关键词：特种设备 焊接 缺陷 控制

特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶）压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）内专用机动车辆。在特种设备焊接过程中，存在着比较注重焊接的外观质量，对于焊接的内在质量控制不够不仅影响整体质量，而且影响设备的使用寿命，也为今后的安全运行留下了隐患。所以抓好焊接意义十分重大。现就焊接中经常愚见的几种缺陷的控制进行分析。

1.背面超高

背面余高往往是观察不到的，只能通过钝边、间隙、焊速、摆宽和由此形成的熔孔大小以及操作人员的经验来控制。《蒸汽锅炉安全技术监察规程》第八十条规定“对接焊接的受热面管子，按JB/T1611－1993《锅炉管子技术条件》进行通球试验”；DL5007—92《电力建设施工及验收规范》（火力发电厂焊接篇）规定I级焊缝背面余高不大于3mm。焊条电弧焊（以下简称SMAW）每侧熔孔一般应比间隙增宽0.5mm为宜,而手工钨极氢弧焊(以下简称GTAW)时熔孔应更小一些。一般锅炉管道打底用GTAW，盖面时最好用SMAW（除非设计要求必须采用GTAW焊接）。否则，即使打底时背面余高不超标，一旦盖面，如打底一盖面间隔时间太短，因其电弧温度比SMAW高得多，很容易造成背面塌陷余高超标。除了经济、效率方面的原因，余高难以控制，这也是盖面时不采用GTAW的原因。

采用SMAW打底时，电弧的2/3用于形成焊缝，1/3用于形成熔孔，连弧焊时，如焊速过快，形成熔孔的电弧超过其1/3，更容易形成大的熔孔，而导致形成焊瘤或背面超高。

2.背面凹陷

背面凹陷一般发生在水平固定管位的5~7点处。由于铁水自重坠落的原因，往往形成超标的背面凹陷，SMAW起焊时6~7点处，电弧拉长预热时间不宜太长，否则熔池温度过高，铁水下淌，形成内凹；GTAW时，在仰焊部位尽量采用内部填充焊丝操作方法（电弧在管壁外侧燃烧，焊丝从对口间隙伸入管内向熔池送进）来控制背面形成。如间隙太小，不能用内填丝法时，应尽量向上压低电弧，焊丝要紧贴坡口根部，利用电弧吹力将熔滴吹向坡口根部（焊机允许时，尽量用较大的推力电流），在坡口两侧熔合良好的情况下，焊速尽量快些，以防止管子仰焊部位熔池温度过高。

3.未焊透和未熔合

很多资料上把未焊透和未熔合混为一谈。笔者认为，未焊透侧重发生在焊缝根部，接近于无损检测中的体积性缺陷；而未熔合侧重于发生在焊道（层）与焊道（层）之间、焊道（层）与坡口之间，更接近于面积性缺陷。但两者的预防和控制措施基本相近，除按教材所讲的：1、正确选用焊接参数（如焊接电流、焊接速度、对接间隙、钝边尺寸）；2、清理坡口污物及焊道（层）与焊道（层）的夹渣；3、运条角度等外，还应注意：耐热钢管材及焊丝、焊条所含合金元素较多，一旦由于焊速过快、电弧电压较低或熔池瓜不充分，而造成焊接熔池温度低时，熔池液态金属粘度较大，反应生成的金属或非金属夹杂不易与熔池金属分离，此时极易造成未焊透、未熔合和夹渣。防止和控制的一个重要举措是适当调大电流、适当拉长电弧（低氢型药皮焊条焊接时注意熔池保护）。

4.气孔

气孔是锅炉管道采用SMAW和GTAW时最常见的缺陷。控制措施主要有：1、仔细清理坡口表面内外两侧15~20mm范围内及焊丝表面的油、锈、漆等污物，直到全部露出金属光泽。氢弧焊时，再用丙酮擦试之；2、焊条严格按规定烘干，保温后放于焊条专用保温筒，随用随取；3、穿堂风较大时，不宜焊接；4、适当增大引弧电流，使母村热输入增大，熔池冷却速度减慢；5、引弧时，沿接头稍远处起弧，而后拉回接头处，使气体逸出时间变长；6、氢弧焊时，一旦由于某种原因出现蜂窝状气孔时，需立即停焊，并用砂轮机打磨。禁止用电弧重熔的方法消除气孔。因为出现蜂窝状气孔，往往是由于氢气因某种原因（如送气系统出现暂时故障）保护失灵，此时气孔表面均为氧化膜，采用电弧重熔不但使焊缝变脆，而且也不能消除气孔；7氢弧焊焊接规格较大的管道时，要注意所使用的水冷焊矩是否可靠，因水冷焊矩出现故障易出现气孔；8、采用高纯度（大于99.99%）的氩气,流量要适中,喷嘴内壁必须清洁。

5.夹渣

除常规控制措施外，要注意以下几点：1、焊接合金钢时电流适当增大，电弧适当提高，使铁水、熔渣充分分离；2、目镜不要太暗。有经验的焊工往往从熔池亮度特点为就能轻易控制夹渣的形成。

6.裂纹

裂纹是焊接结构最危险的也是不允许出现的缺陷，可以从以下方面控制其出现：1、点固焊缝要够厚够长；2、不得强力组配；3、不要用力敲打焊缝；4、异种钢焊接时要根据两种材质的物理性、化学性能和焊接性来确定其焊接工艺。例如：热强钢和不锈钢焊接时，由于两者热膨胀系数不同，电弧在散热快的一侧停留的时间要适当长一些；5、焊接合金钢时尽量采用有引弧装置的设备进行焊接，一方面减少淬硬，另一方面也可以减少夹钨出现的可能性。

总之，要焊出符合产品技术要求或标准要求的焊缝，除需要有正确的焊接工艺评定外，主要还要依靠焊工的操作经验及技术水平。

参考文献：

1.《工业锅炉检验》，中国锅炉压力容器检验协会

2.《压力容器检验》，强天鹏新华出版社