摘要：在电厂建设中焊接缺陷是焊缝接头早期失效和电厂质量事故的主要原因，因此也引起了相关部门的高度重视，并且根据不同缺陷的危害程度和不同质量要求（包括ⅠⅡⅢ类焊缝）规定了其最高的允许值，常见的缺陷包括裂纹、未熔合、根部未焊透、气孔、夹渣、咬边、根部突出、内凹等，本文根据不同缺陷类型的形成原因进行详细分析，并提出了可行性的预防措施，对之后的电厂管道焊接具有现实的参考价值。
关键词：金属焊接；缺陷；原因；预防；处理
1.电厂金属焊接的常见缺陷及原因
1.1 概述
电厂金属焊接的常见缺陷包括裂纹、未熔合、根部未焊透、气孔、夹渣以及咬边等，导致这些缺陷产生的原因是多方面的。
1.2未熔合、未焊透及原因
在电厂金属焊接中，未熔合是指发生在焊缝金属与母材边缘或者焊缝内部出现的局部没有熔透的现象；未焊透是指在接头根部出现的没有完全熔透的现象。未熔合和未焊透都是一种较为严重的焊接缺陷，在电厂的各个评片等级中均属于禁止缺陷（不考虑缺陷的实际尺寸）。在电厂金属焊接中产生未熔合或未焊透的原因主要包括电弧过长、速度过快、电流过小、焊条直径过大、钝边过厚、坡口过小以及装配间隙太小等。没有彻底清除焊件坡口表面的油污或氧化膜，熔渣在焊接时流入，运用的手法不当，电弧偏在坡口的一边等均会导致金属焊缝边缘不熔合。
1.3气孔及原因
气孔是电厂金属焊接最为常见的缺陷之一，其中氢气孔出现的频率最高。气孔通常可以分为接头气孔、表面气孔以及内部气孔。金属焊接时产生气孔的主要原因包括：未按规定焙烘焊剂或焊条，焊接部位有锈迹、油污或水分、不清洁的坡口边缘、焊芯药皮剥落、变质或锈蚀导致对焊接区域保护不到位、焊接过程中的冶金反应产生的气体等。其次焊工焊接时的焊接电流、运条角度、电弧长度等均会为气孔产生创造必要的条件，同时不同的焊接方法对不同气孔的产生量也有所差别，其中焊条电弧焊、氩弧焊主要以氢气孔和氮气孔为主，二氧化碳焊因其氢气的分压大大的降低而产生的气孔以二氧化碳气孔为主。
1.4夹渣及原因
一些残留在金属焊缝中的熔渣，就是导致电厂金属焊缝焊接的致密性与强度显著下降的夹渣。导致夹渣产生的主要原因包括以下几点。首先，金属焊缝边缘碳弧气刨残留的熔渣，或是氧割残留的熔渣。其次，在金属焊接时，焊接速度过快，焊接电流过小，坡口角度过小。第三，采用酸性焊条进行焊接时，不恰当的运条或过小的电流，均会导致“糊渣”的出现；在采用碱性焊条进行焊接时，电弧极性不正确或是电弧过长，均会导致夹渣出现。第四，焊条偏芯，焊条达不到相关质量标准也会导致夹渣出现。
1.5咬边及原因
咬边，是指电厂金属焊接时焊缝边缘出现的凹陷。在焊接时，导致咬边产生的主要原因包括：焊条角度不当，电弧拉得过长，运条速度太快，焊接时电流太大等。在电厂金属焊接中，焊接轨道不平或是过快的焊接速度，均会导致焊件被熔化一定的深度，此时如果没有填充金属及时的将这些深度填满就将导致咬边的产生，如不及时处理在以后的正常运行过程中很容易成为应力集中点。
1.6其他常见缺陷及原因
除了气孔、夹渣、未融合、未焊透、裂纹等缺陷，电厂金属焊接中还存在着其他一些较为常见的缺陷，例如弧坑、焊瘤、焊缝外形尺寸缺陷等。导致弧坑产生的原因主要是焊接突然中断，熄弧时间太短，焊接时电流过大等。常伴有气孔与裂纹的弧坑会显著降低金属焊接的强度。导致焊瘤产生的原因主要是不均的运条产生了过高的熔池温度，缓慢下坠的液态金属在焊缝表面凝固形成了金属瘤。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在仰焊或是立焊时，如果采用过大的弧长或是过大的焊接电流，也会导致焊瘤的出现。焊瘤存在金属焊缝表面不但影响美观，而且会导致表面夹渣。
2. 电厂金属焊接技术缺陷的解决措施
2.1 气孔的解决措施
烘干材料的过程中，要保证操作严格执行规范要求，妥善保管焊接材料和设备。焊接之前，彻底清除坡口边缘的杂质，合理控制焊接电流以及焊接速度、电弧的长度。
2.2 夹渣和咬边的解决措施
合理选择坡口尺寸，彻底清理倒角，严格控制焊接速度和电流大小，保证摆动适度。在进行多层焊接的过程中，仔细检查槽边缘的融化，对焊渣进行彻底的清理。将全部的焊渣彻底清除，以实现精密焊接。另外，合理选择焊接电流以及操作方法，合理控制焊条的角度以及电弧长度，实时监控并调整工艺参数，保证焊接速度的合理性，焊道的平整性。
2.3 弧坑的解决措施
在焊接过程中，要实时改变焊接方向，焊丝的长度以及开槽的侧面尺寸的制定要将焊丝的直径作为衡量基准，开槽的形状应该和木材相一致，尽可能提高电厂中的焊接电流量，提高焊渣的融化速度，在对该面层的焊接过程中，需要及时调整单焊道为多焊道，降低金属焊接过程中的负荷，保证电厂焊接金属的稳定性和安全性。
2.4 裂纹的解决措施
为了避免出现有害裂纹，可以通过选择精确度满足要求的焊接参数，降低金属的实际冷却速度，实现裂纹形状系数的改变。也可以通过多层次多焊道的焊接方法，控制焊接产生的裂纹以及中心部分产生的缝隙，操作人员要严格按照焊接操作规程和工艺执行，降低焊缝金属的压力值。在对冷裂纹的控制中，需要合理控制氢含量，进行金属热处理，可以降低金属内部的压力以及氢含量。控制焊接用材料中的湿度，妥善保管焊条和焊剂，可以采用定期烘焙的方法，避免发生潮解。对坡口边缘进行仔细检查，避免出现油污以及水分和锈蚀，减少氢的来源渠道。结合所选择材料的等级以及碳当量、结构件的厚度和焊接环境进行焊接操作，尽可能选择合理的焊接参数，做好焊接之前的预热以及焊接之后的热处理，通过多道焊接，来实现层间温度的合理控制；做好焊接之后的处理工作，及时消氢，消除内部应力，对于淬硬的结构和组织，需要采用回火的方式进行处理，实现接头韧性的改善。保证焊接程序的合理性，可以采用分段焊接法来降低焊接过程中所产生的应力。在电厂管道组装的过程中会产生一定数量的焊接裂纹，对于这一现象，可以结合膨胀问题来分析和考虑，对于焊道整体来说，由于焊口在受热以后会发生膨胀，所以必须结合热态和冷态来考虑结构的膨胀问题和收缩问题，当收缩受阻或者膨胀受阻时，必然会在热影响区和应力交变处产生裂纹。应用热处理技术以后，进行组织的加入以及回火操作，可以使焊接接头的韧性得到提高，应用金属多层多道焊缝，控制不同层的温度，降低焊接压力数值。
3.结语
综上所诉，电厂金属焊接可以分为两大类常见的缺陷：一是焊缝内部缺陷，如气孔、夹渣、裂纹、未焊透、未熔合等；二是表面和成形缺陷，如弧坑、咬边、焊瘤、根部突出、内凹、焊缝尺寸不符合要求等。这些常见的金属焊接缺陷极大地影响了电厂的安全、稳定、经济运行。因此，采取相应的预防和处理措施是非常必要的。修正过的金属焊缝，需要进行再次检查，如果仍然存在超出允许限制的焊接缺陷，就要进行重新修正，以确保焊接质量。 [科]
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论文作者:武小廷,田玉春
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/7/6
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