为例，针对其具有较多组件管排以及管排节距较小的特点，针对其中肉眼无法观察的局部焊口，采用此种焊接方式来应对，而且在此项目中，施工超过8000多道镜面焊的焊口数量，施工任务比较艰巨。
2镜面焊原理
正如前文所述，此种镜面焊接技术就是采用了镜面成像的原理，针对肉眼无法观察的焊口位置进行一面镜子的放置，然后从镜子中对熔池进行观察以及对焊接作业进行有效控制。如图2.1所示。
图2.1 镜面焊接技术原理图
3专用工器具准备
在此项目中应用镜面焊接技术之前，首先要先进行练习模拟架的准备。在进行练习模拟架设计制造的过程中主要的依据就是锅炉图纸，通过此模拟架中专用镜面焊接作业的模拟训练来掌握实际焊接作业中的技巧。其次就是专用镜子的装备。此焊接技术应用中所采用的镜子主要是用不锈钢材料加工而成的，其尺寸在100×60×1mm，其连接方式就是通过一根挠性金属软管来与强磁铁进行连接，而镜面和金属软管之间是通过万向节来进行连接的，便于其可以实现360°旋转来满足焊接作业要求。最后就是进行焊枪的准备。在此焊接作业中，由于管排节距比较小，需要所用的焊枪满足360°改变焊枪角度的要求，而且使用的是挠性氩弧焊枪。而焊枪的手柄与焊嘴之间的角度则需要结合现场实际情况和需求来进行弯曲，不仅便于焊接作业人员可以顺利操控，而且保证焊接作业的顺利开展。
4工艺难点分析
在此焊接作业中的主要工艺难点体现在以下几个方面：一是在实际的焊接作业中，作业人员需要对镜面中的熔池进行观察，但是由于镜面具有较强的弧光反射，加之氩弧焊枪的钨极，容易导致观察不够清楚的问题，这就会造成焊接作业过程中出现送丝过程中的焊丝与钨极碰撞的问题，这就会导致钨极尖头出现变形的问题，对电弧的稳定性造成影响而导致出现夹钨缺陷问题的发生。二是由于镜面成像原理中焊工在焊接作业时所观察的熔池形状与运条方向为反射成像内容，与实际情况正好相反，引出也增加了对电弧控制的难度，容易造成焊接作业中熔池送丝方向错误的问题，影响了焊接作业的连贯性和一致性，导致出现电弧摆动等问题。三是由于是从镜面中观察到的图像为平面图像，其立体感比较差，还会出现弧光和熔池镜像叠加的现象，由于电弧光通常比较强烈，增加了对熔池进行分辨的难度，也增加了对焊缝的厚度和直线度进行控制的难度。四是具有较小的焊接作业空间，表现出不够灵活的焊接电弧的横向摆动和移动的问题，这就容易导致在焊接作业中出现内凹以及未焊透、未熔合、咬边以及成型不良等焊接缺陷问题。
5镜面焊接操作工艺
5.1焊前准备工作
在开展焊接作业之前，重点就是要做好焊口打磨和对口以及镜面的摆放工作。对于前者来说，其主要的目的就是保证根部焊接作业中存在良好的焊缝熔合的效果，而且还可以通过对温度的掌控来降低作业难度，有必要控制钝边缘0.5?1.0毫米的大小。如果采用氩弧焊打底作业而且应用内加丝的方法，则需要控制对口间隙在2.8~3毫米之间。而如果是外加丝的方式，则需要控制上述间隙为2~2.5毫米。就对口而言，需要控制错口值在壁厚的1/10以内，偏折程度也需要在1/200以内。对于后者来说，镜子的摆放位置需要满足通过肉眼能够观察到焊缝的熔池状况以及不会对焊枪的摆放和焊接作业中的焊枪行走和摆动造成影响的要求。
5.2打底层的焊接
对口点焊的位置最好是在偏离平焊位置45°的两侧，而在打底焊作业中，需要针对6点到3点以及6点到9点范围之内的焊接应用内加丝焊接的方法，在送丝时通过正面的坡口间隙向电弧燃烧位置送丝。焊接刚开始需要从仰焊位置引弧，而且在坡口根部熔化之后才能加焊丝并且向熔池缓慢的送入。在上述送丝过程中采用的方法就是断续送丝的方式，而且在送丝的过程中需要轻轻摆动焊枪，保持与送丝的一致性，同时还要对熔池温度进行有效控制。在焊接作业中需要通过镜面观察对口间隙以及电弧的燃烧情况、外观成型等情况。在焊接作业中还需要通过对熔池温度的控制来防止出现焊瘤或未焊透问题的出现。此外针对仰焊部位，需要在手电筒照射的辅助下对接头状况进行检查，还要对氩弧焊打底焊缝根部以及外表进行焊接，确保焊缝与母材良好的熔化，保证焊缝方向的一致性，同时清除焊缝表面的氧化物等。
5.3填充层的焊接
在经过模拟确定焊接位置以及焊枪的行走轨迹之后，对镜子进行固定以及角度的调节，焊接开始之后先按照60°的角度来对坡口6点位置开展引弧作业，容易在焊丝从管子向熔池的方向进行送丝，在完成1/4焊缝焊接之后再移动镜面开展另外1/4焊缝的焊接。在此过程中需要重点区分钨极的位置避免出现焊丝与之碰撞的问题。此外在比较慢的焊接速度下还需要尽量调低焊接电流1/10左右，以保证焊缝直线度满足要求。
5.4盖面层焊接
在清理焊缝氧化物以及保证在轴向满足平滑和均匀要求之后开展盖面层的焊接，保证其与填充层一致。在此焊接作业中为了确保焊缝的直线度，需要在两侧坡口为基准的同时来保证焊缝外表成型。尽量避免每层的焊接接头在同一位置上以引起焊接缺陷。
6结语
镜面焊接技术在超超临界机组建设和改建中比较常用，文章在对此技术原理进行分析之后，以某实际项目来对此焊接技术的注意事项以及实际操作技术要求进行研究，希望可以为同行提供一定的借鉴。
参考文献：
[1] 马汝坡, 牛庆良, 吕广学. 超超临界火电机组锅炉集箱焊接质量控制[J]. 发电与空调, 2016(6).
[2] 刘炜. 超超临界火电机组锅炉用新型耐热钢的焊接工艺[J]. 中国科技纵横, 2015(14):58-59.
论文作者:付波波
论文发表刊物:《科技新时代》2019年9期
论文发表时间:2019/11/20
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