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1、电厂金属材料脉冲焊接工艺应用与实践 刘永琦 曲鸣飞 北京电子科技职业学院机电工程学院 摘 要： 随着时代的发展, 电厂金属材料脉冲焊接工艺开始流传起来。脉冲焊接就是通过强电流形成的技术, 脉冲焊接的原理就是以合理的数量以及适当的焊接角度压向焊件, 完成在常温下金属之间的焊接, 这样的方法工艺复杂, 对于焊接的技术含量以及放电能力都有很高的要求。本文通过对工艺参数的解析, 采用数值与试验相互结合的方法对电厂金属材料脉冲焊接工艺进行系统的研究。采用类比的方法, 结合国内外对脉冲焊接的研究现状解析电厂金属材料脉冲焊接工艺在实际生活中的应用。关键词： 电厂金属材料; 脉冲焊接; 工艺应用; 实践; 作
2、者简介：刘永琦, 生于 1981 年, 男, 汉族, 湖南长沙人, 硕士研究生, 讲师, 研究方向:嵌入式系统应用开发。收稿日期：2017-09Application and practice of pulse welding technology for metal material in power plantLIU Yong-qi QU Ming-fei Beijing Polytechnic, College of Mechatronic Engineering; Abstract： With the development of the times, the pulse weldin
3、g process of metal materials in power plants began to spread. Pulse welding is formed by strong current pulse welding technology, the principle is in reasonable quantity and appropriate welding angle to the welding pressure, welding between the metal at room temperature, the technology of such compl
4、ex methods, it has high requirement for the technical content of welding and discharge capacity. In this paper, the pulse welding process of metal materials in power plant is systematically studied through the analysis of process parameters and the combination of numerical and experimental methods.
5、By analogy method, combined with the research status of pulse welding at home and abroad, the application of pulse welding technology of power plant metal material in practical life is analyzed.Keyword： power plant metal materials; pulse welding; process application; practice; Received： 2017-09电厂金属材
6、料的连接方式一直都是使用落后的焊接工艺, 传统的焊接工艺有很多的弊端, 例如热源的发散、合金较强的导热性能、接头性能差以及热膨胀性较高, 这些缺点都会使生产的成本加大, 并且生产质量也会降低。脉冲焊接能量在输出时有一定的间歇性, 可以有效的抑制气孔的生成以及裂纹的生成。因此脉冲焊接工艺对于焊接过程中产生的接头气孔和裂纹等焊接缺陷的掌控更加合理1, 这就使得脉冲焊接工艺更加优秀。脉冲焊接一般使用惰性气体作为保护气体, 这些用作保护的气体还可以使电子金属材料在焊接时不容易氧化。有些材料如果表面可以被氧化, 则可以不需要保护气体。由于脉冲焊接的热源能量密度非常的高, 所以焊接的速度也比较快, 焊接接
7、头具有比较高的性能。国内外的工作者们在脉冲焊接的领域进行了大量的研究, 通过大量的试验, 推进了电厂金属材料脉冲焊接的工艺进步。电厂金属材料与火力发电厂生产有着密切的联系, 因此电厂金属材料脉冲焊接工艺对于火力发电厂来说有着重大的意义。1 电厂金属材料的焊接特性在电厂金属材料中, 低合金钢在火电厂锅炉中起到了很大的作用, 特别是在承受压力方面, 还有再热器的低温方面。当然在管道中的应用也是特别普遍的, 低金合钢的综合性能特别的好, 尤其在时效稳定性方面。铁马氏体钢作为电厂中的重要材料, 一般用在锅炉管和管道中等等。在电厂金属铸铁这方面, 制作阀门的材料不单单只有钢制的, 也可以是铜合金阀件等。
8、金属材料与金属工艺是相互关联的2, 金属可以以不同的金属形式出现, 例如如果按照制造的方法分类纯铜和黄铜就可以分为拉制管和挤制管。电厂除了有金属材料还有一些非金属材料, 这些非金属的材料就是在金属管道出现腐蚀以及磨损的现象时, 可以用一些陶瓷材料来避免这类情况的发生。近年, 我国学者都在对电厂金属材料在焊接方面进行深入的讨论, 长时间的跟踪调查新技术和新材料的研发与应用。对于火力发电机组发展的关键就是高温金属材料的脉冲焊接技术, 同时脉冲焊接技术也是重要步骤。在电厂中, 锅炉管高温腐蚀、部件热损失以及受热面管过热等问题都是通过实际测验去改良的。对于电机组有的部件在高温以及高压下进行, 有的需要
9、在高速旋转下工作, 有的更是需要在有腐蚀的环境进行, 所以因为这些条件的苛刻, 电厂大多数对于所用的金属材料有相应的标准3。基于电厂金属材料的特点, 我们不难发现传统的焊接无法满足电厂在实际操作中的苛刻要求, 但改用脉冲焊接就满足了电厂的大部分要求。2 电厂金属材料对脉冲焊接工艺的影响目前, 耐腐蚀的材料越来越多的取代了传统材料, 成为了最佳的取代品。同时这些材料与其他金属材料的连接工作成为了一个急迫需要解决的问题。脉冲焊接是一种基于脉冲成形的固体金属相互连接的连接技术, 是焊接工艺的主要应用之一。这样的焊接工艺可以大幅度的提高电厂金属材料的成形限制以及成形的精密度, 而且利用脉冲焊接工艺可以
10、实现各种形式的焊接, 比如管与板、板与板、管与杆的焊接, 不仅可以用于金属之间的焊接, 还可以用于金属与非金属的连接, 例如金属与陶瓷、金属与高密度聚酯材料以及金属与玻璃。脉冲焊接工艺简单, 不需要其他多余的传压介质, 也不会损伤零部件的外观, 加工的能量也可以通过参数控制, 最大的实现零部件的精密连接。对于像电厂金属材料这种特殊的零部件, 可以说唯一能够采用的焊接方式就是脉冲焊接。在采用脉冲焊接对电厂金属材料进行焊接时, 能量在输出时具有间歇性, 使得焊接熔池的搅拌变剧烈, 因此各个元素在焊接熔池中均匀的分布, 焊接的接头更加迷你、结构更加致密, 这样使用脉冲焊接得到的焊接接头的抗拉强度更大
11、。3 电厂金属材料脉冲工艺的实际应用我国对电厂金属材料脉冲工艺的研究已经有一段时间, 基于我国在国产化方面, 要研制符合我国国情, 并且知识产权是属于我国的金属材料4, 做好焊接的配套工作, 保证机组可以在安全稳定的环境中运行, 协调统一每一步的工作, 尽可能的避免因为技术的错误而导致的经济损失以及路线错误。对于电厂金属材料的制造检验以及焊接工作, 特别是新技术和新材料的使用, 我们都要保持长期的跟踪和发展。脉冲焊接在焊接过程中采用的是断续式加热, 在时间方面可以使熔池金属在高温环境中停留的时间短, 金属材料的冷凝时间减少, 这样可以避免电厂金属材料产生裂纹的倾向。脉冲焊接因为其良好的引狐性能
12、和焊接参数所以对电厂金属材料的适应性、维持最小热输入量、抗腐蚀性能等方面都具有良好的作用。像电厂材料这种特定材质和形状的焊接工件, 对于线圈的要求就很高, 这样才能满足脉冲焊接对于高频大电流的需求。以爆炸焊的条件作为参考, 通过分析和计算选择规划出合理的系统参数范围。4 结语随着科学技术的不断发展与创新, 电厂金属材料中普通的材料已经开始逐渐被性能更好的材料所替代, 而电厂金属脉冲焊接工艺必将广泛应用。脉冲焊接的引狐过程熔滴过渡平均, 焊缝的形成也非常好, 并没有明显的凹陷、焊缝的外观还是比较美观的。对于电厂金属材料脉冲焊接的工艺实践, 并且将焊接优化后的参数固化, 满足电厂金属材料焊接工作的
13、多种要求, 对于提高电厂脉冲焊接的质量和效率、减少生产周期、降低一部分的成本都具有非常重要的意义。参考文献1徐敏, 薛家祥, 黄雯锦.铝合金薄板脉冲 MIG 焊低热输入工艺J.焊接学报, 2017, 38 (6) :110-114. 2刘立永, 唐元生, 杨永强, 等.镍基合金复合管道脉冲钨极氩弧焊打底焊接工艺J.金属加工 (热加工) 热加工, 2017 (14) :46-48. 3叶军.不锈钢薄板脉冲激光焊接气体保护工艺的研究应用J.家电科技, 2016 (6) :74-76. 4张之万.镍合金复合管道熔化极 (脉冲) MIG 焊接操作工艺J.金属加工 (热加工) 热加工, 2016 (22) :32-34.
