火电厂异种钢焊接难点及工艺分析

摘 要：异种钢筋在火电厂实际应用中受到专业人员的广泛关注和重视，焊接过程中也存在一定难度，对相关焊接人员的专业素质和操作技能也提出了较为严格的要求。从整体情况来看，加强火电厂异种钢筋焊接的难点分析具有重要意义。本文就异种钢筋的焊接工艺进行简要分析，以更好的促进异种钢筋的焊接效果，促进火电厂生产活动的顺利进行，以供相关人员参考。

关键词：火电厂；异种钢筋；焊接难点；焊接工艺

在火电厂的实际生产运行过程中，异种钢筋的焊接是一个重点也是难点，对于火电厂的设备运行稳定性和安全性具有重要的影响。就当前情况来看，异种钢筋焊接过程中极易受到多种因素的影响，从而导致异种钢筋的实际使用寿命下降。这种情况下，加强异种钢筋焊接的难点分析和焊接工艺的探索，是当前火电厂异种钢筋焊接人员所面临的一项重要任务。

1 异种钢筋焊接的重要性

异种钢筋焊接是火电厂检修以及建设施工中的重点和难点，在实际焊接过程中，应当进行标准化施工并做好热处理焊接工艺，促进异种钢筋焊接的实际效果满足火电厂的实际要求。异种钢筋焊接的质量和效果，一定程度上影响着异种钢筋的实际持久性，从而对火电厂的实际运行的安全性产生影响。在实际应用过程中，应当对异种钢筋的街头进行合理的布局和安排，在此基础上对焊接材料进行适当的选择，严格遵循焊接规范和热处理工艺标准，通过有效的焊接工艺标准化控制，提高异种钢筋的焊接效果，促进火电厂运行的安全性。

2 异种钢筋焊接接头的定义

所谓异种钢筋焊接接头，就是组织不同种类的钢筋进行焊接时所形成的接头。应当注意的是不同钢筋型号但组织形态相近的焊接接头不属于异种钢筋焊接接头。

3 异种钢筋焊接接头的主要特征

3.1 化学成分呈现明显的不均匀性

异种钢筋在进行焊接的过程中，需通过合理的融化来实现有效的焊接，那么相关焊接实际情况显示，焊缝两侧金属及合金成分的实际熔度差别比较明显。与此同时在焊接过程中，焊接实际效果极易受到焊缝形状、焊接电流以及电弧电压的影响，在此基础上呈现截然不同的焊接熔池行为，从而导致异种钢筋焊接的实际效果存在一定的差异性。除此之外，异种钢筋母材的差异性，也会在一定程度上影响着异种钢筋焊接的过程中焊缝金属与母材之间熔化区化学成分浓度的相互稀释作用，从而对异种钢筋焊接接头的实际质量产生严重的影响，直接关系着异种钢筋的实际使用性能。

3.2 金属组织呈现明显的不均匀性

从宏观层面来看，异种钢筋焊接接头的化学成分呈现明显的不均匀性，在此基础上，经历焊接热循环持续作用后，异种钢筋焊接接头各区域内的金属组织结构也会呈现出一定的复杂性和特殊性。受到母材和焊接材料的化学成分之间的差异，并且在焊接方法与热处理工艺上存在一定的差异，这就必然导致了金属组织之间的不均匀性。针对此种情况，需要相关人员及时作出工艺调整和改善，促进异种钢筋焊接的实际效果满足火电厂异种钢筋焊接的实际需求。

3.3 异种钢筋焊接性能方面的不均匀性

基于异种钢筋焊接接头的化学成分及金属组织的不均匀性，在此基础上异种钢筋焊接的性能上的不均匀性也比较明显。尤其是在焊接接头各区域内的强度、硬度以及韧性方面的差异，会导致异种钢筋焊接的实际效果存在明显的差异性。应当注意的是，热膨胀系数以及导热系数等物理性能上的差异，会在一定程度上影响火电厂的实际运行效果。

3.4 异种钢筋焊接接头应力场分布的不均匀性

在实际焊接构成中，焊接残余应力在异种钢筋接头的实际分布中存在明显的不均匀性，尤其是材料导热性能的差异会对热驯化的温度环境产生影响，这就在一定程度上导致预应力存在明显的不均匀性。与此同时，异种钢筋的不同材质之间膨胀系数存在一定差异，这就在一定程度上影响了应力场的实际分布情况，，严重者甚至会导致异种钢筋焊接接头出现断裂情况。

4 异种钢焊接中遇到的问题

4.1 碳迁移。当加热条件相同时，含镍较高的材料能阻止碳迁移现象的发生。碳迁移现象对异类焊接接头使用安全性产生的影响很大。发生碳迁移现象时，异种钢接头熔合区塑性降低而引起熔合线裂纹，这是近来电厂和原子能设备中铁素体钢和奥氏体钢异种钢接头损坏的主要原因。

4.2 应力腐蚀敏感性

应力腐蚀破坏是电厂热力设备焊接接头应予以重视的特殊问题。因为锅炉受热面管子、高温高压的汽水管道均在温度、应力和腐蚀性介质的工况下长期工作，经常见到焊接接头热影响区出现点状、刀状或沟槽状腐蚀。这些腐蚀的出现加剧了该处的应力集中，从而又促使腐蚀速度加快，如此恶性循环，造成其承载能力下降，最终导致破裂。

4.3 淬硬脆性

异种钢接头在界面附近由于化学元素浓度的稀释，将出现淬硬性的马氏体组织，这就必然导致该处的韧性下降，即所谓淬硬性的出现。异种钢接头处由于碳的迁移也将形成熔合线两侧的增碳层，会增加接头的淬硬性。

5 异种钢焊接及热处理工艺选择及实际应用

5.1 焊接材料选择

在《DL 752-2001火力发电厂异种钢焊接技术规程》中，珠光体+奥氏体钢即A类异种钢焊接规定了高档选择的原则，如12Gr1 MoY+1Cr181Vi9Ti的异种钢接头，它规定选用镍基焊条；珠光体+马氏体钢，即M类异种钢焊接规定了低档选择的原则，也就是选用与钢材级别低的一侧相配的或成分介于两侧之间的焊材。

5.2 预热温度

由于火电厂用热强钢一般都具有焊接冷裂纹和再热裂纹敏感性，且管道对接焊缝的拘束度大，而我国手工电焊条的熔化金属的氢溶量较高，因此，综合考虑钢材性能进行必要的预热是正确的。在实际焊接中，当焊接壁厚小于6mm的奥氏体+珠光体或贝氏体钢接头时，不进行预热。

5.3 焊接方法

由于氢弧焊工艺具有焊缝应力小、热影响区小、焊接能量集中、内部缺陷小、易操作等特点，而且可以有效减小熔金属氢含量、减少裂纹几率，因此，推荐使用全氢弧焊或氢弧焊打底、电弧焊盖面的焊接方法。

5.4 焊后热处理

马氏体钢异种钢接头在在焊接后应缓冷到100-150℃并保温，以保证马氏体充分转化，然后进行热处理，热处理温度保证不超过合金含量低一侧的相变温度ACI。

5.5 焊接工艺评定及监督检验

在工艺确定的情况下，为确保质量，施焊前进行焊接工艺评定并在焊接工艺评定的基础上制定焊接作业指导书，也是非常必要的。异种钢接头应该列为金属监督检查的重点部位，随机组大小修进行外观检验或无损探伤及金相检验都是十分必要的。

结束语

从宏观层面来看，加强异种钢筋的焊接难点分析，满足当前火电厂稳定性运行的实际需求，加强异种钢筋焊接工艺的分析，对于提高异种钢筋焊接质量具有重要意义，从整体上提高过电厂运行的安全性和可靠性。

参考文献

[1]DL 752-2001，火力发电厂异种钢焊接技术规程[S].

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