專利名稱：一種對(duì)帶有噴涂層水冷壁管焊接的新型焊接工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)帶有噴涂層水冷壁管焊接的新型焊接工藝，依此工藝對(duì)發(fā)電廠帶有噴涂層水冷壁管進(jìn)行焊接能避免出現(xiàn)管外壁縱向裂紋缺陷。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)水冷壁管焊接工藝是一種成熟工藝，在新機(jī)組基建中對(duì)水冷壁管的焊接起到了重要的指導(dǎo)作用，多年實(shí)踐證明，傳統(tǒng)水冷壁管焊接工藝完全滿足對(duì)新安裝的、沒(méi)有噴涂
層水冷壁管的焊接指導(dǎo)作用，但把該工藝應(yīng)用到對(duì)帶有噴涂層水冷壁管子的焊接時(shí)，焊縫會(huì)普遍出現(xiàn)外壁縱向裂紋，此類(lèi)裂紋的存在削弱了焊縫組織承受載荷的能力，可導(dǎo)致焊縫失效、進(jìn)而引起非計(jì)劃停機(jī)的惡性后果。而噴涂技術(shù)作為重要的防磨、防吹損措施在電廠中廣泛使用不可替代。傳統(tǒng)水冷壁焊接工藝沒(méi)有考慮噴涂層對(duì)焊接質(zhì)量的影響。因此，有必要發(fā)明一種新型焊接工藝來(lái)指導(dǎo)對(duì)帶有噴涂層水冷壁管的焊接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠避免水冷壁管外壁出現(xiàn)縱向裂紋缺陷的對(duì)帶有噴涂層水冷壁管焊接的新型焊接工藝。本發(fā)明采用的技術(shù)方案
一種對(duì)帶有噴涂層水冷壁管焊接的新型焊接工藝，具體步驟如下
(1)首先對(duì)焊縫兩側(cè)母材進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)，若所述母材的噴涂層處出現(xiàn)網(wǎng)格狀磁痕，說(shuō)明噴涂層未打磨干凈，繼續(xù)打磨直至磁粉檢驗(yàn)不出現(xiàn)網(wǎng)格狀磁痕；
(2)采用傳統(tǒng)水冷壁焊接方法進(jìn)行焊接；
(3)焊接結(jié)束后先對(duì)焊縫表面進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)，若焊縫上出現(xiàn)磁痕，則說(shuō)明焊縫存在表面或近表面缺陷，需重新焊接直至磁粉檢驗(yàn)結(jié)果為焊縫上沒(méi)有出現(xiàn)磁痕；然后再進(jìn)行超聲或射線檢驗(yàn)，若檢驗(yàn)結(jié)果不合格需重新進(jìn)行焊接，直至超聲或射線檢驗(yàn)合格。本發(fā)明技術(shù)方案得出的過(guò)程為
首先，應(yīng)先分析產(chǎn)生外壁縱向裂紋的原因及傳統(tǒng)工藝存在的不足。傳統(tǒng)水冷壁焊接工藝對(duì)焊口附近母材的要求是焊接前應(yīng)將焊口表面及附近母材內(nèi)、外壁的油、漆、垢銹等清理干凈，直至露出金屬光澤，清理范圍為每側(cè)各15 20mm。遵照此工藝對(duì)帶有噴涂層的水冷壁管進(jìn)行焊接后，超聲波檢驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)焊縫存在外壁開(kāi)口類(lèi)縱向裂紋性質(zhì)的缺陷，遂用滲透檢驗(yàn)及磁粉進(jìn)行復(fù)核，結(jié)果表明，焊縫中間靠近舊管側(cè)開(kāi)裂。對(duì)其原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)舊管上存在噴涂層，雖然按照傳統(tǒng)焊接工藝要求對(duì)母材側(cè)清理打磨露出金屬光澤，但宏觀檢驗(yàn)不能保證對(duì)噴涂層打磨清理干凈，未清理干凈的噴涂層材料在焊接過(guò)程中作為雜質(zhì)混入到溶敷金屬，破壞了焊縫的正常組織成分。噴涂層材料的成分、熔點(diǎn)、膨脹系數(shù)與焊縫正常組織存在巨大差異，焊縫溶敷金屬在冷卻過(guò)程中受到噴涂層材料雜質(zhì)成分的影響，在焊縫中間形成裂紋。因噴涂層只存在舊管側(cè)外壁，所以裂紋表現(xiàn)形式為從外壁開(kāi)口，向內(nèi)壁發(fā)展，且位置靠近帶噴涂層管側(cè)，與檢驗(yàn)情況符合。
從上述問(wèn)題得出，一、噴涂層的存在直接導(dǎo)致了焊縫出現(xiàn)外壁縱向裂紋；二、傳統(tǒng)焊接工藝對(duì)焊口附近母材的處理要求無(wú)法消除噴涂層。因此，第二步考慮的是，對(duì)噴涂層采取何種檢驗(yàn)方法才能確保其已經(jīng)消除干凈。選擇對(duì)噴涂層檢驗(yàn)方法之前，有必要對(duì)噴涂層成分及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解。噴涂層是為了加強(qiáng)水冷壁的抗磨損或易被吹灰器吹損的能力，是對(duì)爐膛內(nèi)水冷壁進(jìn)行的一種表層防護(hù)技術(shù)，目前廣泛應(yīng)用于鍋爐抗高溫磨蝕的電弧噴涂涂層的材料主要以Ni—Cr合金為基體，添加少量Ti、Si、Mo、Al等合金元素，采用超音速電弧噴涂技術(shù)，在水冷壁表面形成穩(wěn)定的鉻氧化物，以產(chǎn)生抗腐蝕、抗沖刷的效果。噴涂材料厚度一般為I 2mm深，正常情況下，帶噴涂層的水冷壁外部不存在開(kāi)口裂紋，因此，不能用以毛細(xì)現(xiàn)象為原理的滲透探傷方法來(lái)確定噴涂層是否打磨干凈；而噴涂材料為非鐵磁性材料，普通水冷壁管材質(zhì)一般為20G，為鐵磁性材料，噴涂材料與水冷壁母材之間存在異質(zhì)界面。當(dāng)施加外磁場(chǎng)時(shí)，因磁力線在異質(zhì)界面處外 漏，可以吸附施加的磁懸液，形成網(wǎng)格狀磁痕顯示，因此可考慮采用磁粉檢驗(yàn)方法。對(duì)帶噴涂層水冷壁同一部位分別進(jìn)行磁粉、滲透檢驗(yàn)，磁粉檢驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)存在噴涂層處有網(wǎng)格狀磁痕顯示，而滲透檢驗(yàn)則無(wú)任何相關(guān)跡痕顯示。因此選定磁粉檢驗(yàn)方法來(lái)確定焊口附近母材的噴涂層是否打磨干凈。第三步考慮的是，應(yīng)用傳統(tǒng)工藝中制定的反射脈沖法超聲技術(shù)對(duì)焊縫進(jìn)行無(wú)損檢驗(yàn)時(shí)，由于技術(shù)限制，探頭入射角度不能太大，焊縫近外表層缺陷檢出率相對(duì)較低。而此類(lèi)裂紋是從焊縫外壁向內(nèi)壁延伸，如果向內(nèi)壁延伸深度不夠大，則有可能漏檢。因此，有必要在超聲檢驗(yàn)前先進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)以排除此類(lèi)缺陷。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明焊接前對(duì)母材進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)，避免了水冷壁管中的噴涂層對(duì)焊接的影響，焊接結(jié)束后再次對(duì)焊縫進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)，避免焊縫近外表層的缺陷被漏檢。該新型焊接工藝解決了對(duì)帶噴涂層水冷壁焊縫焊接易出現(xiàn)裂紋的難題，保證了焊口的長(zhǎng)期安全運(yùn)行。


圖I為母材坡口預(yù)制圖。
具體實(shí)施例方式以常用水冷壁規(guī)格(057X6)及材質(zhì)(SA210C)為例，焊接步驟如下
I、焊接方法選用及焊接設(shè)備、焊材
可采用手工電弧焊或手工鎢極氬弧焊。為保證焊縫致密程度及良好的外觀成型，減少焊接缺陷，宜采用手工鎢極氬弧焊。焊機(jī)選用ZX7-400STG型逆變焊機(jī)。根據(jù)焊材的選用原則，選用TIG-J50焊絲，直徑為2. 5mm。2、坡口制備及坡口附近母材處理
坡口采用V型坡口，坡口角度單側(cè)30 °，鈍邊1mm，對(duì)口間隙I 3mm ;坡口的制備采用機(jī)械方法，焊口組裝前，將其兩側(cè)各15mm范圍內(nèi)的母材外壁進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)，直至將噴涂層、油、漆、垢、銹清理干凈；
3、層間溫度控制焊接過(guò)程中控制層間溫度不高于350°C。4、焊接
當(dāng)采用手工鎢極氬弧焊時(shí)，焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表I。表I :手工鎢極氬弧焊焊接工藝參數(shù)__
焊接層數(shù)電源極性焊接電流(A) 焊接電壓(V)焊接速度(mm/min)
I _直流正接80 100 9 1155 65
2 3 I直流正接丨90 110 |9 11丨55 65
打底時(shí)送絲要均勻，避免產(chǎn)生根部焊縫未熔焊絲頭。鐵水過(guò)渡宜采用自由過(guò)渡，收頭時(shí) 注意填滿弧坑后移向坡口邊緣收弧，避免產(chǎn)生弧坑裂紋。5、質(zhì)量檢驗(yàn)
焊后對(duì)焊縫先進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)，磁粉檢驗(yàn)合格后再進(jìn)行超聲或者射線檢驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)帶有噴涂層水冷壁管焊接的新型焊接工藝，其特征在于具體步驟如下 (1)首先對(duì)焊縫兩側(cè)母材進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)，若所述母材的噴涂層處出現(xiàn)網(wǎng)格狀磁痕，說(shuō)明噴涂層未打磨干凈，繼續(xù)打磨直至磁粉檢驗(yàn)不出現(xiàn)網(wǎng)格狀磁痕； (2)采用傳統(tǒng)水冷壁焊接方法進(jìn)行焊接； (3)焊接結(jié)束后先對(duì)焊縫表面進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)，若焊縫上出現(xiàn)磁痕，則說(shuō)明焊縫存在表面或近表面缺陷，需重新焊接直至磁粉檢驗(yàn)結(jié)果為焊縫上沒(méi)有出現(xiàn)磁痕；然后再進(jìn)行超聲或射線檢驗(yàn)，若檢驗(yàn)結(jié)果不合格需重新進(jìn)行焊接，直至超聲或射線檢驗(yàn)合格。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)帶有噴涂層水冷壁管焊接的新型焊接工藝，其核心是對(duì)焊前焊口兩側(cè)水冷壁母材處理方式進(jìn)行了革新，利用磁粉檢驗(yàn)方法消除噴涂層；且焊后對(duì)焊縫加入磁粉檢驗(yàn)方法，以確保不出現(xiàn)表面縱向開(kāi)口裂紋。本發(fā)明焊接前對(duì)母材進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)，避免了水冷壁管中的噴涂層對(duì)焊接的影響，焊接結(jié)束后再次對(duì)焊縫進(jìn)行磁粉檢驗(yàn)，避免焊縫近外表層的缺陷被漏檢。該新型焊接工藝解決了對(duì)帶噴涂層水冷壁焊縫焊接易出現(xiàn)裂紋的難題，保證了焊口的長(zhǎng)期安全運(yùn)行。
文檔編號(hào)B23K9/167GK102658418SQ201210141750
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者敬尚前, 李中偉, 牛曉光, 王慶, 王強(qiáng), 郝曉軍 申請(qǐng)人:河北省電力研究院