【摘 要】随着科学技术的飞速发展，电力行业也在不断发展，其中电厂金属焊接质量是保证发电厂正常安装及运行的基础，应引起重视。本文主要分析了焊接中常见质量问题产生的原因，并针对问题提出了相应的对策。
【关键词】电厂；焊接；质量问题
电厂金属焊接的质量缺陷是普遍存在的，相关技术人员对金属焊缝进行检验时，应及早发现缺陷，把焊接缺陷限制在一定范围内，以确保机组安全、经济、稳定运行。以下主要针对这些缺陷展开分析探讨。
1 气孔
在电厂焊接时最常出现的是氢气孔，分为内部气孔、表面气孔、接头气孔。产生气孔的主要原因有：坡口边缘不清洁，有水分、油污和锈迹，焊条或焊剂未按规定进行焙烘，焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等。此外，低氢型焊条焊接时，电弧过长、焊接速度过快，埋弧自动焊电压过高等，都易在焊接过程中产生气孔。电厂中的4小管焊接多为氩弧焊，它对焊接条件要求很高，环境因素致使产生气孔的概率更大。由于气孔的存在，使焊缝的有效截面减小，过大的气孔会降低焊缝的强度，破坏焊缝金属的致密性。
预防产生气孔的办法是：选择合适的焊接电流和焊接速度，认真清理坡口边缘水分、油污和锈迹。严格按规定保管、清理和焙烘焊接材料。不使用变质焊条，当发现焊条药皮变质、剥落或焊芯锈蚀时，应严格控制使用范围，焊丝要除锈，使其表面光亮。埋弧焊时，应选用合适的焊接工艺参数，特别是薄板焊，焊接速度和线能量应尽可能小些。使用低氢焊条往往容易在焊缝接头处出现表面和内部气孔，其解决办法是：焊接接头时，应在焊缝的前进方向距弧坑9mm-10mm处开始引弧，电弧燃烧后，先作反向运棒至弧坑位置，作充分熔化后再前进，或是在焊缝处引弧就可以避免这种类型的气孔产生。
2 夹渣
夹渣就是残留在焊缝中的熔渣。夹渣也会降低焊缝的强度和致密性。产生夹渣的原因主要是：焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣；坡口角度或焊接电流太小，或焊接速度过快；在使用酸性焊条时，由于电流太小或运条不当形成“糊渣”；使用碱性焊条时，由于电弧过长或极性不正确也会造成夹渣；焊条偏芯，也易形成夹渣。
防止产生夹渣的措施是：正确选取坡口尺寸，认真清理坡口边缘，选用合适的焊接电流和焊接速度，运条摆动要适当。多层焊时，应仔细观察坡口两侧熔化情况，每一焊层都要认真清理焊渣。封底焊渣应彻底清除，埋弧焊要注意防止焊偏。焊条质量要过关，不能有偏芯现象。
3 咬边
焊缝边缘留下的凹陷，称为“咬边”。产生咬边的原因是由于焊接电流过大、运条速度快、电弧拉得太长或焊条（焊丝）角度不当等。埋弧焊的焊接速度过快或焊机轨道不平等原因，都会造成焊件被熔化去一定深度，而填充金属又未能及时填满而造成咬边。咬边减小了母材接头的工作截面，从而在咬边处造成应力集中，故在重要的结构或受动载荷结构中，一般是不允许咬边存在的，或对咬边深度有所限制。
防止产生咬边的办法是：选择合适的焊接电流和运条手法，随时注意控制焊条角度和电弧长度；氩弧焊工艺参数要合适，特别要注意焊接速度不宜过高，手法平稳。
4 未焊透、未熔合
焊接时，接头根部未完全熔透的现象，称为未焊透；在焊件与焊缝金属或焊缝层间有局部未熔透现象，称为未熔合。未焊透或未熔合是一种比较严重的缺陷，由于未焊透或未熔合，焊缝会出现间断或突变，焊缝强度大大降低，甚至引起裂纹。因此，在“4大管道”的重要结构部分均不允许存在未焊透、未熔合的情况。未焊透和未熔合的产生原因是焊件装配间隙或坡口角度太小、钝边太厚、焊条直径太大、电流过小、速度太快及电弧过长等。焊件坡口表面氧化膜、油污等没有清除干净，或在焊接时该处流入熔渣妨碍了金属之间的熔合或运条手法不当，电弧偏在坡口一边等原因，都会造成边缘不熔合。
防止未焊透或未熔合的方法是正确选取坡口尺寸，合理选用焊接电流和速度，坡口表面氧化皮和油污要清除干净；封底焊清根要彻底，运条摆动要适当，密切注意坡口两侧的熔合情况。
5 焊接裂纹
焊接裂纹是一种非常严重的缺陷。结构的破坏多从裂纹处开始，在焊接过程中，要采取一切必要的措施防止出现裂纹。在焊接后要采用各种方法检查有无裂纹，一经发现裂纹，应彻底清除，然后给予修补。焊接裂纹有热裂纹、冷裂纹。
5.1 热裂纹的成因及预防措施
焊缝金属由液态到固态的结晶过程中产生的裂纹称为热裂纹，其特征是焊后立即可见，且多发生在焊缝中心，沿焊缝长度方向分布。热裂纹的裂口多数贯穿表面，呈现氧化色彩，裂纹末端略呈圆形。产生热裂纹的原因是焊接熔池中存有低熔点杂质（如FeS等），由于这些杂质熔点低，结晶凝固最晚，凝固后的塑性和强度又极低，因此，在外界结构拘束应力足够大和焊缝金属的凝固收缩作用下，熔池中这些低熔点杂质在凝固过程中被拉开，或在凝固后不久被拉开，造成晶间开裂。焊件及焊条内含硫、铜等杂质多时，也易产生热裂纹。
防止产生热裂纹的措施是：严格控制焊接工艺参数，减慢冷却速度，适当提高焊缝形状系数，尽可能采用小电流多层多道焊，以避免焊缝中心产生裂纹；认真执行工艺规程，选取合理的焊接程序，以减小焊接应力。
5.2 冷裂纹的成因及预防措施
焊缝金属在冷却过程或冷却以后，在母材或母材与焊缝交界的熔合线上产生的裂纹称为冷裂纹。这类裂纹有可能在焊后立即出现，也有可能在焊后几小时、几天甚至更长时间才出现。冷裂纹产生的主要原因为：在焊接热循环的作用下，热影响区生成了淬硬组织；焊缝中存在有过量的扩散氢，且具有浓集的条件；接头承受有较大的拘束应力。
防止产生冷裂纹的措施有：选用低氢型焊条，减少焊缝中扩散氢的含量；严格遵守焊接材料（焊条、焊剂）的保管、烘焙、使用制度，谨防受潮；仔细清理坡口边缘的油污、水分和锈迹，减少氢的来源；根据材料等级、碳当量、构件厚度、施焊环境等，选择合理的焊接工艺参数和线能量，如焊前预热、焊后缓冷，采取多层多道焊接，控制一定的层间温度等；紧急后热处理，以去氢、消除内应力和淬硬组织回火，改善接头韧性；采用合理的施焊程序，采用分段退焊法等，以减少焊接应力。
另外，电厂的管道焊接裂纹还出现在管道的组装过程中。应考虑到管道的膨胀问题，焊口由于热影响区的存在本身对于管道来说就是薄弱环节，在热态和冷态情况下的膨胀收缩必须考虑到，如果膨胀和收缩受阻同样会在焊口的热影响区，在交变应力的作用下，产生冷裂纹。如电厂的机炉外管在走向上布局，“4大管道”的支吊架调整不合理就会出现膨胀受阻而将焊口拉裂。
6 其他缺陷
焊接中还常见到一些焊瘤、弧坑及焊缝外形尺寸和形状上的缺陷。产生焊瘤的主要原因是运条不均，造成熔池温度过高，液态金属凝固缓慢下坠，因而在焊缝表面形成金属瘤。立、仰焊时，采用过大的焊接电流和弧长，也有可能出现焊瘤；产生弧坑的原因是熄弧时间过短，或焊接突然中断，或焊接薄板时电流过大等。焊缝表面存在焊瘤影响美观，并易造成表面夹渣；弧坑常伴有裂纹和气孔，严重削弱焊接强度。防止产生焊瘤的主要措施是严格控制熔池温度，立、仰焊时，焊接电流应比平焊小10%-15%，使用碱性焊条时，应采用短弧焊接，保持均匀运条，防止产生弧坑的主要措施是在手工焊收弧时，焊条应作短时间停留或作几次环形运条。
7 结束语
目前，我国电厂金属焊接技术还存在许多不足，技术人员在焊接作业前，应先熟悉焊接工艺，掌握焊接技术要求。同时，在焊接过程中，应严格检验是否存在缺陷，及时发现质量隐患，并制定解决方案，确保机组安全、经济地运行，提高火电厂的经济效益。
【参考文献】
[1]欧阳新峰.大型火电厂的焊接优化措施[J].电力建设，2009，1.
[2]李英河.火电厂焊接施工质量控制探讨[J].中国新技术新产品，2011，5.
[责任编辑：王静]