CN110091120A - 对含有裂纹的焊缝进行焊接修复的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种对含有裂纹的焊缝进行焊接修复的方法，包括：对焊缝部位进行打磨，以去除部分裂纹，保留难以打磨去除的裂纹；对焊缝部位的残留裂纹进行熔合封闭；以及在焊缝部位进行焊接修复。本发明的焊接修复方法，解决了在焊缝部位存在难以去除的残留裂纹的情况下难以进行焊接修复的问题，使得在焊缝部位存在难以去除的残留裂纹的情况下的焊接修复成为可能。

Description

对含有裂纹的焊缝进行焊接修复的方法

技术领域

本公开的实施例涉及焊接技术，具体涉及一种对含有裂纹缺陷的焊缝进行焊接修复的方法。

背景技术

在生产实践中经常存在各种焊接结构件中的焊缝破损需要修复的问题。例如，在电站高温高压管道、集箱上，基于性能需要，往往联接有各种小接管，这些小接管与管道、集箱等母管，通过插入式或者骑座式焊接连接在一起，形成接管座，在接管座中，小接管与母管之间形成角焊缝。在机组长期运行过程中，部分小接管的根部角焊缝会发生裂纹等导致蒸汽泄露，影响机组安全和人身安全，需要进行焊接修复以保证设备、人身安全。

在焊缝中含有裂纹缺陷时，通常需要将裂纹全部打磨去除之后再进行重新焊接，以使损坏的零部件得到修复；在裂纹较多较大难以打磨去除的情况下，需要整体更换零部件。但是，出于成本考虑或出于应急修复的需要，往往需要在工件中残留部分裂纹的情况下进行焊接修复。

例如，在上述电站高温高压管道、集箱等的接管座中产生的角焊缝裂纹，有些比较小，数量少，经过挖补打磨后，比较容易将裂纹打磨干净，可采用常规的焊接修复工艺如电焊、氩弧焊、或者氩弧焊结合电焊的方式完成焊接修复工作。但是一些角焊缝内裂纹数量较多，甚至已经延伸到母管的母材，导致母材有多处裂纹，这些裂纹比较粗大，数量较多，而且在母材内有一定深度，甚至贯穿到母管内壁；尤其是在一些高合金钢材质制造的管道中，由于焊接性差、焊接裂纹敏感性强、管道系统拘束应力大，在采用普通打磨方式消除上述裂纹的过程中，往往裂纹进一步扩展，难以将裂纹消除干净，甚至越打磨裂纹越多。

如果上述裂纹未打磨干净，采用常规的氩弧焊或者电焊进行焊接修复时，往往焊接上去后，由于裂纹处应力集中，新焊缝几乎同时就会开裂，导致焊接修复失败，或者难以达到保证设备安全运行的修复目的。这样只能将带有接管座的母管整个切除，重新更换一段母管，并与小接管进行焊接。这样做的不足是，现场基本没有现成的母管，采购需要一定周期，工期限制，使得机组不能尽快恢复运行，造成电量损失，机会成本大，同时母管价格昂贵成本较高。

发明内容

本发明针对现有技术中的上述问题，提出了一种对含有裂纹的焊缝进行焊接修复的方法，解决了在焊缝部位存在难以去除的残留裂纹的情况下难以进行焊接修复的问题。

本发明提出的对含有裂纹的焊缝进行焊接修复的方法，包括：对焊缝部位进行打磨，以去除部分裂纹，保留难以打磨去除的裂纹；对焊缝部位的残留裂纹进行熔合封闭；以及在焊缝部位进行焊接修复。

本发明的焊接修复方法，使得在焊缝部位存在难以去除的残留裂纹的情况下的焊接修复成为可能，尤其适用于焊接性较差、焊接裂纹敏感性较强的高合金钢材质制造的管道角焊缝的焊接修复。

根据本发明的一些实施例，所述的焊接修复方法，在打磨去除裂纹时，逆着裂纹尖端扩展方向从裂纹尾部向裂纹中间进行打磨。

根据本发明的一些实施例，所述的焊接修复方法，在打磨去除裂纹时，对打磨过程中有扩展趋势的裂纹，则停止打磨。

根据本发明的一些实施例，对焊缝部位的残留裂纹进行熔合封闭时，采用氩弧焊在不添加焊丝的情况下对焊缝部位的残留裂纹进行熔合封闭。

根据本发明的一些实施例，对焊缝部位的残留裂纹进行熔合封闭时，采用氩弧焊在添加少量焊丝的情况下对焊缝部位的残留裂纹进行熔合封闭，其中，焊丝添加量以仅能够使裂纹熔合封闭为准。

根据本发明的一些实施例，在对残留裂纹进行熔合封闭时，逆着裂纹尖端扩展方向从裂纹尾部向裂纹中间进行熔合。

根据本发明的一些实施例，在焊接修复时，采用氩弧焊进行焊接，焊接过程中填充焊丝。

根据本发明的一些实施例，在焊接修复时，首先采用氩弧焊进行焊接，焊接过程中填充焊丝；接着采用手工电弧焊进行焊接。

根据本发明的一些实施例，所述的方法，还包括：在对焊缝部位进行打磨前，检查焊缝部位以获知裂纹分布情况；在打磨时，选择相对较大的裂纹进行打磨。

根据本发明的一些实施例，所述方法用于角焊缝的焊接修复。

根据本发明的一些实施例，所述的方法用于高合金钢材质制造的工件角焊缝的焊接修复。

根据本发明的一些实施例，所述的方法用于接管座角焊缝的焊接修复。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对现有技术或本发明实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是为了便于说明本发明的构思，而非对本发明的限制。

图1是示出根据本发明构思对含有裂纹的焊缝进行焊接修复的方法的流程图；

图2是作为可采用本发明的方法的一个示例结构的接管座角焊缝结构的示意图；

图3是示出去除图2中的小接管后对裂纹进行打磨的状态的示意图；

图4是示出对母管打磨后重新安装小接管以准备焊接修复的状态的示意图；以及

图5是示出对图1中的接管座角焊缝部位的裂纹缺陷进行修复的过程的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是示出根据本发明构思对含有裂纹的焊缝进行焊接修复的方法的流程图。如图1所示，根据本发明的整体技术构思，对含有裂纹的焊缝进行焊接修复的方法包括以下步骤：S1：打磨去除裂纹，其中，对焊缝部位进行打磨，以去除部分裂纹，保留难以打磨去除的裂纹；S2：对焊缝部位的残留裂纹进行熔合封闭；以及S3：在焊缝部位进行焊接修复。此处，焊缝部位包括含有裂纹的焊缝或母材。

具体地，所述的焊接修复方法，在对焊缝部位进行打磨前，可以先检查焊缝部位以获知裂纹分布情况；以便在打磨时，选择相对较大的裂纹进行逐条打磨。在打磨去除裂纹时，可选择逆着裂纹尖端扩展方向从裂纹尾部向裂纹中间进行打磨；此外，在打磨去除裂纹时，对打磨过程中有扩展趋势的裂纹，则停止打磨，以免裂纹进一步扩大。操作中，尽可能通过多次打磨去除大部分粗大裂纹，对难以去除的裂纹则予以保留。

根据本发明的一些实施例，对焊缝部位的残留裂纹进行熔合封闭时，采用氩弧焊在不添加焊丝的情况下对焊缝部位的残留裂纹进行熔合封闭。本领域技术人员应当理解，如果采用其它工艺方法可以熔合焊缝或母材中的残留裂纹，本发明不排除使用这些方法。

根据本发明的一些实施例，对焊缝部位的残留裂纹进行熔合封闭时，对裂纹开口度交大，依靠自身熔敷金属难以填满缝隙的，也可在少量添加焊丝的情况下采用氩弧焊对焊缝部位的残留裂纹进行熔合封闭，其中，焊丝添加量以仅能够使裂纹熔合封闭为准。

此外，在对残留裂纹进行熔合封闭时，与裂纹打磨方向相同，逆着裂纹尖端扩展方向从裂纹尾部向裂纹中间进行熔合，以获得更好的熔合封闭效果。在此过程中，尽可能对全部或大部分的残留裂纹逐条进行熔合封闭。

在对焊接部位的残留裂纹进行融合封闭后，接着，实施常规的焊接作业，对缺陷部位进行修复。具体地，在焊接修复时，可采用氩弧焊进行焊接，焊接过程中填充焊丝。如果需要，也可以采用其它常用的焊接工艺进行焊接。例如，根据本发明的一些实施例，在管道壁厚尺寸较大的情况下，在焊接修复时，可首先采用常规氩弧焊进行焊接，焊接过程中填充焊丝；接着采用手工电弧焊进行盖面焊接，以保证焊接质量。

本发明的焊接修复方法特别适用于反复运行、易于产生裂纹的焊接结构的修复。另外，本发明的焊接修复方法特别适用于角焊缝的焊接修复。例如，电站高温高压管道、集箱上的各种接管座，在长期运行过程中，部分小接管的根部角焊缝易于发生裂纹导致蒸汽泄露，影响机组安全和人身安全。采用本发明的焊接修复方法进行焊接修复后，可以满足使用需要，保证设备、人身安全。

本发明的焊接修复方法也特别适用于高合金钢材质制造的工件角焊缝的焊接修复。实践中，在一些高合金钢材质制造的管道中，由于焊接性差、焊接裂纹敏感性强、管道系统拘束应力大，在采用普通打磨方式消除上述裂纹的过程中，往往裂纹进一步扩展，难以将裂纹消除干净，甚至越打磨裂纹越多，无法焊接修复。而采用本发明的焊接方法，克服了现有技术的瓶颈，能够实现成功修复，保证设备正常运行，极大地节约了生产成本。

当然，本发明的焊接修复方法也可以应用于其它含有裂纹的焊接结构的修复。实践证明，采用本发明的焊接修复方法，能够在焊缝部位存在部分残留裂纹的情况下成功实现焊接修复，特别是解决了焊接性较差、焊接裂纹敏感性较强的高合金钢材质制造的管道角焊缝的焊接修复问题，从而起到提高设备利用率、节约生产成本、满足应急使用等需求，能够产生良好的经济效益。

以下，接合具体的实施例对本发明的含有裂纹的焊缝进行焊接修复的方法进行详细说明。

图2是作为可采用本发明的方法的一个示例结构的接管座角焊缝结构的示意图。在图1所示的接管座角焊缝结构中，小接管1通过焊缝2焊接至母管3上。从图中可以看出，焊缝2中存在较大裂纹4。图中只是示意示出了一个裂纹，其它可能存在的裂纹未在图中示出。并且，焊缝中的裂纹4有可能延伸至母管3的材料中。

图3是示出去除图2中的小接管1后对裂纹4进行打磨的状态的示意图。如图3的箭头6方向所示，在打磨去除裂纹时，可选择逆着裂纹4尖端扩展方向从裂纹尾部向裂纹中间进行打磨，以免裂纹进一步扩大；在打磨过程中，如发现裂纹有扩大的趋势，则停止打磨。重复打磨步骤，以去除焊缝和母材中的大部分裂纹，对难以去除的裂纹则予以保留。

图4是示出对母管3打磨后重新安装小接管1以准备焊接修复的状态的示意图，其中示出了裂纹打磨后的坡口5，其中大部分裂纹已经被打磨去除，仅有部分裂纹残留。在此状态下，将实施常规焊接工艺如氩弧焊或手工焊，在坡口5处形成新的焊缝以连接新的小接管1和母管3。之后，接管座可以重新投入使用。

图5是示出对图1中的接管座角焊缝部位的裂纹缺陷进行修复的过程的示意图。具体修复过程如下：

首先，进行修复前的一些准备工作，例如对焊接修复对象如母管、焊缝、小接管进行材质复核。同时制定焊接工艺、选用焊接材料、准备磨光机、电磨头、角磨等打磨工具、预热、焊后热处理设备、测温枪、氩弧焊、电焊等焊接、热处理设备、工器具，无损检测设备器具。

接着，采用磨光机、电磨头等切削工具，挖除开裂的接管座，取出小接管。

接着，采用宏观检查或者借助于无损检测如渗透检验或者磁粉检验，掌握裂纹分布情况。

之后，对裂纹进行打磨，先选择较粗较长较大的裂纹开始打磨。对该条裂纹检查观察清楚裂纹的长度、扩展方向、尖端所在，用打磨工具在裂纹尖端外侧完好处开始打磨，逆着裂纹扩展方向向裂纹中间进行打磨，先把裂纹尖端打磨干净，再逐渐打磨裂纹中部，打磨过程应轻轻用力，逐步打磨，边打磨边观察裂纹，避免裂纹在打磨过程中进一步扩展。

重复上述步骤，逐条打磨裂纹，将主要裂纹打磨干净，如果在打磨过程裂纹有进一步扩展趋势的，以不将裂纹扩大为度，尽可能将主要裂纹打磨。对裂纹已经扩展到母管内壁的，在焊接的坡口范围内将主要裂纹打磨。上述打磨使得残留的裂纹相对原裂纹数量减少，较粗大裂纹得到打磨去除。对无法打磨干净的残留裂纹，或者在打磨过程中由于部件残余应力较大，裂纹容易扩展，越打磨裂纹越多的焊缝，或者裂纹已经延伸到管道集箱母材根部，无法全部打磨干净的焊缝，可选择将主要较大裂纹打磨，对较为细小裂纹予以保留，不必苛求全部打磨干净，即可进行后一道焊接修复。

在完成打磨之后，在有残留裂纹的母材、焊缝上准备进行焊接。按照选定的焊接工艺，进行焊前预热，测温达到预热温度。

接着，对焊口进行充氩保护，采用氩弧焊对残留裂纹进行熔合，与常规氩弧焊焊接相比，此过程不添加焊丝。裂纹在电弧热量作用下熔化，依靠裂纹自身熔敷金属填充缝隙，实现对裂纹封闭的预处理。先选择主要裂纹，采用与打磨类似的逆着裂纹发展方向，先从裂纹尖端开始，再逐步过渡到裂纹中间，重复上述步骤，逐条熔化裂纹。在实施中为控制焊缝层间温度在规程要求的范围内，可选择相邻的裂纹进行逐条熔化，也可选择远离的裂纹逐条熔化。可选地，在上述过程中，对裂纹开口度交大，依靠自身熔敷金属难以填满缝隙的，也可少量添加焊丝，对裂纹进行熔合封闭。

对封闭效果进行宏观检查，如封闭后有重新开裂的，应重复上述熔敷动作，直至全部封闭处理结束。

裂纹全部封闭预处理后，插入小接管，采用常规氩弧焊焊接工艺，进行填丝焊接。其间，控制焊接线能量、焊接电流等焊接工艺参数，对焊接预热温度、层间温度等按照常规的焊接工艺评定参数进行测量控制，逐层逐道焊接，直至焊接完成。可选地，对于管道壁厚尺寸较大的情况，可采用全氩弧焊打底结合手工电弧焊盖面的焊接工艺。

焊后按照工艺要求进行热处理、无损检测等。

上述过程中，有些步骤可以并行进行，以节省工时，如参照图5所示。

本发明的焊接修复方法应用于电站高温高压管道、集箱接管座内含残留裂纹的焊接修复工作，可解决设备重大安全隐患，效果良好，质量优良，修复运行良好，适于在电厂推广应用。

以某厂P92材质管道接管座角焊缝修复为例,挖补修复P91钢管道接管座角焊缝的焊接方法为SMAW(手工电弧焊)和GTAW(氩弧焊)，其焊接工艺参数如下表所示，本工艺参数不作为限制，仅作为示例，供参考。该具体工艺参数应结合管道、接管的材质进行选用。热处理采用履带式加热器或绳式加热器进行电加热。

进行实际焊接修复，焊接过程成功，不会在焊接过程不断产生新裂纹，或旧裂纹扩展；实际修复后经过验证，金相组织检验结果为：马氏体；硬度为：190-220HB。焊缝部位虽有小量裂纹，但是金相组织，硬度检验结果均合格，能够满足一定检修周期内的安全可靠运行。

上述焊接工艺参数如焊接电流、电压、线能量等，仅做例示性介绍，由于母材与焊缝材质不同，壁厚尺寸结构不同等因素，具体实施时，可根据焊接工艺评定结果做必要的修改或更改。

以上通过具体的实施例对本发明的焊接修复方法进行了说明，但是，应当理解，本发明的焊接修复技术不限于上述具体的实施例，其可用于管道，也可用于集箱、中小径管子等部件；可用于角焊缝修复，也可用于对接焊缝修复，管道、集箱母材修复；角焊缝包括管座角焊缝或其他结构型式的角焊缝；除可用于高合金等裂纹敏感性较强的，也可用于部件拘束应力较大或者结构应力较大的低合金钢焊接修复。

因此，但本发明的保护范围不局限于公开的实施例。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的其它变化或替换技术方案，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种对含有裂纹的焊缝进行焊接修复的方法，包括：

对焊缝部位进行打磨，以去除部分裂纹，保留难以打磨去除的裂纹；

对焊缝部位的残留裂纹进行熔合封闭；以及

在焊缝部位进行焊接修复。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在打磨去除裂纹时，逆着裂纹尖端扩展方向从裂纹尾部向裂纹中间进行打磨。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在打磨去除裂纹时，对打磨过程中有扩展趋势的裂纹，则停止打磨。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，采用氩弧焊在不添加焊丝的情况下对焊缝部位的残留裂纹进行熔合封闭。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，采用氩弧焊在添加少量焊丝的情况下对焊缝部位的残留裂纹进行熔合封闭，其中，焊丝添加量以仅能够使裂纹熔合封闭为准。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，在对残留裂纹进行熔合封闭时，逆着裂纹尖端扩展方向从裂纹尾部向裂纹中间进行熔合。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，在焊接修复时，采用氩弧焊进行焊接，焊接过程中填充焊丝。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在焊接修复时，首先采用氩弧焊进行焊接，焊接过程中填充焊丝；接着采用手工电弧焊进行焊接。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在对焊缝部位进行打磨前，检查焊缝部位以获知裂纹分布情况；

在打磨时，选择相对较大的裂纹进行打磨。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法用于角焊缝的焊接修复。