不开;焊接速度过快熔渣来不及上浮;蜗壳多层焊接时对汉口清理不干净;运条角度不正确。
3.2蜗壳焊缝中夹杂的防止
首先,按照DL/T 5070-1997《水轮机金属蜗壳安装焊接工艺导则》的规定选择正确焊接材料;采用适当的焊接参数,适当地增大焊接电流(130~190Ma),必要时把电弧缩短,并增加电弧停留时间,使熔化金属和熔渣得到充分加热;根据熔化情况,随时调整焊条角度和运条方法,使熔渣能上浮到铁水表面;降低熔渣的熔点和粘度,防止夹渣产生。
其次,焊前将焊缝及两边至少50mm的边缘充分打磨,将焊缝中的氧化皮铁渣等其他杂物去除,如图11所示的焊缝很可能会产生大的夹杂缺陷。
图11 焊缝未清理干净
将坡口及焊层间的熔渣清理干净,将凹凸处铲平。 4.蜗壳焊接的未融合缺陷
未融合是蜗壳焊接中很常见的一种缺陷,是指母材和焊缝金属,焊层之间的焊缝金属未融合的现象,即母材和焊缝金属,各焊层之间存在间隙。
4.1蜗壳焊接未融合产生的原因
蜗壳焊接未融合产生是因为焊接线能量过小,焊接速度过快或者操作手法不当。
4.2蜗壳焊接未融合缺陷的防治措施
适当增加焊接电流,增大焊接线能量;适当降低焊接速度;熟练焊接技能,操作手法适当;加强练习,增强焊工责任心;针对不同的焊接母材,焊材,采取不同的消除为融合的焊接措施。 5.蜗壳焊接的咬边缺陷。
焊缝和母材融合不好,出现沟槽,深度大于,总长度大于焊缝的10%或大于验收标准要求的长度。
5.1蜗壳焊接咬边缺陷产生的原因
焊接线能量过大,电弧过长,焊条角度不当,焊条送进速度不合适都是产生咬边的原因。
5.2防止咬边缺陷产生的措施
根据焊接位置和焊接规范的要求,选择合适的焊接参数(电流不超过190A);控制电弧长度,尽量使用短弧焊接;焊条送进速度和焊接参数协调;主义焊缝边缘和母材融合时的焊条角度;对检查中发现的咬边现象,进行打磨,补焊处理,使之符合焊接标准;加强焊工管理,增强焊工责任心。 6.蜗壳焊缝中危害最大的裂纹缺陷
裂纹分表面裂纹很内部裂纹,内部裂纹对焊接性能影响远远比表面裂纹大,现在以内部裂纹来说明蜗壳焊接裂纹缺陷。在蜗壳焊接中裂纹出现的几率比较低,但在蜗壳组装、焊接、后热处理等工序控制不当时会出现冷裂纹和再热裂纹。因为蜗壳本身采用的是高强钢焊接。而且在焊接前都要经过预热,预热温度根据板材厚度决定。
焊接的冷裂纹主要在屈服极限大于300MPa的低合金钢和高强度钢中产生。钢材的强度越高,焊接产生冷裂纹的可能性越大。B610CF的再热敏感温度为600℃。再热次数和温度越高裂纹产生倾向也越大。
6.1蜗壳焊接裂纹产生的机理和表现 6.1.1冷裂纹
蜗壳在不利的条件下焊接时,焊接熔池中溶解了较多的氢,焊缝金属快速冷却后,大部分氢快速过饱和溶剂与焊缝金属中。在焊接残余应力作用下,氢逐渐向产生应力与应变集中的热影响区扩散,并在某些微区聚集。而低合金钢热影响区又往往存在马氏体淬硬组织,他的塑性变形能力很低。当氢的浓度达到某一临界值时,变脆的金属即使是微小的应变也经受不起,而在残余应力的作用下就会开裂。危险的是这些开裂面会进一步扩展,而且在裂纹的端部会有氢凝聚导致新的开裂,最终发展成宏观裂纹,称为氢致裂纹。冷裂纹是一种最危险的缺陷,具有延迟性。有的甚至在焊缝无损探伤后才形成,而造成不可弥补的漏检。如图12。
图12 氢致冷裂纹
6.1.2再热裂纹
由于蜗壳焊接中Mo、V、Ti、Nb 这些元素的碳、氧化合物经高于1300℃的焊接热循环而固溶,在焊后快速冷却时来不及充分
析出,但在SR处理后在晶内沉淀析出,使晶内强化。应力松弛引起的塑性变形优先在晶界发生,在拘束应力作用下产生再热裂纹。蜗壳焊接接头存在较大的拘束应力和残余应力,这是产生再热裂纹的主要原因。 6.2蜗壳焊接裂纹的防止
焊前对蜗壳焊缝区进行预热(板材厚度25~30mm预热温度为60~80℃,板材厚度>30~38mm预热温度为80~100℃);焊后控制近缝区的冷却速度,使之不易形成淬硬组织;建立低氢的焊接条件(使用国产低氢型高强钢焊条)等可以减少冷裂纹。在蜗壳施工过程中合理的安排组装和焊接顺序(管节之间的环缝焊接 →凑合节纵缝焊接 →凑合节环缝焊接(凑合节有两条安装环缝;焊接顺序是先焊接其中的第一条环缝,第一条环缝焊接完成后再焊接第二条环缝)→蝶形边焊接 →蜗壳与钢管之间的环缝焊接),减少接头拘束度,防止咬边,未焊透,未融合等缺陷;必要时消减焊缝余高来减少应力集中;每条焊缝一次性完成等可以减少再热裂纹。其次可适当的改变工艺条件。
7.在蜗壳焊接中除了上面所说的焊接缺陷,还通过对X射线探伤结果的观察,还发现一中新型的焊接缺陷—弧谷,这里所说的弧谷不是焊缝表面的弧坑,它是存在焊缝与母材边沿相接处的。该缺陷都出现在收弧的位置,在焊缝中有意抛物线型的阴影。如图13。
图13 弧谷
7.1蜗壳焊接中弧谷产生的机理
电弧焊的熔池呈半椭球形状,焊接时熔池内的金属液体在电弧吹力作用下焊条前方的金属液体由椭球底部向前运动,沿母材熔深边缘向上,然后向中心运动。然而,焊接工艺对焊接电压、电流和提前角都有上限和下限值,而上下限之间有一个最佳点,如果焊工使电压和电流都处在上限值,而提前角处在下限值,这时熔池温度增高,金属液体流动速度加快,把母材熔化冲刷成一个窄而神的抛物面空间,当电流停止时,熔池前方的液体因提前角小又自然流入弧坑,前沿金属一面冷却,不能把弧谷填满,即使能填满也不能熔化母材而结合成一体,所以形成了抛物面型气罐。
7.2弧谷产生的防止
首先,把电压、电流和提前角处于最佳值。操作时只要把三者调到最佳点,收弧就不会产生弧谷。大多数弧谷深度在5mm左右,与裂纹一样产生危害性,所以也应该进行返修。
蜗壳焊接完毕要经过焊接检验,超标缺陷要进行返修。同一部位焊缝缺陷返修次数一般不应超过两次,特殊情况下超过两炊以上的焊缝返修处理应报经施工现场监理工程师批准,并做好记录,详细记录焊缝的编号、缺陷的位置、长度、性质等,并分析缺陷产生的原因及返修处理结果。