武漢鍋爐廠: 十月 2012

2012年10月15日星期一

电厂锅炉－焊道品质特性评估方法

来源日期：十月 15, 2012 标签：行业新闻

口焊道品质特性评估方法
    本实验以评估焊道根部渗透情形、量测焊道宽度及评估正面焊道焊蚀产生情
形，以作为评估焊接品质特性之依据，详细评估方法如下:
1.焊道根部渗透情形
        焊道根部渗透情形之评估等级分为未完全渗透、渗透偏小、渗透适中、
    渗透过量及根部穿破等五个等级，评估指标如表4。
                      表4根部渗透情形评估指标
    根部渗透情形量化指标评估点数
未完全渗透电弧力过小，无法产生匙孔时1
渗透偏小根部渗透高度〈0. Snuu时2
渗透适中根部渗透高度二0.5^-limn时3
渗透过量根部渗透高度〉1.Onuu时4
根部穿破电弧力过大，无法藉表面张力形成熔接部5

电厂锅炉－锅炉电浆电弧焊接参数1

2.焊接速度:焊接速度越高，入热量越低，电弧穿透能力也越低，且焊道宽度
也会变小·如果速度太高会造成焊道不完全渗透缺陷，及热量仅使表面融溶
而使表面有高有低，产生类似焊蚀缺陷。但速度太低又会造成背面因过度渗
透而隆起，甚至破裂。相同条件下，板厚越大焊接速度应越低。
3.气体种类，
PAW所使用之气体有电浆气罢与遮护气体二种，分述如下:
(1)电浆气体(P1二ma gas):焊接所需之热量即由此气体电离後之温度来提供。
    一般以纯Ar或Ar与H2混合气作为电浆气髓。本文实验系采用纯Ar-
(2)遮护气体(Shielding gas):主要之功用是提供焊接熔融金属与外界空气之
    隔离，一般采用纯Ar或Ar与H,混合气体或纯He。对於澳斯田铁系不镌钢
    (如SUS304、SUS316)，以纯红再加1一7% H2混合气体为遮护气体，可显
    著改善焊道之清洁度，改良电弧收缩性使焊道较窄，并可提高焊接速度。
    另有背面保护气体，一般采用纯Ar。本文实验系采用Ar (93%)与玛(7%)
    混合气为遮护气体，背面保护气体则采用纯Aro
4.气体流量，
(1)电浆气罢之流量大小对焊道外观有一定程度之影响，也会影响焊接时之电
    弧力。惟电浆气体流量如过大将会使产生焊蚀现象，甚至使产生匙孔後，
    无法藉由熔融金属之表面张力形成焊道，流量太低则会造成电弧力不足，
    无法形成锁孔。当使用较大电流时，应维持较大的电浆气体流量。一般电
    浆气髓之流量约为2一4 Lmin，随板厚增加而增加。
(2)遮护气体之流量越大，效果会越好。一般以Ar与H’混合气为保护气体之流
    量约为20一25 1/mui o背面保护气髓之流量约为20一301. mui o
                      表1电浆电弧焊接参数

电厂锅炉－锅炉电浆电弧焊接特性

    PAW基本上可视为惰性气体钨电弧焊接(GTAWV)之改良与延伸。PAW与

G工ASV二者最主要之不同在於PAW具有前导电弧、繁缩喷嘴及隐藏式电极。PAW
相较於G工ASV更具有下列主要特徵:
1. PA`＊系以匙孔接合焊接模式来接合工件，有别於传统焊接法之熔入接合。PAW
    之电浆柱状电弧需贯穿工件背面，因此电浆电弧之部分压力可释放出来，使
    焊道较不易产生凹陷现象。
2. PAW受电压或电弧之影响较小，电弧较稳定:PAW电浆电流在0.1A时仍然很
    稳定，非常适合薄工件之焊接。
3. PAW工件之残留应力小:PAW须使工件贯穿，使得沿工件厚度方向之温度梯
    度较小，故焊後工件之变形及残留应力皆较小。
4. PAW焊接宽度小，焊接深度大，热影响区小:由於PAW具有收缩喷嘴以产生
    柱状电浆电弧，有别於GTAWV之锥状电弧，电浆气柜流速约可达GTAWV之
    4.10倍，能量密度高达1010^-1012 w.`nr’卜]，远高於GTAWV(约可达10′- 1010w/
    nit)，故PAW会有较高的焊道深宽比，且热影响区(HAZ)较小。
6.PAW之焊件可不必开槽，降低加工成本，同时对接合误差有较大之容许。
6. PAW之锁孔焊接模式可使焊池内被束缚之气髓易於逸出，可大大降低气孔缺
    陷之产生，提高焊接品质。

电厂锅炉－锅炉锁孔焊接法

口锁孔焊接法
由於PAW具有收缩喷嘴以产生高能量密度的柱状电浆电弧，当柱状电浆电弧
接触焊接工件时，其高温会使金属瞬间熔融，且电浆电弧会完全赏穿焊接工件背
～4～
面，形成一小锁孔(Keyhole)，当锁孔形成後焊枪也开始移动，由於电浆气流量
不高，使熔融金属能藉其表面张力从锁孔周围流入而凝固，最後形成熔接部，此
即著名的锁孔焊接模式(Keyhole welding mode)，其工作原理如图2所示。因焊接
过程电浆电弧须贯穿工件，使得沿工件厚度方向之温度梯度较小，焊接後工件之
变形及残留应力皆较小，并可大幅降低焊道产生气孔缺陷(Porosity defect)之可
能，提升焊接品质。

电厂锅炉－压力容器焊接参数最佳化

压力容器焊接参数最佳化

压力容器为我国劳工安全卫生法所定之危险性设备，如制造品质不良或使用
不当均可能引发爆炸事故，危及劳工及民众之生命财产安全。压力容器之制造已
由早期以铆钉结合方式发展至目前之先进高能量焊接制程，焊接品质之良窍直接
影响危险性设备日後之使用安全至钜。
田口方法素为实验设计的最有利工具之一，一直被广泛运用於以需减少的实
验次数之场合，惟其仅限於处理单一品质特性问题。本文1系利用田口方法结合灰
关联分析来探讨压力容器制程最常用的电浆电弧焊接之制程参数最佳化问题。首
先，以田口方法来设计规划实验及实验参数组合，以减少本研究之实验次数。同
时，也利用代表电浆电弧焊接多重品质特性之灰关联度来求得最佳制程参数组合。
实验结果发现灰关联度，显著地由初始制程参数时之0.645改善至使用最佳参数组
合焊接之0.85，提高了31.8%，大幅提升压力容器焊接品质，进而从制造源头确保
危险性设备日後之使用安全。

电厂锅炉－电浆电弧焊接工作原理

1、电浆电弧焊接
H电浆电弧焊接工作原理
固体经融解後形成液体，液体经蒸发後形成气髋，气体经解离後便形成电浆，
此乃物质之第四态。电浆气体(Plasma gas)流经焊枪後，在电极(Electrode)与收
缩喷嘴(Contraction nozzle)间会产生高周波，进而造成电极与喷嘴间的电气绝缘
被破坏，此现象将会使气体分子被解离为带电的气体离子，透过离子化气体之承
载电流并形成电流迥路。接著产生的高温电离气先膨胀而後从收缩喷嘴孔喷出，
此时，收缩喷嘴会对此高温电离气产生器壁效应Mall effect)与热收束效应(Thenual
pinch effect)，进而形成具有高能量密度的紧缩柱状电弧(Column一shaped arc)
PAW之工作原理如图1e PAW与电子束焊接、雷射焊接皆属於高能量焊接法(Hiah-
energy density process)，其使用之能量密度通常高达109w/nn2以上，比传统的其他

锅炉厂－安全注意事项

安全注意事项

1.注意事项
(1)锅炉厂输送带设备应符合相关安全标准，并设有适当的挡板、护罩、护围、导轮或具有
    连锁性能之安全门等防护装置，以区隔人员和卷入点:紧急制动装置应位於操作
    者伸手可及之处，万一发生意外时可立即停机、减轻伤害。
(2)输送带设置处应与其他工作区有所区隔，通道宽度应达80公分以上(约为一扇单
    门宽)，且必须保持整洁，地面切忌有积水或湿滑等情形。
(3)若输送带的设置高度在人员肩膀以上，应采取防止物体飞落之措施，如:护网、
    围栏等。
(4)进出料□附近的空间必须保持通畅，且不可有障碍物，以减少堵料的状况及清理
    次数。
(5)同一作业现场最好能配置2名以上可彼此照应的劳工，避免发生紧急事故时无人
    察觉而延误抢救时机。
(6)应实施相关的安全卫生教育训练，使所有人员认识开关和紧急制动装置的位置及
    启动方法，并针对负责操作输送带之劳工加强设备的使用说明和指导:确认劳工
    们已充分了解相关讯息之後才开始作业。
(7)针对输送带作业人员的衣著打扮应有相关规定，如:头发烬起、禁戴饰品配件等，
    且应提供适当、合身的工作服。
(8)进行输送带系统的维修、保养或清理时，应有监工或管理人员在场，且应确实停
    机并断电，开关及电源处皆需挂上「维修中」警示牌及上锁

00针对高危险性取非经常性的输送带维修作业，可建立工作讦可制度，藉由检核签
署机制确保维修作业前之安全防护措施皆已到位。
11)庶律立输送带上排除异物安全作业标准，静仲劳工确富撙守。

电厂锅炉－电浆电弧焊接前言

一“前言
    电浆电弧焊接(Plasn二arc welding，PAW)具有高能量焊接如电子束焊接、雷
射焊接等之锁孔接合(Keyhole joust)功能，因此与GTAWV或其他传统焊接相比，
其焊接品质更佳，速度更快，这几年已广泛被运用於国内各产业界，如压力容器
制造、染整机械(dyeing machinery，也是一种压力容器)制造、钢管制造、法兰阀
件制造组装……等，尤其是年产值达100亿元以上的染整机械之制造，更是大量运
用此种焊接方法。
    影响PAW焊接品质的参数有很多，诸如焊接速度、焊接电流、电浆气体种类
及流量、遮护气体种类及流量、火炬至工件距离、……等等皆是，因焊接过程具
有高复杂的非线性与多变数关系，也具有高度的互相联结关系，而焊接参数之选
定，并没有明确的公式可供依循，过去系凭藉焊接手册或以试误法试验来选择适
合之参数。对於多数为中小型企业之国内压力容器制造业者而言，如何选择一组
PAW最佳焊接参数组合，以提升焊接品质，一直是一重要课题。
    田口方法被广泛运用於以较少的实验次数，求得最佳参数组合之场合，惟其
仅限於处理单一品质间题。本文尝试以田口方法结合灰关联分析，来处理PAW的
～3、
多重品质特性问题。设定焊道品质特性评估指标给予具体量化数值，来作焊接参
数最佳化。

锅炉厂－灾难案例3检讨

锅炉厂维护人员进行输送带设备的系统维修、保养或清理时，应先取得管理人员同意并

听从其安排指示，务必确实断电、将电源上锁及挂上「维修中」警示牌，以免维修中

遭人误启开关，且须遵照制造商的说明和指示进行维护作业。

而针对高危险性或非经

常性的输送带维修作业，公司可建立工作许可制度，藉由检核签署机制确保维修作业

前之安全防护措施皆已到位。

所有锅炉厂人员都必须清楚知道紧急制动装置的位置及启动方法，且除非工作需要，否

则作业人员应尽量远离输送带设备:操作人员则须受过相关安全卫生教育训练才可操

作输送带，作业中随时与运转中的输送带保持适当距雕，并确实遵守安全作业流程及

锅炉厂－锅炉工安全注意事项

(1)应受过相关安全卫生教育训练才可操作输送带:作业中，应随时与运转中的输送
带保持适当距离，并确遵守安全作业流程及相关注意事项。
(2)启动输送带前，应先确认附近人员已完全净空，并检查所有作业点及卷入点的安
全装置及紧急制动装置，确认是否皆能正常运作，且不可将安全装置破坏或移除，
如:拿掉护罩。
(3)排除输送带上的异物时，应遵守公司订定的安全作业标准并使用辅助工具，确认
安全无虞後才能进行排除作业。
(4)进行输送带设备的系统维修、保养或清理时，应先取得管理人员同意并听从其安
排指示，务必确实断电、将电源上锁及挂上「维修中」警示牌，以免维修中遭人
误启开关，且须遵照制造商的说明和指示进行维护作业。
(5)作业时，衣著打扮应依相关规定，如:头发恳起、不戴饰品配件等，且应穿著合
格的工作服。
(6)不可在未断电的输送带上行走或坐卧，亦不可试图从输送带上方跨越或从下方穿
越。

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作者：电厂锅炉 武汉锅炉厂 首发：http://www.027guolu.com

武汉锅炉集团江东锅炉成套配件公司

>>>>> 武汉锅炉集团江东锅炉成套配件公司始于1990年。是武汉锅炉集团有限公司的全资子公司。是集团公司授权指定生产和销售电站锅炉、工业锅炉、环保锅炉、锅炉辅机、锅炉成套配件、压力容器、金属结构设备防腐、保温、绝热管道设备安装工程施工的国有一级企业专业性公司。公司占地面积40000平方米，厂房面积25000平方米。现有员工1100多人，其中具有中、高级技术职称的人员110余人。公司下设管子、膜式壁、集箱、压力容器、机加、铸锻、金属结构等7个制造分厂，以及研发部、质检部、经营部、企管部等技术、管理部门。公司设计研发力量雄厚、工艺装备齐全、检测手段先进、管理营销理念超前。公司拥有膜式壁双生管焊机、成排弯管机、蛇行管自动弯管线、集箱管接头自动焊机等各类专用成套加工设备。
武漢鍋爐廠網址：http://www.027guolu.com

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