張川

摘要：工程采取的焊接工藝技術(shù)合理可行，現(xiàn)場(chǎng)焊接質(zhì)量控制措施可靠，整個(gè)施工過程未發(fā)現(xiàn)裂紋缺陷，WDB620D鋼材焊接性能較好，適用于水電站壓力鋼岔管等復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)件。目前該工程安全運(yùn)行4年多，獲得了業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等有關(guān)單位的一致好評(píng)。

關(guān)鍵詞：水電站；鋼岔管；高強(qiáng)鋼；焊接技術(shù)

一、材料特性

1.鋼材特性

WDB620D鋼是舞鋼為適應(yīng)和滿足國(guó)家西電東送項(xiàng)目而研制開發(fā)的水電壓力鋼管新型低焊接裂紋敏感性高強(qiáng)鋼板，分C、D兩個(gè)質(zhì)量等級(jí)。由于該特種鋼碳當(dāng)量Cep≤0.42%，焊接裂紋敏感系數(shù)Pcm≤0.20%，與其它調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼相比較而言，具有良好的焊接性能，裂紋傾向較小。特別是≦50mm鋼板具有焊前不預(yù)熱、焊后不需熱處理的特點(diǎn)，簡(jiǎn)化了施焊程序，降低了施焊難度。

2.焊接材料特性

由于該鋼岔管結(jié)構(gòu)的特殊性，制作安裝的焊縫全部采用手工焊焊接。焊接材料是決定和影響焊接質(zhì)量的主要因素，根據(jù)WDB620D高強(qiáng)鋼的化學(xué)成分、焊接特性及坡口形式等方面選取焊材。焊接材料初選用四川大西洋生產(chǎn)的牌號(hào)為CHE607R焊條，直徑為Ф3.2mm和Ф4.0mm兩種，其焊條的熔敷金屬化學(xué)成分和力學(xué)性能分別見表1、表2。

二、焊接工藝措施

1.焊接工藝評(píng)定

參考以往焊接經(jīng)驗(yàn)，制定預(yù)生產(chǎn)工藝指導(dǎo)書，進(jìn)行嚴(yán)格的焊接工藝評(píng)定。具體方法是制作焊接試板，進(jìn)行無損檢測(cè)，對(duì)試板不同位置進(jìn)行各項(xiàng)力學(xué)性能等方面的評(píng)定試驗(yàn)，為驗(yàn)證了工藝指導(dǎo)書的可行性，確保焊接質(zhì)量的可靠性。

2.焊前準(zhǔn)備

2.1坡口制備

該電站鋼岔管所用鋼板均為雙定尺鋼板，由數(shù)控編程下料，所以下料時(shí)就一起將坡口用等離子切割機(jī)制備，坡口型式、尺寸滿足焊接及施工圖紙要求。組對(duì)前，坡口面及坡口兩側(cè)20～30mm范圍內(nèi)的毛刺、鐵銹、氧化皮、熔渣等清除干凈。坡口加工完畢后用砂輪機(jī)修磨，清除氧化皮和滲碳層。

2.2焊材準(zhǔn)備

焊條使用前必須經(jīng)過380℃×1h烘干，再保存于100～150℃的恒溫箱中，隨取隨用。焊工施焊時(shí)必須配備完好的焊條保溫筒，使用過程中保溫筒應(yīng)通電加熱，焊條從保溫筒中取出一根用一根，烘干后的焊條在保溫筒內(nèi)超過4h時(shí)應(yīng)重新烘干，烘干次數(shù)不超過2次。

2.3焊接設(shè)備

焊接設(shè)備采用ZX7-400S型逆變直流焊機(jī)，與焊接工藝評(píng)定所使用的焊接設(shè)備相同。焊接設(shè)備上的電流表、電壓表必須完好且檢定合格，焊接參數(shù)調(diào)節(jié)裝置等設(shè)備必須完好，保證調(diào)節(jié)靈活。

2.4焊接人員

焊接人員除合格焊工外，還應(yīng)配備專門的焊接技術(shù)人員、焊接檢查員和無損檢測(cè)人員。焊工必須取得國(guó)家特種鋼全位置焊接資格證書；施焊前，必須進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，在全面掌握WDB620D鋼的焊接特點(diǎn)、控制項(xiàng)目及方法后；按照工藝指導(dǎo)書進(jìn)行焊接作業(yè)，嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制度”。

3.焊接工藝要點(diǎn)

3.1 必須嚴(yán)格按照經(jīng)評(píng)定合格的焊接工藝指導(dǎo)書實(shí)施焊接。

3.2 定位焊應(yīng)焊在后焊?jìng)?cè)坡口內(nèi)，后焊坡口側(cè)焊前必須清除定位焊道，定位焊縫長(zhǎng)度為80～100mm，間距為300mm左右。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)焊接檢查員在施焊過程中必須嚴(yán)格監(jiān)測(cè)和控制層間溫度及焊接線能量，并對(duì)每條焊縫進(jìn)行實(shí)際施焊規(guī)范記錄。

3.4 雙面焊的焊縫，一側(cè)焊后，另一側(cè)采用碳弧氣刨清根。清根時(shí)，第一道焊縫應(yīng)完全清除。

3.5 焊工應(yīng)配備齊全鋼絲刷、扁鏟、角向磨光機(jī)等清理工具，多層多道焊時(shí)，應(yīng)將每道的熔渣、飛濺物仔細(xì)清理，自檢合格后方可進(jìn)行下層（道）焊接。

3.6 焊縫表面盡可能平滑，咬邊、焊瘤、焊趾過渡角過大的部位要用細(xì)砂輪仔細(xì)打磨，使表面光滑平整。

3.7 每條焊縫應(yīng)進(jìn)行編號(hào)，并記下施焊焊工姓名和焊工代號(hào)存檔。禁止在母材上打焊工鋼印號(hào)碼。

3.8 安裝環(huán)縫焊接順序應(yīng)逐條焊接，不得跳躍；每條環(huán)縫安排偶數(shù)焊工，對(duì)稱、均勻占位，采用“分段退步，多層多道，小規(guī)范”的方法進(jìn)行。

4.焊接工藝參數(shù)

在合格的焊接工藝評(píng)定、焊接工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格按照制定的焊接工藝指導(dǎo)書進(jìn)行施焊。具體焊接工藝參數(shù)及焊接層次分別見表3。

施焊過程中，焊接線能量嚴(yán)格控制在36kJ/cm以下，一根焊條約在1min內(nèi)焊完。因此，對(duì)于一根直徑3.2mm的焊條，控制其焊道長(zhǎng)度一般不少于60mm；一根直徑4.0mm的焊條，其焊道長(zhǎng)度一般不少于80mm。其每道焊縫的厚度為4mm左右為宜。

5.焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)

施焊完成后，首先進(jìn)行外觀檢查，外觀檢查由焊工、班組長(zhǎng)質(zhì)、專職質(zhì)檢員進(jìn)行嚴(yán)格的三級(jí)檢查。焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)和評(píng)定由Ⅱ級(jí)或Ⅱ級(jí)以上的無損檢測(cè)人員擔(dān)任，按照《金屬熔化焊焊接接頭射線照相》、《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)》等規(guī)范要求進(jìn)行無損檢測(cè)。

焊縫質(zhì)量的實(shí)際檢驗(yàn)結(jié)果：WDB620D高強(qiáng)鋼焊縫總長(zhǎng)度約478m，超聲波探傷總長(zhǎng)度478m，一次合格長(zhǎng)度463m，一次合格率96.9%。拍片39張，合格39張，一次合格率100%。

參考文獻(xiàn)：

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