镜面焊技术.doc

镜面焊接技术 上海电建公司 张 明 摘要：本文详细介绍了外高桥二期工程镜面焊焊口的焊接概况、焊口的结构布置和机具准备，并通过对镜面焊的整个焊接过程的描述，具体阐述了焊缝对口尺寸控制、内加丝焊接方法、焊缝填充和盖面的技术细节，还针对焊接过程中碰到的问题进行了分析并提出改进、解决的方法。 关键词：镜面焊接、内加丝、焊缝填充 一、工程概况 上海外高桥电厂二期工程为国内引进的单机容量最大的机组，其中锅炉岛由阿尔斯通公司设计、供货，部分设备如锅炉受热面由上海锅炉厂制造。本锅炉为单炉膛结构，所有受热面蛇形管排均布置于炉膛上部，从上到下依次为一级过热器、省煤器、一级再热器、二级过热器、二级再热器、三级过热器、一级过热器，所有部件的集箱分别布置在炉前侧和炉后侧，穿过前、后水冷壁的单根管通过焊口的焊接，将受热面蛇形管排与集箱连接为一个整体，提高了热效率。 由于部分组件的管排数量很大，使得管排间的节距很小，具体如下： 省煤器：178排、节距120mm 一级过热器：89排、节距240mm 一级再热器：178排、节距120mm 二级过热器：178排、节距120mm 给焊口的焊接带来了意想不到的困难，这种困难主要体现在焊口的局部位置肉眼无法观察到，以往常用的焊接方法在该位置无法施焊，只能采用镜面焊法。为此，在阿尔斯通公司现场焊接SV的指导下，我们对焊工进行了镜面焊的培训，这是国内属第一次接触这种特殊的焊接工艺。其主要方法是在肉眼无法观察到的焊口位置附近放置一面镜子，利用镜子的反射成像原理，通过观察镜子内的熔池来进行焊接，这是与普通焊接最大的区别。 本工程采用镜面焊工艺焊接的焊口的规格、数量、钢材品种之多在国内是从来没有的。具体的镜面焊焊口情况如下表： 序号 组件名称 材质 规格 数量 1 省煤器 SA210-C φ42.7×6.3 2136 2 一级过热器 SA213-T11 φ48.3×8.8 623 3 一级再热器 SA209-T1 φ54×4 1780 SA213-T22 φ54×5 1780 4 二级过热器 SA213-T91 φ48.3×6.3 890 SA213-T91 φ48.3×8 890 合计 8099 二、焊口的布置 在此以省煤器为例，具体阐述镜面焊焊口的布置和结构特点，详细的数据见图一现场焊口位置布置图。 省煤器通过一级过热器悬吊管的悬吊布置在锅炉顶部，管子呈锅炉的前后方向布置，每片管排均为六套管，管排为锅炉左右方向排列，数量为178排，节距120mm，上下管子间距为42.3mm，管字口径为φ42.7mm。 焊接顺序为分别从炉左和炉右两侧往锅炉中心焊接，在焊接每一排焊口时，待焊焊口靠近已焊好的管排侧的从仰焊至立焊位置这一段焊缝，在层间填充焊接时肉眼无法观察到，必须采用镜面焊。图一所示的焊接位置是左右两侧都已焊至锅炉中心，剩下最后八排，此时焊接顺序改为由下往上焊接，镜面焊的焊缝长度最长，如图一中所示的焊口由2-3-4的区域为焊缝的镜面焊区域，也即为从立焊至仰焊至立焊为镜面焊区域，焊缝长度增加一倍，因此难度也是最大的。焊这些焊口时，焊工只能蹲在或府卧在管子上，通过镜面焊完成焊口的下半部分。 三、工器具准备要求 在实际焊接过程中，由于管排节距实在太小，原有的刚性氩弧焊焊枪不能满足现场焊接的需要，我们特地采购了可以三百六十度改变焊枪角度的挠性氩弧焊枪，根据现场的具体焊接位置和障碍，弯曲焊枪手柄和焊嘴之间的角度，让焊工握枪的手能放在一个相对舒适且可以操控的位置，使得焊工能够进行操作，完成一只镜面焊焊口的打底有时甚至需要改变焊枪角度四至五次。 由于以往国内工程中没有需要进行镜面焊的焊口，市场上也无法采购到适应于现场焊接要求的专用镜面焊镜子，为此专门从德国进口此镜面焊镜子，该镜子尾部是一块强磁场吸附件，主要是起固定镜架的作用，头部是一块不锈钢双面镜，厚度为一毫米，中间是一根挠性金属软管，连接尾部和头部，其中在与头部连接时采用了万向节，可以三百六十度旋转镜子，另外也可以通过拗弯挠性金属软管将强磁场吸附件固定在合适的位置，用起来非常方便。 四、焊接 1、对口 对口前首先检查焊接坡口及两侧的打磨清理情况，达到规范要求的每侧各为10-15mm，然后使用专用对口夹具进行对口，对口时应达到下列要求： （1）、钝边尺寸控制在0.5-1.0mm，便于焊工控制焊接温度，降低焊工打底的难度，确保获得熔合良好的根部焊缝。 （2）、观察对口间隙，应控制在2.8-3.2之间。其原因如下：其一由于氩弧焊打底采用内加焊丝法，见图二，焊丝的直径为φ2.4mm，因此间隙必须大于2.4mm，使得焊接过程中送丝能自如进行，并且又能方便焊接过程中通过焊缝间隙观察熔池。其二如间隙过大，给焊工操作和控制带来难度，易造成仰焊位置根部内凹，平焊位置焊瘤。 如果对口时