摘要：处理完善火电厂机组异种钢的焊接热处理工艺和问题有利于节约成本和资源，提高工程质量。本文就火力发电机组焊接热处理常见问题分析及处理建议进行了探讨。
关键词：火力发电机组；焊接热处理；建议
前言
随着经济发展，机组容量也变得越来越大，合金钢也因此得到广泛应用，这些都对焊接热处理的工艺提出了更高要求。一旦焊件的焊后热处理不适当，就会导致工程的质量缺陷，有一些缺陷可以通过再一次的新热处理纠正，但是还有一些缺陷无法挽回，最后只能作为废品处理。
1焊接接头力学性能与分析
按照NB/T47014—2011焊接工艺评定的要求，分别对异种钢焊接接头进行常温拉伸实验、弯曲实验以及高温拉伸试验。异种钢焊接接头拉伸性能实验结果可以看出，在不同热处理状态条件下，常温拉伸与高温拉伸的断裂位置均在12Cr1MoVG母材侧。经过热处理后的异种钢接头的高温拉伸强度要低于未进行热处理试样，其热处理后的最高抗拉强度为519MPa，未进行热处理的试样的最高抗拉强度为554MPa，而热处理后的常温拉伸最高抗拉强度为555MPa，未进行热处理的试样的最高抗拉强度为643MPa。所有试样的常温拉伸试验抗拉强度均高于高温拉伸试验的抗拉强度。分析认为，由于异种钢的焊接是在非平衡加热和冷却过程进行的速度很快，容易在T91侧热影响区形成过饱和的马氏体组织，其中含过饱和的碳原子引起晶格畸变，而使马氏体的硬度和强度都增加，残余应力增大，因此，焊接接头拉伸性能实验结果，无论异种钢的焊接接头是否进行热处理，其断裂位置均会发生在强度较低的一侧，即在12Cr1MoVG母材一侧。而当异种钢的焊接接头经历(745±15)℃，保温30min的热处理后，其接头由于焊接产生的应力得到进一步消减，但在T91一侧的热影响区形成过饱和的马氏体组织无法在该温度进行组织的转变，而过饱和的马氏体本身只有不稳定在热处理过程中才会发生分解形成索氏体组织，因此，异种钢焊接接头的高温拉伸和常温拉伸的抗拉强度均表现为，热处理前高于热处理后试样的抗拉强度，且该结果也进一步验证试样断裂位置发生在12Cr1MoVG母材一侧。可以得知，在4种热处理状态试验条件下，异种钢焊接接头试样在弯曲角度180°，弯曲直径为24mm的条件下，试样的面弯和背弯均未出现超标缺陷。因此试样在弯曲实验下，试样的热处理与否并未对弯曲实验产生影响，异种钢焊接接头的弯曲均能够满足弯曲实验的要求。
2火电厂机组的异种钢焊接热处理时出现的问题
2.1影响碳元素
异种钢在进行焊接热处理时会使碳元素由低合金一侧向高合金一侧迁移，进而加大了碳前移层的宽度。具体表现为碳迁移和碳化物。
2.2影响网状组织
由于火电厂的一些工作需要在特殊的环境下运行，这些环境下的机组采用的材料一般都是高合金钢，在进行焊接热处理时会推动形成这种钢材的网状组织。比如说，在进行高合金钢的热处理时，其中的奥氏体钢会在高温条件下加速析出碳化物，这就会对奥氏体钢接头产生影响。如果碳化物是沿着奥氏体晶界而析出的，还很容易形成网状结构，尤其是在母材热影响区。
2.3气孔问题
一般来说，在进行火电厂机组异种钢的焊接热处理时出现气孔的问题的主要原因如下。
（1）对焊缝的清理不够彻底，导致出现了气孔。
（2）相关的焊接人员的技术不够熟练，导致在焊接过程中人为地造成了气孔。
（3）在异种钢的焊接过程中使用的电流过大，异种钢中的硅和锰大量被烧损，所以就只能在熔池中通过碳元素进行脱氧反应，但是碳元素会在熔池中和氧气发生反应形成一氧化碳，进而产生了气孔。
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（4）在进行异种钢焊接时，所使用的熔池面积过大，对气渣的保护不良，导致空气进入到熔池中出现了气孔。
2.4夹渣问题
夹渣也是异种钢在进行焊接热处理时常见的问题。
3火电厂机组异种焊接的热处理问题对策
3.1事前准备
在进行焊接之前，要将机组周围的温度计、孔板等相关的仪表拆除，还要注意保护拆出口；此外，还要检查进行焊接热处理要用的设备如电加热器、记录仪、热处理设备、补偿导线等的质量，在保障设备正常运行的前提下，还要把这些检校合格设备到监理工程师处审核，再经过审核后才可以投入使用，此外要对需要进行焊接热处理的焊缝数量有一个精准的统计，如果异种钢的材料是镍基材料，还要在进行焊接前做好清洁工作。
3.2.2检查工作
如果焊接的对象是室外的机组，则在进行施工前要搭设好防风雨棚，尽量减小天气变化对异种钢焊接热处理的影响，同样，还要注意检查进行异种钢焊接热处理的周围环境条件，使之满足相关的要求，保证环境内没有无关的物品。在进行异种钢热处理之前，可以提前全面地检查其准备工作的情况，包括选择的测温点是否合理等，只有检查通过了，焊接热处理工作才能继续；此外，还要进行焊接热处理焊缝的探伤，只有保证了前一步的焊接工作的尺寸、规格等都合格，才可以进行下一步的工作，如果发现了不合格的问题，就必须返修，待完工后再次进行探伤，技术人员切不可抱有侥幸心理。
3.2.3对缺陷的热处理
（1）过热。如果焊件退火时在断口上出现了粗大的晶粒，或者在淬火的断口上出现了比较粗的马氏体形状，这大多是因为在进行加热时的加热工艺不熟练，如：因为加热的温度太高、处在高温的时间太长，就导致构造粗化，进而降低了焊件的塑性、硬度和韧度，甚至会导致裂纹的出现。如果想要避免过热的问题，就需要深入掌控加热的温度，还要尽量减少停留在高温的时间，如果出现了严重的过热，就要对此焊件进行再次的退火。
（2）过烧。除了断口出现了粗大的晶粒，如果在晶粒间汇集了低熔点的物质和氧化物，就说明晶粒间的边缘出现了熔化和氧化的现象。这是因为加热的温度过大（＞1300℃），并且在高温的状态下保温的时间过长，过烧后会短时间内降低焊件的塑性、硬度和韧度。一旦出现过烧，焊件就无法补救，因此必须要落实热处理的标准，还要禁止焊件接触氧化性的火焰。
（3）变形和开裂。在焊接中焊件经常会出现宏观裂纹和变形。造成变形和开裂的原因首先是出现了焊件的内应力，出现的原因是因为在加热冷却的过程中，焊件内外的温度失衡，导致焊件的体积膨胀或收缩，这些差异导致了热应力；其次是由于焊件体积的不均衡改变，导致出现了结构应力，焊件屈服上限小于应力，所以出现了变形，如果大于了焊件的强度上限，则会出现裂纹，此时就需要返工，这就增加了工作量和资金投入，还浪费了资源。
（4）脱碳和氧化。脱碳和氧化是在高温加热钢的过程中不容易进行预防的问题，并且还可能会同时出现。加热的温度越大、高温下保温的时间越久，脱碳和氧化的现象就会越明显。想要避免脱碳和氧化的问题，就要在热处理时精准地掌控加热的温度和时间，如果选择了火焰热处理，就要选择还原性、中性的火焰，还要注意禁止火焰的氧化性超标。
结束语
在焊接热处理时不可避免的会出现一些问题，影响焊接的质量，所以必须要深入掌握异种钢焊接的技术，分析火电厂机组异种钢的焊接热处理问题，并提出提高焊接技术、优化焊接水平的对策。希望可以提高异种钢焊接的成效性和可靠性，保证焊接机组异种钢的质量
参考文献：
［1］全源，梁会涛，李登攀.A333GR.6低温钢与304L不锈钢异种钢机组的焊接［J］.中国高新技术企业，2013（10）：114-117.
［2］杨金广，邓纪华.用异种钢焊接二氧化碳液体输送机组［J］.油气田地面工程，2014（7）：17-18.
论文作者:孔繁橙
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/25
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