作者：王立謙孫罡
**：《現代裝飾·理論》2023年第02期
摘要：電站鍋爐一般採用懸吊式全鋼結構，鍋爐的全部重量通過吊桿、過渡梁、次梁由主梁承擔，而主梁再通過立柱把鍋爐的全部重量傳遞到基礎上。鋼結構均由鋼板或型鋼焊接而成，鋼架承載後，鋼結構焊縫將在動、靜載荷下承受拉力、剪力或壓力等，鋼結構焊縫製造質量的好壞，不僅直接影響鍋爐安全而且對後續安裝進度有很大影響，因此對鋼結構焊縫質量的檢驗應特別重視。
關鍵詞：電站鍋爐；鋼結構；焊接技術；質量
一電站鍋爐鋼結構鋼材焊接工藝選擇
電站鍋爐鋼結構是重要的承重結構，鋼材宜採用q235鋼、q345鋼、q390鋼和q420鋼，其質量應符合現行國家標準《碳素結構鋼gb/t700》和《低合金高強度結構鋼gb/t1591》的規定。鋼材的焊接性首先取決於其化學成分、熱處理狀態和冶煉方法。其次，鋼材的焊接性還與所採用的焊接方法的熱過程和冶金過程有關。
對於低合金結構鋼來說，其化學成分是極其複雜的，其中包括碳及多種合金元素、伴生元素和雜質。硫和磷是結構鋼材中的主要雜質，對於鋼材的力學效能和焊接接頭的裂紋敏感性都有較大影響。硫主要與熱裂紋有關，稱為熱脆，磷主要與冷裂紋有關，稱為冷脆。
在焊接結構中，結構鋼的焊接效能主要取決於碳含量，碳的合適含量應控制在0.12% ～ 0.2%之間，這也是規定焊接承重結構不應採用q235-a的理由，因為其碳含量不作為交貨條件來保證。
在低合金結構鋼焊接接頭中，冷裂紋是最易產生、最危險的一種缺陷，它可能導致焊接接頭的失效甚至整個焊接結構災難性的破壞，這種裂紋往往也是造成受壓和承載部件脆性的主要原因。因此，應該引起我們的足夠重視。在低合金結構鋼接頭中，大多數的冷裂紋是由淬硬組織、氫的富集和約束應力三要素共同作用的結果。
冷裂紋是焊接接頭冷卻到100℃以下溫度出現的一種裂紋。這種裂紋通常是在焊後經過一段時間才出現的巨集觀裂紋，所以也稱為延遲裂紋。在某些焊接接頭中，冷裂紋的形成與氫在接頭中的擴散和集聚直接有關，因此普遍稱為氫致延遲裂紋，這也是在低合金鋼焊接中選用低氫焊條的主要原因。
低合金鋼焊接接頭中，冷裂紋的形成與接頭各區在快速加熱和冷卻作用下的組織轉變密切相關。在實際焊接中採用焊前餘熱和焊後熱處理都可以延長焊接加熱和冷卻的時間，有利於避免淬硬引起的冷裂紋的產生。另一方面，由於焊接殘餘應力通常會在熱影響區產生裂紋，或與結構工作應力疊加從而造成焊接接頭的破壞，採用焊後熱處理可以有效消除焊接殘餘應力。
焊接工藝中的另外乙個重要的環節是坡口製備。在設計焊接坡口時，首先應根據設計的最低要求確定焊縫的形式，這主要是針對角焊縫，因為對接焊縫（最常用的就是構件鋼板的拼接）通常都是全熔透焊縫。角焊縫的坡口形式主要分為不開坡口、區域性焊透坡口和全焊透坡口等三種形式，設計時應避免隨便提高對焊接坡口的要求。
其次要儘量減少焊縫的橫截面積，以降低接頭的殘餘應力，同時也可以減少焊接材料的消耗量。
二對接焊縫
對接焊縫可以採用圖1所示的坡口形式。v形坡口張開角一般取60b。當坡口根部間隙加大時，坡口角度可以取45b或30b，甚至更小。
其原則是應保證焊條能伸入坡口根部，並便於脱渣。當鋼板厚度大於20mm時宜採用雙面v形坡口，因為單面v形坡口的焊縫截面積約為雙面v形坡口的2倍，不僅焊接工作量加大，接頭的焊接變形也會成倍增加，如圖2所示。u形坡口與v形坡口相比，u形坡口的加工比較費時，但焊縫截面積可以顯著減少，在厚板結構中應優先考慮採用u形坡口。
對接焊縫應略有餘高，但最大不得大於3mm，並且焊縫與母材之間應平滑過渡，焊縫表面應整潔、均勻、無溢瘤、凹陷和突起。任意長度焊縫或熱影響區上的咬邊深度不得大於0.5mm。
對任意300mm長度焊縫內累計咬邊長度不得大於50mm。
三角焊縫
在角接接頭中，焊縫的尺寸決定於構件的設計準則。等強度角焊縫的焊腳尺寸hf（見圖3）通常為板厚的3/4。而1/2和1/3強度的剛性連線角焊縫，其焊腳尺寸相應為3/8t和1/4t。
實際上大多數剛性連線的角焊縫的應力比1/3強度值還要低。按照強度連線與剛度連線角焊縫的焊腳尺寸hf與板厚t（指連線處較薄板的厚度）的關係可以算出角焊縫尺寸的經驗資料，在設計中可以作為重要的參考資料。當然，對於重要或比較特殊的承力接頭來說，設計者應根據焊縫的受力狀態進行必要的計算。
鋼結構質量控制要點
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