TIG焊接技术在发电厂检修焊接中的推广应用（一）

HEATS

　　一、概述

4 W2 o3 T: c0 f0 q) i. Q

　　机组承压部件及管道焊接质量的优劣是影响发电设备安全运行的关键之一。现场中的管道，多数直径较小，无法进行双面焊，如何确保焊缝的质量，是一个关键问题。2000年以前对于薄壁管道焊口的对接焊缝，一般采用氧乙炔气焊、焊条电弧焊、根部衬垫圈焊条电弧焊及钨极氩弧焊进行焊接，当时由于焊工技术水平的局限，加之焊工的畏难抵触情绪及受焊接位置及操作空间限制等种种原因，TIG焊接新技术的推广应用遇到阻力，承压部件及管道泄漏事故频繁发生，严重威胁到机组的安全稳定运行。

$ s3 C5 y6 D. x$ y

　　2000年小修时高再换管64个对接焊口，采用氧乙炔气焊，气焊焊口在机组运行1个月中连续发生3次泄漏事故，原因是采用氧乙炔气焊焊接的受热面管子，热量不集中，接头热影响区大，过热严重，塑性及韧性差。若焊工操作不当，火焰撤离熔池的速度过快，还容易产生缩孔。因此，锅炉运行时，往往在受热面管子气焊焊口的接头处出现渗漏。此类事故在以前的受热面管的焊接中已发生多起，为此，对4种焊接方法试验比较，结果表明其中TIG焊接技术优越性最大。故决定从2000年8月开始，遵循制定焊接工艺的原则，对锅炉受热面管子检修焊接尝试性采用TIG全氩弧焊接技术，焊口无损检测一次合格率达95%以上，应用中收到满意效果。因此，在之后的4年时间里逐步推广应用到传输汽、水、油、气等介质的承压管道部分，效果十分明显，6年来，由于焊接质量发生的受热面“爆管“事故下降了100%，确保了机组的安全、稳定长周期运行。

$ ~& z1 Z- \: O) m8 L# b , Z& h1 M9 x+ B

　　鉴于此，TIG焊接技术作为一种焊接新技术和新工艺，在焊接金属材料方面有得天独厚和无可替代的优势，具有重要的技术和经济价值，这种焊接技术应在电站检修安装焊接中引起更多重视和获得更大发展。

8 p7 t: |7 x/ u1 T2 N' ]

　　二、管道焊接技术发展概况及现状

1 K0 k8 L8 C i

　　电力系统各发电企业在安装及检修锅炉时，对于这类小直径的薄壁管，从建国前到20世纪70年代，普遍采用氧乙炔气焊，部分采用焊条电弧焊。锅炉制造厂对于这类焊口，除部分采用接触焊外，也大量采用氧乙炔气焊及焊条电弧焊。采用氧乙炔气焊焊接锅炉受热面管子，热量不集中，接头热影响区大，过热严重，塑性及韧性差。若焊工操作不当，火焰撤离熔池的速度过快，还容易产生缩孔。因此，锅炉运行时，往往在受热面管子气焊焊口的接头处出现渗漏。

) X# P8 {$ C; Y! W2 \0 ? - }* a7 L0 {) k, `& \

　　三、TIG焊接技术的优点

+ b. J4 P& b; n) Q$ h' I$ E

　　①TIG焊的金属材料在品种和数量上实际上是不受限制的，它们在形状和形式、面积和其它尺寸、结合强度和使用性能上有许多特点，这一切决定了TIG焊接技术在金属材料的焊接中有许多卓越成效的应用。②Ar是最稳定的惰性气体之一，保护效果好。气保护代替了渣保护，焊缝干净无渣。惰性气体氩在熔池和电弧周围形成一个封闭气流，有效的防止外界有害气体的侵入,从而获得高质量的焊接接头。③TIG焊电弧受氩气流的压缩和冷却作用,电弧集中，可保证焊缝根部焊透，接头热影响区小,焊件变形及裂纹倾向小。特别适用于焊接空淬倾向大的钢材。④Ar不溶于金属，不与金属发生反应，故一般不会出现合金元素烧损。TIG焊缝特别纯净，所焊管子接头管内无焊渣。焊缝质量比氧乙炔气焊及焊条电弧焊都好。⑤明弧焊接，熔池清晰可见，操作容易掌握，易实现自动化。⑥氩气流对焊接区域又冲刷作用，使焊接接头冷却速度加快，可以改善接头的组织和性能，并能减少焊件焊后残余变形。⑦Ar是单原子气体，热容量小，导热效率低，热量消耗少，对电弧稳定燃烧十分有利，即使在小电流和长弧的条件下，电弧仍很稳定，操作方便，焊缝质量容易控制，适用于小径管子难焊位置的全位置焊接。由于TIG焊焊接质量好，操作容易，近几年来，已成为各发电企业在安装及检修锅炉时焊接受热面管子的常用方法。在现场检修条件下，受焊接位置及操作空间限制，普遍采用的工艺方法是TIG焊打底焊条电弧焊盖面或采用TIG全氩弧焊。

1 S# a' o6 G |" \) t a' o; J

　　四、承压管道的焊接

+ L c/ f, w3 ^& N. B3 i" D! f3 ]

　　电力系统各单位焊接承压管道，过去主要采用焊条电弧焊打底并盖面的对接方法，容易产生根部未焊透、夹渣等缺陷，对机组安全运行威胁很大。电力系统曾多次发生焊口折断、爆破事故，分析事故原因，多与焊缝根部严重未焊透有关。近几年来国外的电站机组在施工焊接中，对焊口一律要求全部焊透。在我国，已在电力系统推广应用于焊接高压机组的主汽、主给水、再热段、冷段、联箱管座及汽机系统管道。

9 `( l$ A, P0 W, ]! |

　　1、管道焊口的TIG焊接技术

{3 k8 i; l. I

　　①焊接设备及器具：焊接电源、焊枪、供气系统、冷却系统及焊接控制系统等部分。②电源：TIG焊接电源有交流和直流两种。交流电源用于焊接铝及其合金、镁及其合金。焊接碳钢、合金钢、钛及其合金、铜及其合金均采用直流电源。③焊枪：TIG焊焊枪由喷嘴、钨极夹、导线、气管、水管、控制钮等组成，它起着夹持电极、传导电流、输送氩气及控制整机工作系统的作用，焊枪有自冷式和水冷式两种。

7 ~9 f( F, {. @* L) H$ B& O 6 }1 W" L: J1 K1 |# ^; B

　　2、焊接材料:钨极氩弧焊所用材料包括钨极、氩气及填充材料。

- H$ ?3 W" h4 t5 z7 n+ F3 ^- S

　　①钨极:常用钨极有铈钨极和钍钨极。②Ar:Ar中或多或少地含有02，N，CO：及水分等杂质，对Ar保护的效果有一定的影响。所焊金属材料化学性质愈活泼，影响愈大。焊接不同的金属，对Ar纯度的要求是不同的。③填充材料:钨极氩弧焊用的填充材料有焊丝和可熔环两种。a、氩弧焊焊丝:管道焊口打底焊推荐采用Ø2.5 mm焊丝。对于管壁特别薄的小直径管子也有用Ø2.0 mm焊丝的。b、可熔环有蘑菇状及矩形两种。管道焊口打底焊时，装配于对口间隙中，经钨极电弧加热熔化与两侧坡口焊合在一起形成打底焊缝。

6 t0 e- N Q/ @/ w# b# o& k