电厂金属材料脉冲焊接工艺应用与实践

李晓旭

吉林省松原市大唐长山热电厂 吉林 松原 131109

引言

随着时代的发展,电厂金属材料脉冲焊接工艺开始流传起来。脉冲焊接就是通过强电流形成的技术,脉冲焊接的原理就是以合理的数量以及适当的焊接角度压向焊件,完成在常温下金属之间的焊接,这样的方法工艺复杂,对于焊接的技术含量以及放电能力都有很高的要求。本文通过对工艺参数的解析,采用数值与试验相互结合的方法对电厂金属材料脉冲焊接工艺进行系统的研究。采用类比的方法,结合国内外对脉冲焊接的研究现状解析电厂金属材料脉冲焊接工艺在实际生活中的应用。

1 电厂金属材料的焊接特性

在电厂金属材料中,低合金钢在火电厂锅炉中起到了很大的作用,特别是在承受压力方面,还有再热器的低温方面。当然在管道中的应用也是特别普遍的,低金合钢的综合性能特别的好,尤其在时效稳定性方面。铁马氏体钢作为电厂中的重要材料,一般用在锅炉管和管道中等等。在电厂金属铸铁这方面,制作阀门的材料不单单只有钢制的,也可以是铜合金阀件等。金属材料与金属工艺是相互关联的,金属可以以不同的金属形式出现,例如如果按照制造的方法分类纯铜和黄铜就可以分为拉制管和挤制管。电厂除了有金属材料还有一些非金属材料,这些非金属的材料就是在金属管道出现腐蚀以及磨损的现象时,可以用一些陶瓷材料来避免这类情况的发生。近年,我国学者都在对电厂金属材料在焊接方面进行深入的讨论,长时间的跟踪调查新技术和新材料的研发与应用。对于火力发电机组发展的关键就是高温金属材料的脉冲焊接技术,同时脉冲焊接技术也是重要步骤。在电厂中,锅炉管高温腐蚀、部件热损失以及受热面管过热等问题都是通过实际测验去改良的。对于电机组有的部件在高温以及高压下进行,有的需要在高速旋转下工作,有的更是需要在有腐蚀的环境进行,所以因为这些条件的苛刻,电厂大多数对于所用的金属材料有相应的标准。基于电厂金属材料的特点,我们不难发现传统的焊接无法满足电厂在实际操作中的苛刻要求,但改用脉冲焊接就满足了电厂的大部分要求。

2 电厂金属材料脉冲焊接工艺应用与实践

2.1 电厂金属材料焊接特性分析 在电厂金属材料中,低合金钢占据非常重要的作用,特别是在火电厂锅炉中,能保证锅炉的承重能力得到更好提升。在管道中,低合金钢的应用效果也比较好,主要是因为低合金钢综合性能较好,稳定性较强。马氏体钢是电厂的核心材料,主要应用于锅炉管与管道。从电厂金属铸铁角度分析,阀门的制作材料不仅可以是钢材,也可以采用合金钢阀件。金属材料和金属工艺紧密相连,金属材料可以呈现出不同的金属形式,根据制造方法,可以将电厂铜金属材料分为纯铜材料与黄铜材料,可以利用铜材料制作管道。电厂不但有大量的金属材料,还有很多非金属材料,非金属材料的用途比较简单,当金属管道出现磨损时,采用陶瓷等非金属材料,能有效降低金属材料管道出现大面积磨损的概率。近年来,越来越多的学者加入到电厂金属材料焊接研究中,通过长期的跟踪调查与研发得知,针对火力发电机组的运行情况,妥善应用脉冲焊接工艺十分重要,脉冲焊接是高温金属材料焊接的主要工艺。电厂锅炉管道很容易出现高温腐蚀,部分部件出现热损坏,针对机组部分部件高温热损坏现象,要进行合理的改进。由于电厂机组的部分部件需要在高温高压下运行,运行速率较大,部分部件要在腐蚀环境中运行,对金属材料的性能要求较高。

2.2 电厂金属材料脉冲焊接工艺应用要点 研究人员对电厂金属材料脉冲焊接工艺的研究比较深入,从国产化角度分析,要结合发电厂的运行情况,加强电厂金属材料焊接配套管理力度,保证不同机组能在安全环境中运行,减少技术错误的出现。电厂金属材料脉冲焊接主要采取继续式加热方式,焊接时间较短,金属材料处于高温环境下,冷凝时间不断缩短,有效防止金属材料出现大面积裂纹。脉冲焊接工艺的引弧性能较好,焊接人员通过设定合理的焊接参数,能保证电厂金属材料焊接质量得到提升,减少热输入量,使用脉冲焊接工艺焊缝的综合性能得到全面提升。另外,电厂金属材料的化学性质比较特殊,对线圈的要求高,脉冲焊接时,焊接人员要结合电厂金属材料的化学特性,选择合理的线圈,满足脉冲焊接要求,确定最终的焊接参数。例如,某大型火力发电厂运用脉冲氩弧焊焊接工艺,能保证电厂金属材料焊接质量,减少金属材料的损耗。与直流钨极氩弧焊相比,脉冲氩弧焊具有以下特点：(1)能够保证金属材料的焊缝深宽比更加合理。(2)有效减少了烧穿现象的发生,在薄板焊接或者厚板打底焊的过程当中,结合峰值电流的经过时间,将焊件彻底焊透,并在熔池下降前,将峰值电流调整为基值电流,保证金属得到更好凝固。(3)热影响区不断减小,在焊接一些热敏感材料的过程当中,通过不断减小脉冲电流的通过时间,能够保证热影响区域面积不断缩小,从而减小焊接变形。(4)熔池的搅拌效果不断提升,当平均电流值相同时,脉冲电流峰值流要大于恒定电流,故电弧力比较高,熔池的搅拌效果较好,能够防止接头底部出现气孔或者不熔合现象。(5)通过合理选择焊接引弧和收弧过程,使用脉冲焊接技术控制电流参数,保证引弧和收弧过程不产生裂纹,提升焊缝引弧和收弧接头质量。

结语

随着科学技术的不断发展与创新,电厂金属材料中普通的材料已经开始逐渐被性能更好的材料所替代,而电厂金属脉冲焊接工艺必将广泛应用。脉冲焊接的引狐过程熔滴过渡平均,焊缝的形成也非常好,并没有明显的凹陷、焊缝的外观还是比较美观的。对于电厂金属材料脉冲焊接的工艺实践,并且将焊接优化后的参数固化,满足电厂金属材料焊接工作的多种要求,对于提高电厂脉冲焊接的质量和效率、减少生产周期、降低一部分的成本都具有非常重要的意义。