焊接技术在电站锅炉集箱制造中的应用

摘 要：电站锅炉集箱主要是由三通、端蓋、小管、大管接头、以及筒体等部分组合而成的，针对不同位置与效用，集箱一般都会和过热器、水冷壁以及再热器等部件连接，且具有介质的分配和集中的功能，为电站锅炉之中最为主要的受压元件。在电站锅炉集箱制造中，焊接技术对其至关重要，通过对焊接技术的合理运用，不仅利于保障集箱产品性能，也利于提升集箱产品质量，所以说，在电站集箱制造中，务必要科学合理对焊接技术加以运用。本文以集箱材料阐述为出发点，着重分析了焊接技术在电站锅炉集箱制造中的应用，最后详述了焊接技术在电站集箱制造中的发展趋势。

关键词：焊接技术；电站集箱制造；应用；发展趋势

前言

焊接技术有着自身独特的优势，特别是在电站锅炉集箱制造中，更是具有得天独厚的优势。因此，在电站锅炉集箱制造中，要重视对焊接技术的应用，将焊接技术的优势所在充分发挥出来，使其能够对电站锅炉集箱制造的进行起到推动作用。同时，借助该项技术，还助于提升经济效益，使相关企业获得长远的发展与进步。

1 集箱材料

对于锅炉部件而言，集箱是其中一个重要的承压部件，在实际运行之中起到分配和集中作用。其筒身主要制成材料为成品钢管，焊接步骤涵盖大管座焊接、环缝焊接以及其它部件焊接等。其中环缝焊接，许多厂家都已运用了埋弧焊焊接、氩弧焊焊接这两种方法，在集箱中，也有不少厂家运用了窄间隙热丝TIG焊接，通过对这一方式的运用，在很大程度上提升了焊接质量[1]。某些直径较小的管座，许多厂家会运用药芯焊丝保焊的方式来进行焊接。而对于某些直径较大的管座来说，个别厂家正在大力对此进行开发，虽说目前这一焊接方式还未实现，但相信很快这一方式就能够得到普及。

2 焊接技术在电站锅炉集箱制造中的应用

以焊接技术在电站锅炉集箱制造中的应用来说，可以通过筒体环缝焊接、大管接头焊接、小管接头焊接、水压端盖焊接等焊接方式，落实对焊接技术的有效运用，使焊接技术能够在电站锅炉集箱制造中发挥出重要作用，从而使焊接质量能够因此得到提高。焊接技术在电站锅炉集箱制造中的应用，具体内容体现如下：

2.1 筒体环缝焊接

在电站锅炉集箱制造中，对筒体环缝焊接的运用是十分重要的。细致来说，其主要涵盖弯头、过滤管以及三通等环缝，以上环缝都是以对接接头方式存在的，实际焊接厚度一般在20毫米至160毫米之间，在焊接过程中，务必要全焊透。因筒体直径通常都不会超过1000毫米，且在焊接期间还需高温预热，所以，对于此种环缝焊接方式来说，并不适用于全面焊接之中[2]。针对此，为使焊缝质量获得保障，可以借助钨极氩弧焊这一焊接方式。在焊接期间，先对根部间隙予以控制，而后以良好的焊接技术，来进行双面成形的焊接，使总体焊接质量可以得到保障。

在进行焊接时，为提升焊接效率，通常只将GTAW用至打底焊接，发挥滚轮架的配合作用，运用焊条电弧焊实施过渡，一直到焊缝厚度符合要求后，再进行焊接这样效率就会更高一些，且整个焊接过程也会更容易控制一些。然而对某些操作位置不当，难以进行环缝焊接的位置来说，在实施CTAW焊接打底之后，则应运用电弧焊实施填充。

针对集箱的特征与尺寸，为满足焊接性能要求，焊接直径是不可大于3.2毫米的，对SA-335P92这类焊接材料来说，在进行热输入控制时，一般应以焊接直径低于2.4毫米的焊丝来开展焊接操作。

2.2 大管接头焊接

大管接头属于电站锅炉集箱之中最为普遍的焊接结构，筒体和大管接头两者之间是焊接坡口，其应采取全焊透的方式。在进行焊接生产时，因大管接头和筒体外径占比相对偏小，很容易给马鞍造成较大落差，许多大管接头都只可借助手工焊接的方式来进行焊接，然而这一种方式，却具有操作难度较高、实际工作量偏大的特点。现阶段，运用大管焊接方式主要药芯焊接、以及电弧焊焊接的方法，但这些方法也同样需借助手工焊接的方式实施打底，从而使焊接的全焊透可以获得保障[3]。

除此之外，在电站锅炉集箱制造中，对马鞍型埋弧焊方式也有着一定程度的应用，通常会运用在接管和筒体结构之中，对接管和筒体外径低于3的结构部件而言，因马鞍自身落差偏大，在横焊时难以形成焊接熔池，进而也无法实现应用，特别对于面层焊接更是如此。

在应用大管接头的焊接方式之中，FCAW这一焊接方式的操作效率是很高的，甚至超过SMAW2倍以上，但FCAW的材料在制造上所具备的难度是非常大的，其制造成本也是非常之高，很多领域都不具备运用这一方式的能力，所以现如今，在电站锅炉集箱制造领域中，所应用的最为普遍的一种焊接技术为SAW，该方式不仅有着和SMAW大致相同的生产效率，还利于减轻工作强度，保障工作环境，所以在实际操作之中，值得对这一方式予以运用。

2.3 小管接头焊接

在电站锅炉集箱制造中，小管焊接的数量以及种类等是相对较多的，同时焊接难度也是较大的一种[4]。针对相关要求，筒体和小管接头两者的接缝是可实施部分焊透、全焊头以及非焊透这三种方式的。

对部分焊透的小管接头来说，现阶段所运用的方式为SMAW。而对有着全焊透需求的小管接头而言，一般会先通过GTAW实施焊接打底，而后再运用SMAW实施盖面焊。因集箱之上的所有小管接头普遍处于密排布置的状态中，某些结构较为特殊的净间距甚至只有18毫米，因此在进行焊接时是非常有难度的，只有先以手工焊接的方式来进行，才可实现有效焊接。

就近些年情况来看，不管是国内还是国外，许多厂家都对小管接头焊接方式开展了一些了的研究，如日本某厂家借助熔化极气体焊接这一技术，促进了自动化小管接头焊接的发展。除此之外，某些厂家还将钨极氩弧焊直接插入至小管接头之中，利用不填丝自熔这一方式，对筒体和小管接头之间实施焊接，而后再运用SAW、以及SMAW这些方式，对其实施盖面，这样不但能够使全焊透操作获得保障，还能够使实际焊接效率获得显著提高。同时，在进行打底焊接时，也不需借助焊接材料，但其一般只适合某种固定范围的筒体和接头焊接，且在焊接过程中，对精度要求也是十分之高。

2.4 水压端盖与附件焊接

对附件而言，主要指的是适用在安装与包装时永久、亦或临时性的钢板以及弯板等，其结构通常呈“T”型，亦或者为角接接头，其附件数量偏少，工作量和工作难度等都偏低，一般情况下，运用SMAW这一方式，就能够实现对焊接工作的有效开展，且不仅利于保障焊接质量，对提升焊接效率也是十分有利的。

水压端盖属于一种临时性焊接方式，只对焊接密封性与焊接强度有着一定要求，当产品焊接已经完成时，集箱是不可转动的，对水压端盖的焊接来说，可以运用FCAW、亦或者SMAW来实施焊接。

2.5 焊接后热处理

焊接后热处理的主要目的在于解除残余应力，通常情况下，其是在全部焊接作业结束之后，才可进行的一项作业。若工件厚度偏大，在进行电站锅炉集箱制造时，就务必要借助热处理的方式，实现对其不足之处的改善[5]。针对集箱材料厚度以及等级的差异，热处理时间与温度等也存在着很大不同，但现阶段集箱运用的焊接材料热处理温度普遍都为600至785摄氏度，其保温时间不可大于12小时。

除却热处理这一方式外，在焊接期间，还可针对不同结构与材料实施预热，并对层间温度加以控制，在结束焊接后，应及时进行消氢处理，从而使焊接接头质量可以获得保障。

3 焊接技术在电站锅炉集箱制造领域的发展趋势

以焊接技术在电站锅炉集箱制造领域的发展趋势来说，主要包含自主集箱生产以及改善作业环境等内容，这不但利于提升实际工作效率，还能够对工作质量予以一定程度的保障。焊接技术在电站锅炉集箱制造领域中的发展趋势是尤为良好的，這也说明了焊接技术是值得在电站锅炉集箱制造中加以广泛运用的[6]。焊接技术在电站锅炉集箱制造领域的发展趋势，主要有如下内容：

3.1 自主集箱生产

焊接材料一般是依据耐热体系、场合等的不同，来进行焊接材料选择的，其主要涵盖药芯焊接以手工焊条等内容。现如今，其在生产规模、产品质量等方面都获得了很大进步与突破。但从市场需求方面来分析，焊接材料还难以满足高参数、大容量的发展要求，尤其是在耐热材料的研发中更是存在滞后现象。因此，就如何落实材料研发，应作为电站锅炉行业所需关注与解决的重点问题，以向着自主集箱生产方向不断迈进。

3.2 改善作业环境

对于焊接作业来说，通过都会借助焊条保护焊、亦或者电弧焊来实施焊接的，在焊接的过程中，烟尘等都是较大的，因而会导致焊接环境的恶劣，特别是在进行内部焊接时，环境则更为恶劣。针对此，对于焊接技术在电站锅炉集箱制造领域的发展来说，应注重对焊接作业环境的改善，确保焊接作业环境的良好性。如今，随着各项制度的不断健全，对作业环境的改善应提到日程之上，这样才利于推动电站锅炉集箱制造领域的不断发展。

另外，作业环境的改善，对相关工作人员来说也是极为有利的，能够使相关工作人员处在良好的作业环境之中，避免恶劣作业环境对相关工作人员产生不良影响，进而抑制相关工作人员工作效率的提升。可见，对作业环境的改善对电站锅炉集箱制造领域的发展来说是至关重要的。

总结

总而言之，焊接技术在电站锅炉集箱制造中的应用，对提升焊接质量，以及焊接效率等都是十分有帮助的。因此，在实际作业中，应对焊接技术予以合理利用，从而使焊接技术的积极效用能够凸显。

参考文献

[1]徐祥久，黄超.焊接技术在电站锅炉集箱制造中的应用[J].电焊机，2016，46（09）：63-67.

[2]宋歌.超临界锅炉高温集箱窄间隙埋弧焊工艺设计研究及应用[D].哈尔滨工业大学，2016.

[3]上海发电设备焊接技术进展（一）[J].电焊机，2005（09）：43-48.

[4]张涛，张玮，盛仲曦.集箱短管接头机器人自动装焊工艺及设备[J].电焊机，2017，47（12）：1-6.

[5]刘鑫，熊春，王国强.06Cr25Ni20集箱管的焊接技术[J].能源研究与管理，2013（03）：81-83+87.

[6卢抗美，谭志诚，熊健，肖介光，朱旗，华大龙.锅炉集箱的机器人焊接技术的研究[J].电焊机，1991（06）：11-14.

作者简介

刘渭林（1985.10-），男，汉族，籍贯：广东江门，学历：本科，研究方向：焊接。

（作者单位：江门市博盈焊接工程有限公司）