咬边超标分析及防范措施

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1、我国火电燃煤机组锅炉集箱的角焊缝上经常存在咬边的问题，给锅炉的长期安全运行造成隐患。近年来，对在建电站机组的锅炉集箱角焊缝进行检查时，发现大量的角焊缝上存在咬边的问题，从而对质量造成不良影响。1•缺陷情况某电厂在建机组的集箱管座角焊缝上存在大量咬边超标缺陷。电力标准DL/T869-2004《火力发电厂焊接技术规程》［1冲规定:咬边深度不大于0.5mm,而有的咬边深度在1mm以上z严重影响了集箱的角焊缝质量（如图1所示）。图1咬边超标在焊接过程中，由于焊接工艺参数选择不当，或操作技术不正确，沿焊趾

2、的母材部位产生的沟槽或凹陷称为咬边。咬边是焊接中常见的一种焊接缺陷，破坏了焊接的连续性，使母材金属的有效截面减小，减弱了焊接接头的强度，并且咬边处引起应力集中，当缺陷超标时，承载后有可能在咬边处产生裂纹，甚至引起结构的破坏。咬边减小了母材接头的工作截面，从而在咬边处造成应力集中，故在重要的结构或受动载荷结构中,一般是不允许咬边存在的，或到咬边深度有所限制。2咬边原因分析产生咬边的原因是由于焊接电流过大、运条速度快、电弧拉得太长或焊条角度不当等。埋弧焊的焊接速度过快或焊机轨道不平等原因，都会造成焊

3、件被熔化去一定深度，而填充金属又未能及时填满而造成咬边。2.1焊接参数选用不当过大输入热,特别是焊接电流过高，焊接速度过快,不但有未焊透的可能”还会削减熔合线区的材料导致焊趾局部下凹。2.2焊条倾斜角度不当手弧焊时操作者不注意焊条倾斜角度，势必冲刷熔池边缘,结果在凝固时不再有足量的熔融金属来充填。2.3焊条摆动的影响焊条摆动时在焊缝两侧停留位置的选择对克服焊缝咬边有很大的影响，如果焊条停留在坡口边缘，会因为坡口边缘母材金属较为尖锐容易产生咬边；如果停留在坡口外侧母材金属上,就能够因为待熔化母材金

4、属相应变厚，使母材金属与焊条金属熔化速度基本一致而减小产生咬边的可能，但这样难以控制焊缝宽度，容易造成焊缝宽窄差超标，影响焊缝成形。此夕卜，当咬边的容限非常小时，应寻求适当的工艺，必要时可先行试验探索［2］。2.4生产厂家质保体系失效通过制造厂监检发现，部分生产厂家为了赶工期或追求经济利益，存在雇用不具备相应资质的焊工或焊工超资质范围工作、厂家质检不严格、设备监理方工作力度不够等现象，焊接三级质检体系及生产质保体系处于半失效状态，造成只注重内部缺陷的射线检验，而忽视外形尺寸的检查的状况，对生产质

5、量产生非常不利的影响。3.对构件的影响构件在各种载荷、腐蚀的作用下，咬边的存在会产生不同的影响。3.1静载荷在脆性状态下任何缺口都会增加脆断的危险,对于一些高强度材料或厚壁焊件，可容许的咬边值将极低，甚至不容许有咬边缺陷。3.2动载荷咬边或焊趾沟槽对疲劳强度的作用尚未能完全定量确定。咬边的类型不同，是复杂的因素，咬边底部的尖锐程度不同与咬边深浅不同又很多变。如圆形沟槽、尖锐沟槽或^目测显微裂缝等，其疲劳强度值显然非常分散。尖锐的焊趾沟槽会深及部分截面,并在显微裂缝处引起扩展。圆形沟槽如表面上无显

6、微裂缝,应力集中程序大致比没有咬边正常角接缝的焊趾低。圆形焊趾沟槽可在两方面提高疲劳性能:一是应力集中程度降低，二是如果咬边底表面上没有显微裂缝,则在滋生裂缝之前无从扩展，疲劳寿命有保障。咬边深度与疲劳强度的关系是，咬边越深，疲劳强度降低越多。3.3腐蚀咬边在腐蚀环境中由于积聚腐蚀产物会加速局部腐蚀”而且在特殊情况下,较低的干燥速度与潮湿的焊趾沟槽会使应变加剧，在含有冶金残渣的区域内危害更大。另外，焊趾周围的由停滞不动至紊流状态的液流对咬边腐蚀也有影响［1］。4.预防措施4.1增加员工培训，减少

7、人为因素影响有经验的操作者选用的焊条角度能最低限度减少电孤吹力咬边的任何倾向。手弧焊是操作者必须控制焊条位置，既保证完全熔化”又赋予焊接熔池以正确的外形。不注意焊条倾斜角度，势必冲刷熔池边缘，结果在凝固时不再有足量的熔融金属来充填。4.2改善焊接工艺为减小咬边倾向■一方面可以调整焊丝和保护气体成分,另一方面■可采用大电流匹配低电压进行焊接。4.3完善质保体系及其监督机制施工制造单位自身要提高质量意识，建立完善的质量保证体系，焊接过程中的自检、并且在生产过程中运转正常，确保国家、行业标准的正确执行

8、。监理、检验等机构要加强对施工单位质量保证体系运转情况的检查,杜绝无证施工、无证操作等现象。5結束语咬边超标对集箱角焊缝质量有舂多方面的不利影响,在锅炉安装前安全性能检验中及检修过程防磨防爆检查中，必须加强对焊缝外观的检验，以避免因咬边超标弓I起的爆管、停炉、人身伤害等安全事故。通过采取预防措施，集箱咬边量超标问题是完全可以避免的，在管子接口施焊安装过程中，有针对性地采取相应技术措施，严格把好各个环节质量关，就可取得满意的效果。