带压焊接堵漏技术

1、带压焊接堵漏技术择自堵漏技术 李红旗一、焊接的定义v 焊接是借助于原子间的联系和质点的扩散从而得到整体接 头的过程。二、带压焊接的方法分类v 1、逆向焊接法 利用热能使溶化的金属将裂纹连成整体焊接接头v 2、引流焊接法 在可焊接金属的泄漏缺陷上加一个封闭系统，使之达到重新密封目的的一种特殊技术手段。 三、逆向焊接堵漏技术 1、方法的发展 压力容器及管道泄漏很难补焊的原因： A、熔溶的金属在没有得到冷固之前，就有可能被喷出的泄漏介质喷跑。 B、泄漏介质本生有可能威胁施焊人员安全。20世纪60年代初起，我国工人师傅经过摸索、实践、总结了一套比较科学完善的打压焊接方法-即分段逆向焊接法。2、逆向焊接

2、堵漏的基本原理 要弄清楚方法的原理，我们先来分析常见焊接变形及焊接应力分布的情况。两平板在自由状态下焊接时，焊接前焊接后变形原因 之所以发生这些变形：是因为焊接时焊缝部位受到了急剧的加热，在被焊件上产生了不均匀的温度场，使被焊金属材料产生了不均匀的膨胀，处于高温区域的金属材料膨胀量较大，受到周围温度较低，膨胀量较小的金属材料的限制而不能自由地伸长，也就是说膨胀量大的区域的金属材料在不同方向上没有伸长到应该伸长的长度，于是在焊件中出现了内应力，使高温区的金属材料受到低压，产生局部压缩应变而使两板交替及角变形。因此，施焊后的工件在不同方向上的长度比原来的要短一些，所缺少的长度等于压缩变形的长度，一

3、般主要表现在两个方向上，横向收缩和纵向收缩。为什么热胀冷缩的距离不一样v为什么焊接时材料受然膨胀距离和冷却时收缩距离不一样。科学家们做了三个实验。 这三个实验都用相同材质和同样长度的三根钢棒做试件，实验时采取均匀加热方式，加热温度都为900，第一根钢棒加热变形情况如图示。钢棒加热前和加热冷却后长度没有变化。v第二个实验如图 当钢棒加热到900度的时候，立刻用压力机把钢棒自由申长的部分压下去，使其自然与室温的长度相当，随后冷却钢棒，这时钢棒会出现逐渐收缩，冷却到室温时，发现钢棒发生明显缩短。因此试验的钢棒长度要比原来的尺寸短一些。 三个实验证明：凡是在加热的过程中出现过压缩塑性变形的金属棒，则冷

4、却后，三个实验证明：凡是在加热的过程中出现过压缩塑性变形的金属棒，则冷却后，一定会发生缩短的变形一定会发生缩短的变形v试验三 此实验是在加热的过程就施加外力，阻止钢棒加热的时候热胀，待冷却后发现钢棒比原来的也缩短了v两板对焊的焊接过程中，可以认为和上述试验三过程相识，焊缝区域的金属处于高温的作用下，而热自由膨胀受到压缩应力的阻碍，这个力是周围较低温度的金属施加的，因此焊后这一区域的金属发生收缩。当然，这种收缩也不是自由的，还受到焊件其他部分的一定阻碍，结果是产生一定的收缩或缩短变形的同时，还会产生一定的焊接残余应力。焊接应力的分布 如图示：焊缝的纵向残余应力在焊缝附近ab段内出现拉应力，其其最

5、大值一般都达到或超过材料的屈服极限。随着离焊缝距离的增加，拉应力急剧下降，到达a、b两点后，即ca、bc段内，则迅速转变为压应力。对接的两板等宽时，产生的纵向应力与焊缝位置呈对称分布，板宽不等时，纵向应力分布也不对称v焊缝的纵向收缩引起横向残余应力，如果我们把两块焊好的板从焊缝分开，就会得到如图示的横向应力发布，由图可知，中间的是拉力 两边是压力。v以上应力分析都是连续单向施焊的结果，下面我们来分析一下，从中间向两端焊接的横向残余应力分布v如图示，焊缝从中间起弧向两边焊，得到的是起弧点所处中间位置为压应力，而这一特征正是带压逆向焊接堵漏技术所需要遵循的基本的原则之一。v正是由于存在着较大的焊接

6、应力，在两板对接施焊时，常采用使两板对焊缝间隙张开一定的角度的方式，利用焊缝的收缩控制对接缝在熔池附近始终保持较小的间隙，直到焊完为此。实际生产中的工艺管道、设备除此案的裂纹，如图示，图中可知从裂纹任意一端到中间最宽部分与对焊平板时使对使对缝间隙张开的角度十分相似，只要掌握了焊缝的收缩规律，就完全可以利用焊接过程中横向压缩应力使裂纹收严，然后补焊，达到堵漏密封的目的。v带压逆向焊接堵漏技术基本原理是：利用焊接过程中焊缝和焊缝附近的受热金属均受到很大的热应力作用的规律，使泄漏裂纹在低温区金属的压缩应力作用发生局部收严，在收严的小范围内是无泄漏的，补焊过程中只焊收严不存在泄漏介质的部分，并且采取收

7、严一段补焊一段，补焊一段又会收严一段，这样反复进行，直到全部焊合无泄漏为此。实际上带压逆向焊接堵漏技术是利用焊接变形的一种补焊方法。实际上带压逆向焊接堵漏技术是利用焊接变形的一种补焊方法。v带压逆向焊接堵漏的技术特点 施焊时，首先在靠近裂纹处无泄漏的部位上引弧，运条方向与裂纹相反，施焊时，首先在靠近裂纹处无泄漏的部位上引弧，运条方向与裂纹相反，一般焊一般焊30mm左右长。这段焊缝冷却后，在焊缝引弧处前段的局部裂纹将左右长。这段焊缝冷却后，在焊缝引弧处前段的局部裂纹将受到很大的横向压缩应力，使其收严一小段，再在收严的一小段上引弧施受到很大的横向压缩应力，使其收严一小段，再在收严的一小段上引弧施焊

8、，过程同上，直到整条裂纹全部焊合为此。焊，过程同上，直到整条裂纹全部焊合为此。 下面把焊接V形坡口焊缝横向收缩量近似值统计如下：钢板厚/mm567891011121314151617181920收缩量/mm1.31.31.41.41.51.61.71.81.81.92.02.12.22.42.52.6v带压逆向焊接技术特点v1、该方法属于动态密封作业方法，施工时不影响正常生产。v2、消除泄漏迅速v3、无需配备特殊的工器具，只要有电焊机就可以进行作业。v4、必须具备动火条件方能采用。 带压逆向焊接只适用于可焊设备，管道上出现的裂纹，不适用于焊缝缺陷，如气孔、夹渣引起的点状及孔洞状泄漏的堵漏密封作

9、业，因此范围是有一定的限制。 带压焊接技术只能是在喷出的介质不影响焊接过程中进行逆向收严。带压焊接技术只能是在喷出的介质不影响焊接过程中进行逆向收严。v分段逆向焊接的操作步骤如图示：一般在与焊缝相同方向焊一段约为3050mm长的一小段焊缝，这一小段焊缝冷却后所产生的横向收缩应力就能使裂纹从这一端开始有220mm在压缩应力的作用下完全收严，达到无泄漏状态。当药皮颜色由红变暗后，就可以继续补焊焊缝前端已经收严的那一小段裂纹了。v补焊过程焊缝收严情况 下表按壁厚68mm，材质为Q235A的试件工件，用E4303型焊条在不同的泄漏介质下，逆向焊接收严情况介质压力/MPa0.05以下0.050.10.1

10、0.20.20.30.30.50.51.01.02.0收严长度/mm20以上152081568564524由表可知，裂纹在焊接应力作用下收严的长度是十分有限的。因此，在补焊收严的那一小段时，应当认真观察裂纹的收严情况，确认下一步补焊的长度。继续补焊时，应严格控制焊接电弧与熔池的长度，并使焊接电弧与熔池始终处在裂纹收严的范围之内。若操作技术不太熟悉或收严的裂纹长度不能准确地判断清楚时，补焊过程应将焊接电弧与熔池控制在已收严裂纹长度的一半范围之类为宜。另外，补焊动作要迅速、准确，特别是引弧动作要快，以防止焊缝受热膨胀，这样会明显地降低横向压缩应力，使裂纹重新断开甚至管壁厚的还会增加裂纹。 在不停的收严补焊完毕不漏后，再按正常焊接方式在表面焊一至二层，这样就完成全部带压补焊作业。v带压逆向焊接堵漏操作技术v1、引弧 对已收严的那一小段裂纹补焊时，宜采用接触法引弧，并且引弧点一定要落在已收严的那一小段裂纹上，在被焊件厚度大于5mm时，也可以采用划弧法引弧。不管怎样引弧 焊条一定要对准裂纹，严防烧偏，使裂纹产生新的变形，引弧技术是带压逆向焊接堵漏操作技术的关键一步，要熟练掌握，这样才能在千变万化的实际应用中运用自如。