專利名稱：一種對帶有噴涂層水冷壁管焊接的新型焊接工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種對帶有噴涂層水冷壁管焊接的新型焊接工藝，依此工藝對發電廠帶有噴涂層水冷壁管進行焊接能避免出現管外壁縱向裂紋缺陷。
背景技術：
傳統水冷壁管焊接工藝是一種成熟工藝，在新機組基建中對水冷壁管的焊接起到了重要的指導作用，多年實踐證明，傳統水冷壁管焊接工藝完全滿足對新安裝的、沒有噴涂
層水冷壁管的焊接指導作用，但把該工藝應用到對帶有噴涂層水冷壁管子的焊接時，焊縫會普遍出現外壁縱向裂紋，此類裂紋的存在削弱了焊縫組織承受載荷的能力，可導致焊縫失效、進而引起非計劃停機的惡性后果。而噴涂技術作為重要的防磨、防吹損措施在電廠中廣泛使用不可替代。傳統水冷壁焊接工藝沒有考慮噴涂層對焊接質量的影響。因此，有必要發明一種新型焊接工藝來指導對帶有噴涂層水冷壁管的焊接。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種能夠避免水冷壁管外壁出現縱向裂紋缺陷的對帶有噴涂層水冷壁管焊接的新型焊接工藝。本發明采用的技術方案
一種對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)首先對焊縫兩側母材進行磁粉檢驗，若所述母材的噴涂層處出現網格狀磁痕，說明噴涂層未打磨干凈，繼續打磨直至磁粉檢驗不出現網格狀磁痕；
(2)采用傳統水冷壁焊接方法進行焊接；
(3)焊接結束后先對焊縫表面進行磁粉檢驗，若焊縫上出現磁痕，則說明焊縫存在表面或近表面缺陷，需重新焊接直至磁粉檢驗結果為焊縫上沒有出現磁痕；然后再進行超聲或射線檢驗，若檢驗結果不合格需重新進行焊接，直至超聲或射線檢驗合格。本發明技術方案得出的過程為
首先，應先分析產生外壁縱向裂紋的原因及傳統工藝存在的不足。傳統水冷壁焊接工藝對焊口附近母材的要求是焊接前應將焊口表面及附近母材內、外壁的油、漆、垢銹等清理干凈，直至露出金屬光澤，清理范圍為每側各15 20mm。遵照此工藝對帶有噴涂層的水冷壁管進行焊接后，超聲波檢驗時發現焊縫存在外壁開口類縱向裂紋性質的缺陷，遂用滲透檢驗及磁粉進行復核，結果表明，焊縫中間靠近舊管側開裂。對其原因進行分析，發現舊管上存在噴涂層，雖然按照傳統焊接工藝要求對母材側清理打磨露出金屬光澤，但宏觀檢驗不能保證對噴涂層打磨清理干凈，未清理干凈的噴涂層材料在焊接過程中作為雜質混入到溶敷金屬，破壞了焊縫的正常組織成分。噴涂層材料的成分、熔點、膨脹系數與焊縫正常組織存在巨大差異，焊縫溶敷金屬在冷卻過程中受到噴涂層材料雜質成分的影響，在焊縫中間形成裂紋。因噴涂層只存在舊管側外壁，所以裂紋表現形式為從外壁開口，向內壁發展，且位置靠近帶噴涂層管側，與檢驗情況符合。
從上述問題得出，一、噴涂層的存在直接導致了焊縫出現外壁縱向裂紋；二、傳統焊接工藝對焊口附近母材的處理要求無法消除噴涂層。因此，第二步考慮的是，對噴涂層采取何種檢驗方法才能確保其已經消除干凈。選擇對噴涂層檢驗方法之前，有必要對噴涂層成分及結構進行了解。噴涂層是為了加強水冷壁的抗磨損或易被吹灰器吹損的能力，是對爐膛內水冷壁進行的一種表層防護技術，目前廣泛應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，在水冷壁表面形成穩定的鉻氧化物，以產生抗腐蝕、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口裂紋，因此，不能用以毛細現象為原理的滲透探傷方法來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界面。當施加外磁場時，因磁力線在異質界面處外 漏，可以吸附施加的磁懸液，形成網格狀磁痕顯示，因此可考慮采用磁粉檢驗方法。對帶噴涂層水冷壁同一部位分別進行磁粉、滲透檢驗，磁粉檢驗可以發現存在噴涂層處有網格狀磁痕顯示，而滲透檢驗則無任何相關跡痕顯示。因此選定磁粉檢驗方法來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，應用傳統工藝中制定的反射脈沖法超聲技術對焊縫進行無損檢驗時，由于技術限制，探頭入射角度不能太大，焊縫近外表層缺陷檢出率相對較低。而此類裂紋是從焊縫外壁向內壁延伸，如果向內壁延伸深度不夠大，則有可能漏檢。因此，有必要在超聲檢驗前先進行磁粉檢驗以排除此類缺陷。本發明的有益效果是本發明焊接前對母材進行磁粉檢驗，避免了水冷壁管中的噴涂層對焊接的影響，焊接結束后再次對焊縫進行磁粉檢驗，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帶噴涂層水冷壁焊縫焊接易出現裂紋的難題，保證了焊口的長期安全運行。


圖I為母材坡口預制圖。
具體實施例方式以常用水冷壁規格(057X6)及材質(SA210C)為例，焊接步驟如下
I、焊接方法選用及焊接設備、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。焊機選用ZX7-400STG型逆變焊機。根據焊材的選用原則，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30 °，鈍邊1mm，對口間隙I 3mm ;坡口的制備采用機械方法，焊口組裝前，將其兩側各15mm范圍內的母材外壁進行磁粉檢驗，直至將噴涂層、油、漆、垢、銹清理干凈；
3、層間溫度控制焊接過程中控制層間溫度不高于350°C。4、焊接
當采用手工鎢極氬弧焊時，焊接工藝參數見表I。表I :手工鎢極氬弧焊焊接工藝參數__
焊接層數電源極性焊接電流(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
打底時送絲要均勻，避免產生根部焊縫未熔焊絲頭。鐵水過渡宜采用自由過渡，收頭時 注意填滿弧坑后移向坡口邊緣收弧，避免產生弧坑裂紋。5、質量檢驗
焊后對焊縫先進行磁粉檢驗，磁粉檢驗合格后再進行超聲或者射線檢驗。
權利要求
1.一種對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)首先對焊縫兩側母材進行磁粉檢驗，若所述母材的噴涂層處出現網格狀磁痕，說明噴涂層未打磨干凈，繼續打磨直至磁粉檢驗不出現網格狀磁痕； (2)采用傳統水冷壁焊接方法進行焊接； (3)焊接結束后先對焊縫表面進行磁粉檢驗，若焊縫上出現磁痕，則說明焊縫存在表面或近表面缺陷，需重新焊接直至磁粉檢驗結果為焊縫上沒有出現磁痕；然后再進行超聲或射線檢驗，若檢驗結果不合格需重新進行焊接，直至超聲或射線檢驗合格。
全文摘要
本發明涉及一種對帶有噴涂層水冷壁管焊接的新型焊接工藝，其核心是對焊前焊口兩側水冷壁母材處理方式進行了革新，利用磁粉檢驗方法消除噴涂層；且焊后對焊縫加入磁粉檢驗方法，以確保不出現表面縱向開口裂紋。本發明焊接前對母材進行磁粉檢驗，避免了水冷壁管中的噴涂層對焊接的影響，焊接結束后再次對焊縫進行磁粉檢驗，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帶噴涂層水冷壁焊縫焊接易出現裂紋的難題，保證了焊口的長期安全運行。
文檔編號B23K9/167GK102658418SQ201210141750
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月9日 優先權日2012年5月9日
發明者敬尚前, 李中偉, 牛曉光, 王慶, 王強, 郝曉軍 申請人:河北省電力研究院