摘要：传统的发电厂煤斗主要采用碳钢作为材料，相比于碳钢材料，不锈钢材料具有更强的耐磨性与抗腐蚀性，具有更强的应用价值。本文对于电厂不锈钢复合板煤斗焊接技术进行分析，从焊接材料的选择、焊接工艺以及焊接质量管理风方面出发，探讨完善电厂不锈钢复合板煤斗焊接技术的方式方法，期望为相关研究提供参考。
关键词：不锈钢；煤斗；焊接技术
1、前言
煤斗是电厂中的重要结构，主要是布置于发电厂中的高布置筒仓。煤斗结构属于梁板机构，但是相比于一般的梁板结构，煤斗结构具有特殊性，属于特种结构。煤斗结构对于电厂工艺具有重要的意义，传统的煤斗结构主要采用碳钢Q235和Q345作为材料，应用过程中存在着使用时间较短，振动过程中容易发生故障等缺点。当前主要在钢煤斗锥筒段内壁增加 2～3mm厚的不锈钢板，以提高钢煤斗的耐磨性和抗腐蚀性。采用不锈钢板能够提升煤斗的承受荷载能力，耐磨耐久，自重较小，工艺稳定，是煤斗材料选择的未来趋势。本文以茂名电厂7#机为例阐述不锈钢复合板煤斗焊接，对于电厂不锈钢复合板煤斗的焊接技术进行分析，探讨焊接过程中的控制要点。
2、工程简介
茂名电厂7#机工程由广东电力设计研究院设计，煤仓间钢煤斗共6个，位于C～D列的2～8轴之间。每个钢煤斗由16个支座底板支撑，支座节为30mm（Q235B）钢板的直筒体，高度2.9米，底面标高为27.97m。支座节上节为10mm （Q235B）钢板的直筒体，高度为5.6米，顶面标高36.47米。支座节上口以下300mm处与锥体角焊缝连接，锥筒段采用12mm不锈钢复合板制作，高度为4.87米，底面标高为25.70m。煤斗上口直径9.4m，下口直径4.86m，总高度10.77m。钢煤斗锥筒段之间连接采用对接焊方式。
3、焊接工艺
3.1 焊接材料的选择
不锈钢具有耐腐蚀性、合适的力学性能与良好的冷热加工性能，根据不锈钢的组织状态，可以将不锈钢分为马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢等三种类型，具体材料的性质如下：（1）马氏体不锈钢，该种不锈钢处于铬不锈钢，通常是Cr13型的不锈钢材料，通过淬火后得到马氏体，具有韧性强，抵抗水汽能力、耐腐蚀等特点，能够应用于水压阀、汽轮机叶片等材料中；（2）奥氏体不锈钢，该种不锈钢中含铬量在17-19%左右，镍含量在8-11%左右，经过热处理后得到单相的奥氏体组织，具有较好的塑性、韧性和耐腐蚀性，化学稳定性强；（3）铁素体，主要是含铬量较高的铁素体，具有较强的腐蚀性、塑性与焊接性能，但是强度较低。不锈钢复合板主要可以采用爆炸法、轧制法等方式制备而成，通常由两种材料符合而成，是为了满足焊机工艺的需求，需要对不锈钢材料进行分析，并且在不同复合层之间的材料进行焊接，过渡层焊接属于异种钢焊接，其焊接性主要决定于基层和复层金属的化学物理性能、接头型式和填充金属等。
在本文的工程中，钢煤斗锥筒段为不锈钢复合板，基层材料为10mm Q235B，主要用来保证钢材的强度；复层金属为不锈钢2mm 1Cr13，防止腐蚀的作用。基体材料和覆层金属相互间应充分粘合，粘合面积比例至少应大于95%，粘合质量应符合要求。焊接材料的选用须在确保焊接结构安全、可靠使用的前提下，根据被焊材料的化学成分、力学性能、板厚及接头形式、焊接结构特点、受力状态、结构使用条件对焊缝性能的要求、焊接施工条件和技术经济效益等综合评价。根据焊接工艺的需求，焊接材料选择如下：（1）基层焊接材料，基层碳钢之间的焊接采用焊接材料E4303焊条；（2）复层焊接材料 复层同种不锈钢的焊接选用A307焊条。焊接材料同样具有相当的防腐性能；（3）过渡层焊接材料 不锈钢复合板过渡层的焊接十分重要，过渡层焊接材料的选择也十分重要。焊接过渡层的目的，是为了补偿由于稀释所引起的合金元素（如Cr、Ni等）的降低，使复层焊缝的合金成分保持应有的水平。
3.2 焊接方法的选择
常见的不锈钢复合板的焊接技术包括手工焊、自动气体保护电弧焊接与惰性气体保护焊接接等技术，具体的焊接技术与特点如下：（1）手工焊，该方法是采用人手工进行焊接的方法，主要是依靠人手对电弧的长度进行调节，对于操作人员的要求较高，通过控制对电焊条与工件之间的缝隙大小进行控制，同时电焊条能够作为焊缝填充材料，减少施工缝，手工焊的适应性较强，能够用来焊接几乎所有材料；（2）自动气体保护焊接技术，该种焊接技术主要是在保护气体屏蔽下急性焊接的技术，自动气体保护焊接技术适用于钢、非合金钢、地和济钢与高合金为基的材料，是一种相对理想的生产和修复的焊接技术；（3）惰性气体保护焊接技术，通过采用氩气作为保护气体，在保护气体中进行焊接，该方法适用于厚度在0.6mm以及以上的焊接工件，适用于多种材质的焊接。
本工程中主要采用手工电弧焊（D）。手工焊操作简便，焊熔合比小，稀释率低，焊接扩散小，可减小过渡层厚度。
3.3 焊接工艺流程
不锈钢复合板煤斗焊接主要的工艺流程如下：组装→点焊→预热→基层（外口）施焊→背部清根→过渡层（里口）施焊 →复层（里口）焊接→焊后热处理→自检/专检→无损检验；流程图如图1所示。
图1 不锈钢复合板焊接顺序（1）装配 （2）焊基层 （3）修焊根 （4）焊过渡层（5）复层焊接
为了确保复合板焊接质量，需要从以下方面进行焊接工艺控制：（1）焊接前的工艺认可试验，根据桂法要求对不锈钢复合板材料、焊接工艺、焊接材料、焊接方法、焊接环境条件、焊接坡口进行焊接工艺试验，焊接后对不锈钢板进行冲击试验，为焊接工艺提供技术支持；（2）基层的焊接，为了为不锈钢复合板的焊接提供便利，减少焊热循环对不锈钢焊缝的作用，应该从引弧板开始施焊，基层焊接的第一层必须使用小规范操作，避免基层焊缝熔化到过渡层，采用二人对称施焊的方式进行；第二层与第一层的施焊方向相反，采用Ф3.2电焊条，焊接电流100-130A，焊接完成后采用磨削的方式进行清根，采用角磨机进行打磨；（3）过渡层焊接，采用直径较小的焊条急性痕接，通过在基层材料上堆焊耐蚀金属，确保焊透，尽量保障将基材全部覆盖；（4）复层的焊接，复层焊缝主要是作为抗腐蚀表面与工作解释借助，对抗腐蚀性要求较高，需要采用小的焊接热输入和电流快速焊接，焊接过程中应该注意保护复层表面，确保焊缝金属具有较好的力学性能和抗晶间腐蚀性能；（5）焊缝的无损检测，无损检测是确保压力容器质量的重要手段，为了确保复合板焊缝质量，需要根据容器的压力条件、材质以及结构等因素明确无损艰涩的方式，经过雅阁的射线或超声波检测，逐一对基层、过渡层与复层的焊缝进行检测，确保焊缝质量。
焊接场所应该搭设防风、雨、雪、寒的遮棚，严格按照椎体尺寸计算长度下料，同时对圆度进行控制，焊接前坡口应该打磨干净，组装固定后再进行施焊，避免组件移动产生变形和附加应力。
4、结语
电厂不锈钢复合板煤斗焊接技术对于煤斗质量具有重要的意义，为了确保焊接质量，需要正确选择焊接材料焊接方法、焊接坡口、焊接顺序与检测方法，通过对焊接工艺进行控制，从而确保焊接质量。
参考文献：
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