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焊接材料及工藝對鋁合金焊接性能能影響

文檔作者：羅庚峰劉建啟文檔來源：南車青島四方機車車輛股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月07日
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Caaem IC
學術
排查， 對發(fā)現(xiàn)的切削、殘留、折口、錯口問題
進行及時清理，消除管道存在的安全性隱患。
對于由多種成分材質(zhì)組成的輸水管道，要對管
道的閥門和材質(zhì)進行科學確認，避免其在后續(xù)
利用過程中發(fā)生卡澀、內(nèi)漏等問題 。
3．火電廠管道安裝的注意事項和具體操作
3．1火電廠管道安裝的注意事項
大型火電廠管道安裝的注意事項主要有兩
點： 一是管道配件的質(zhì)量要有保障，在對火電
廠管道設計圖紙和其他相關技術資料分析、研
究過后，應計算好應用管道配件的數(shù)量，做好
儲備工作，儲備工作的開展要結合施工現(xiàn)場的
實際情況以及應用配件的基本概況，如管道規(guī)
格、材質(zhì)的確定，對所需管道的總數(shù)量、各規(guī)
格配件的數(shù)量、各材質(zhì)配件的數(shù)量進行計算和
統(tǒng)計， 然后進行儲備。二是管道閥門的質(zhì)量要
有保障，應對系統(tǒng)連接閥門進行認真核實，對
閥門的規(guī)格和型號進行確認，確保其準確性，
特別是一些位置比較重要的閥門，需要對其進
行特殊處理， 以保證閥門的質(zhì)量以及管道安裝
后的質(zhì)量，確保機組能夠安全運轉(zhuǎn)。實踐總結
發(fā)現(xiàn)， 電廠機組在工作狀態(tài)下容易受到閥門的
影響，由管道閥門質(zhì)量引發(fā)的問題最為常見-- 。
在大型火電廠管道安裝過程中， 施工人員
應重點檢查閥門的磨損狀況，保證閥門安裝質(zhì)
量是整個管道安裝工藝的關鍵性環(huán)節(jié)，特別是
比較重要的閥門部位，更應引起施工人員對額
關注，對其進行打磨必須達到規(guī)定的技術要求，
同時還要對閥門的使用狀況進行跟蹤檢查， 對
發(fā)現(xiàn)的問題應及時進行處理，在后期管理中，
要對閥門的使用狀況進行記錄。在安裝過程中，
打磨機跟蹤管理的應用是十分必要的，為打磨
的閥門不應在安裝程序中使用， 以消除存在的
安全隱患， 閥門安裝應根據(jù)介質(zhì)流動方向來確
定安裝位置方向，外在形式的選擇要根據(jù)圖紙
要求完成。安裝閘閥和截止閥時要特別注意，
都有相關的技術說明，通常臥式升降止回閥的
安裝應保持在水平段上，立式止回閥應保持在
垂直段上。施工過程中，閥門的安裝除了要遵
循相應的技術要求外，還要結合項目實際情況，
必要時應對其進行二度設計，使其更符合實際
需求 。
3．2火電廠管道安裝的具體操作
火電廠管道安裝的整個程序都要按照行業(yè)
規(guī)范和操作標準進行，尤其是管道的標高和位
置要與圖紙設計的要求相符合， 以便更好地與
其他器件的連通；管道的坡度和方向也要與圖
紙設計的要求相符合，確保管道輸水的暢通性；
管道的角度也要與圖紙設計的要求相符合， 以
利于管道安裝標準化的實現(xiàn)以及后期的正常運
行；管道支吊架的安裝是整個管道安裝環(huán)節(jié)的
最重要的環(huán)節(jié)，施工人員對其應給予足夠的重
視，在安裝時，應對根部、彈簧、管部以及過
渡組件的型號和材質(zhì)進行細致的檢查，檢查合
格后進行組裝。施工人員應對管道根部進行打
磨、對彈簧進行調(diào)整，充分發(fā)揮各組件承吊和
支撐功能。在施工過程中，還要對管道進行清
潔處理，做好酸洗、除銹、除渣等工作， 以及
防水、防腐、防銹等工作，確保管道的整潔性，
提升機組運行的質(zhì)量 。
4．結論
綜上所述，大型火電廠管道安裝應做好相
應的準備和檢查工作， 并且要在安裝實踐中，
對管道的質(zhì)量進行嚴格的控制，以合理的布置，
科學的設計，使管道安裝工藝更為規(guī)范，從而
確保電廠機組后期安全穩(wěn)定的運行，實現(xiàn)電廠
管道標準化運行的目的。
參考文獻：
[1]陳振元，范陽紅．淺談火電廠管道安
裝工程施工及注意事項[J]．科技創(chuàng)新與應用，
20l3．36 (12) ：232 233．
[2]龔劍鋒，劉玖強．解析大型火電廠管道
安裝工藝[J]．中華民居(下旬刊)，2014，14
(3) ：140—142．
[3]周海．大型火電廠管道安裝工藝探析
[J]．中國電力教育，2013，30(17)：208—209．
[4]張靜，許曉明．電廠管道安裝工藝研究
[J]．科技致富向?qū)В?010，13(6)：76—77．
[5]張艷花．淺談大型工業(yè)廠房內(nèi)工業(yè)管道
的安裝工藝[J]．科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2008，
14 (6) ：200-201．
焊接材料及工藝對鋁合金焊接性能的
影響
266111南車青島四方機車車輛股份有限公司一羅庚峰／劉建啟
摘要：
鎂鋁合金在焊接工藝應用時由于金屬膨脹系數(shù)較大，所以鋁臺金焊接工藝操作進行時一般很難有效觀察清晰其焊接熔池。因此，一旦焊接
間隙過大，很可能促成其焊接熔池下榻 而如果間隙太小叉會造成焊接缺陷的出現(xiàn)?；诖?，文章主要提出了鋁合金焊接工藝相對普遍的鎢極
氬弧焊方法，并與之提出了該工藝下焊接對鋁合金的主要性能影響，以供參考。
目前結合實際焊接工藝與大量的焊接工藝
文獻來源可知， 當前采用的鋁合金焊接工藝應
用方法較多，原則上一般都能夠滿足其鋁合金
焊接需求。比如最初普遍采用的氧氣炔焊接法，
再到后來比較常用的電栓焊、點焊等電阻焊方
式，包括攪拌摩擦焊、電子焊等工藝焊接法。
不過， 顯然這些焊接工藝應用時存在一些潛在
性缺憾。例如采用氧氣炔焊接時，如果不能良
好控制氣焊火焰的集中溫度，則會造成裂紋缺
陷出現(xiàn)； 而電焊、攪拌焊等方式又對其焊接接
頭的作業(yè)要求較高，所以存在工藝應用的場地
'206Machine China中國機械
限制和約束?；诖?， 研究焊接材料與焊接工
藝的對其焊接性能的主要影響，應能選用合理
的焊接方法， 同時要了解焊接接頭裂縫的形成
機理等有關內(nèi)容， 以此才能選擇適宜的焊接材
料與操作工藝，保障鋁合金焊接質(zhì)量。
1．焊接方法的選擇
考慮到當前焊接鋁合金等有色金屬所采用
的普遍焊接工藝方法存在的普遍缺陷， 比如裂
紋缺陷、場地限制等，所以文章主要推薦的是
鎢極氬弧焊工藝焊接法。該焊接工藝應用較為
廣泛，主要原理是通過氬氣隔絕空氣效果， 由
于其本身不融于金屬，具有不能產(chǎn)生其他化合
物的特性，所以其電弧清除焊接工件的氧化膜
效果較為可靠， 能夠?qū)σ子谘趸匿X合金予以
成功焊接，具有良好的電弧穩(wěn)定性，甚至在較
為微小的電流下仍能維持燃燒狀態(tài)，對諸如超
薄合金板的焊接效果較為理想。因此，選用該
焊接工藝時，可以著重考慮焊接工件的厚度及
接頭調(diào)整參數(shù)等。
由于鋁合金本身的化學活潑性表現(xiàn)明顯，
所以其金屬材料發(fā)生化學反應的可能性較高，
在焊接時特別容易和空氣中的水分加以產(chǎn)生氧
氣反應。因此， 考慮到采用鎢極氬弧焊的作業(yè)
焊槍其保護范疇較小， 可能影響到焊縫金屬保
護效果，處于熱影響區(qū)受熱作用下易與空氣發(fā)
生氣體反應，在焊接時產(chǎn)生氣孔或其他氧化物
等缺陷?；诖耍?一般采用該焊接工藝會在焊
接工件上設置必要的保護氣罩，使其自氣罩出
來的氣體能夠回流到焊件周圍形成一個立體空
間的氬氣保護氛圍， 故此能夠降低空氣對其焊
接工藝表現(xiàn)出的氣孔或氧化物等缺陷影響。
2．焊接材料及工藝應用對鋁合金焊接性能
的主要影響
2．1焊接接頭裂縫及其主要特征
由于鋁合金材料應用在焊接工藝下的材料
種類差異性存在， 以及采取的焊接工藝性質(zhì)不
同，所以在其焊接接頭中可能會表現(xiàn)出諸多形
式上的各類缺陷裂紋。這些裂紋缺陷分布特征
相對復雜， 主要結合生產(chǎn)需求不同將其劃分為
兩種裂紋缺陷方式：
一類屬于焊縫金屬裂紋，主要有橫向或縱
向裂紋、弧坑裂紋、弧狀裂紋、以及多層焊接
時的顯微裂紋等缺陷形式。
二是焊接工藝操作時的熱影響區(qū)裂紋。這
種裂紋缺陷主要有焊趾裂紋、熔合線區(qū)域內(nèi)的
顯微裂紋、以及層狀結構裂紋等。同時， 這些
裂紋結合熱影響區(qū)又可以分為熱裂紋與冷裂紋。
比如，熱裂紋一般是在高溫作業(yè)下通過晶界上
合金金屬偏析或者存在一些熔點較低的物質(zhì)引
起的。當然， 考慮到金屬材料差異性存在， 其
實際上產(chǎn)生的裂紋形態(tài)也表現(xiàn)不同， 即在裂紋
表現(xiàn)形態(tài)上又可以分為結晶、液化、多邊化裂
紋等。熱裂紋中主要以結晶裂紋為主， 它一般
是在焊縫結晶過程時，基于在固相線區(qū)域內(nèi)的
凝固金屬收縮， 并且又沒有多余液體金屬加以
填充，所以則在凝固收縮作用下促成了沿晶開
裂；發(fā)生這種現(xiàn)象多以一些低碳合金鋼為主；
再如，液化裂紋的形成也與其金屬收縮應力作
用相關，即在其加熱到高溫時發(fā)生晶界凝固而
產(chǎn)生液化裂紋。
2．2熱裂紋產(chǎn)生的過程及其機理
焊接過程可以說是一種矛盾的工藝加工過
程，在其焊接作業(yè)過程中許多不平衡的工藝綜
合雜糅到一起，故而造成了焊接接頭、金屬冶金、
及力學作用的綜合表現(xiàn)。換言之，鋁合金在焊
接工藝下的冶金過程屬于物理、化學及材料組
織上的綜合反應過程，其中夾雜著熔渣、氣體
成分等。所有這些現(xiàn)象發(fā)生，都會存在著裂紋
的形成動機，但去裂紋型號曾最為緊密關聯(lián)的
則屬于冶金因素。事實上，從力學角度來看，
焊接工藝屬于熱循環(huán)狀態(tài)，在這種狀態(tài)下其共
同存在著溫度梯度變化與對應的冷卻速度變化，
焊件在一定作業(yè)條件下其接頭始終保持應力到
應變的這一變化形態(tài)，所以則為裂紋的形成提
供了契機與必要條件。
因此，在焊接過程中，要控制冶金因素及
力學應力變化過程下所出現(xiàn)的裂紋缺陷，應能
考慮金屬材料的強化與弱化關系。比如，在冷
卻時期，焊接接頭屬于一種對外建立的強度聯(lián)
系。如果，此時在作業(yè)條件下保持其能夠順從
應力變化，使其焊縫和焊縫區(qū)的材料工件能夠
承受其內(nèi)在應力與殘存應力，就不會造成裂紋
Academ ic
學術
出現(xiàn)。反之， 當工件不能承受其應力變化作用
時，其材料強度聯(lián)系就會中斷，故而促成裂紋
缺陷發(fā)生。同樣，隨著溫度的逐漸冷卻，冶金
及力學因素也會對應發(fā)生改變，在不同溫度區(qū)
域內(nèi)其接頭金屬表現(xiàn)的強度也不同， 比如結晶
溫度區(qū)間較大， 且固相線溫度低時， 其晶粒間
在殘存的低溶液態(tài)金屬處則更容易造成應力集
中，致使其出現(xiàn)固相金屬裂紋。因此，針對于此，
實際焊接合金材料時應能綜合考慮接頭裂紋缺
陷形成條件等，以選用適宜的焊接工藝及材料。
3．結語
基于鋁合金自有的焊接優(yōu)越性能存在，所
以在各領域中得到的廣為應用。并且， 隨著如
今焊接工藝技術的持續(xù)發(fā)展與快速進步，鋁合
金的焊接構件使用需求也越來越大。基于此，
在采用鋁合金材料完成焊接工藝時應能考慮必
要的氣路保護、焊前清洗等準備工作， 并要重
點知曉焊接接頭裂縫形成特征及原理參數(shù)等，
以此才能避免鋁合金焊接氣孔等缺陷裂紋發(fā)生。
參考文獻：
[1]賴鷗．焊接材料及工藝對鋁合金焊接性
能的影響[J]．科技創(chuàng)新與應用，2013(6)．
[2]李午申，邸新杰．中國鋼材焊接性及焊
接材料的進展[J]．焊接，2013(3)．
[3]李春范，杜淼，楊晶秋等．中國焊接材
料的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]．焊接，2010(7)．
[4]龍偉民，何鵬，顧敬華．中國有色
金屬焊接材料的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]．焊接，
201i(11)．
分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動化中
的應用
210097南京慧邦科技研究所江蘇南京一馬國慶
摘要：
本文首先分析了分散控制系統(tǒng)的優(yōu)越性，進而對分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動化中的應用進行論述，期望通過本文的研究能夠?qū)μ岣呋?
電廠生產(chǎn)能效有所幫助。
1．分散控制系統(tǒng)的優(yōu)越性分析
分散控制系統(tǒng)簡稱為DCS(Distributed
Control System)， 國內(nèi)習慣將之稱為集散控
制系統(tǒng)， 其歸屬于計算機系統(tǒng)的范疇， 具體是
由過程控制級與過程監(jiān)控級兩個部分組成，并
以通信網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸，該系統(tǒng)融合當前最
為先進的“4c”技術，即計算機技術、通訊技術、
顯示技術以及控制技術， 它的基本設計思想是
分散控制、集中操作、分級管理，突出的特點
是配置靈活、組態(tài)方便。
自20世紀9O年年代開始，DCS被廣泛應
用于國內(nèi)火電廠機組的自動控制系統(tǒng)當中，在
這一背景下，業(yè)內(nèi)的專家學者加大了DCS的研
究力度，并取得了一定的成果，DCS也隨之變得
更加完善，其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在如下幾個方面：
其一，可靠性更高。當DCS中的某個控制器發(fā)
生故障時，其它控制功能依然能夠正常運行，
這種超強的容錯設計使系統(tǒng)的可靠性獲得了大
幅度提升。不僅如此，單個控制器的控制負荷
也越來越小，這使得故障的發(fā)生幾率顯著降低。
其二，開放性更強。標準化與模塊化設計思想
的引入，使得DCS的開放性變得越來越強， 網(wǎng)
絡通信技術的應用，使控制器進行功能擴展時，
不會影響到系統(tǒng)的原有功能。統(tǒng)一通信協(xié)議的
應用極大程度地增強了系統(tǒng)的開放性。鑒于DCS
的諸多優(yōu)點， 使其在火電廠中的應用范圍越來
越廣， 下面本文重點對DCS在火電廠電氣自動
化中的應用進行論述。
2．分散控制系統(tǒng)在火電廠電氣自動化中的
應用
中國機械Machine China 207

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