前  言：

在我国科学技术的逐渐发展与进步过程中，锅炉对耐高温性和耐磨性等相关性能提出了新的要求与标准，如仍然选用传统的金属材质与焊接工艺，则难以满足工艺需求，为此锅炉异种金属焊接工艺应运而生。但当前在技术应用过程中存在着一些局限性，为实际应用埋下了问题和缺陷的隐患，为此需要将现代化工艺技术与新型金属材质结合，以此在最大程度上提高工艺应用的综合效益。

1 锅炉异种金属焊接概述

1.1异种金属焊接内涵

当前行业对锅炉结构件的要求正在不断提升，为了能够满足金属的耐磨性与耐热性要求，异种金属焊接应运而生，且得到了人们的广泛认可，且优异的性能也得到了充分地展现，从而最大限度地提高企业的经济效益^[1]。在异种金属的焊接过程中，如果锅炉异种金属存在缺陷，则可能导致素体材料焊接不当，周期性温度变化就会出现，很容易发生裂缝的情况。为了有效规避常见问题，需要减少铁素体钢中的碳素进行转移，配合现代化技术保障焊接的实际效果。

1.2异种金属焊接特点

随着当前科学技术的不断进步，金属焊接工艺也在随之完善，合理应用能够在最大程度上满足人耐磨性、耐高温性的要求。异种金属在焊接过程中，不仅能够有效地发挥出各个不同金属构件的优势性能，其可以有效地降低设备的成本，提升锅炉正在运行中的效果。但是就目前情况来看，异种金属在实际的焊接过程中往往存在较大的局限性，严重制约了异种金属的焊接效果，为了能够规避此类问题的出现，需要关注工艺应用中的各类缺陷，保证焊接符合应用要求。

2 锅炉异种金属焊接的方式

2.1奥氏体钢熔焊

奥氏体钢焊丝的焊接局限性主要表现在过热器中，机组中的过热器与再过热器在建造上采用T22钢作为主要的材料，将实际执行中的各项有关数据记录，与锅炉的启动方法热态以及常态进行同步考虑，如焊接流程超过30000h，需要了解过热器的焊缝缺陷，以此避免在焊接过程中发生风险问题。采用奥氏体钢熔焊所产生的焊缝，在材料投入运行发生缺陷时，需要预先确定启动周期相互作用和影响，检查锅炉处于热态还是冷态启动，如在投入运行后大约过了29000～125000小时后开始出现缺陷，则需要在后续的操作中对此进行相应的优化。

2.2镍基熔焊

在镍基熔焊的过程中，需要利用金相检验确定铁素体附近是否出现裂纹，缺陷在过热器和再热器上都有出现，且薄件和小截面构件的情况更加严重。氩气中加5％氢气，可以将其用于第一层焊道和单道焊，但氦气导热大，向熔池线能量比较大，电流＜60A时整体呈现为不稳定状态，为此可以在实际操作过程中采用高频引弧以技术，多层焊时应控制层间温度。为加强焊接区的保护效果，要保证薄件焊接时焊枪可不作摆动，可以在焊嘴后侧加一辅助输入保护气体的拖罩，焊接时尽可能采用小规范，电流可降低20％ ~30％，必要时要对弧坑进行打磨^[2]。

2.3铁素体熔焊

锅炉机组铁素体进行熔焊时可能出现缺陷，需要利用焊缝来进行证明，避免异种金属焊接出现局限性，在焊接操作时对焊接交界处进行检验，查看是否会出现裂缝问题。在实际的运行过程中，需要进行铁元素体金属焊丝的熔焊，在实验过程中主要采用焊缝的金对焊接交界面进行证明，利用焊缝的金相对焊缝交界面处理裂纹，在铁素体熔焊缝达到特定参数后也会发现裂缝，将管材的材料换为T22，则在铁素体熔焊达到 80000 小时以上后才出现裂缝问题，为此在铁素体熔焊中需要对此加大关注力度，最好相应的检验与分析，从而规避缺陷问题。

3 锅炉异种金属焊接的缺陷问题

3.1压力焊缺陷

压力焊焊缝缺陷较为常见，异种金属代表了不同种类金属，对于铝材料金属而言它的熔点表现偏低，整体呈现液态，主要原因为晶界面的裂纹引发。在锅炉异种金属的焊接中，从综合的角度对其进行分析，压力焊缝缺陷的频率会因操作问题出现，且所需要的条件较为苛刻，膨胀系数方面也存在较大差别，在焊接过程中容易造成焊接接头严重变形，出现更为严重的焊接裂纹情况^[3]。

3.2电阻焊缺陷

在加工制造行业中，采用铝合金与钢为基本材料的金属构件已经成为了一种主流，异种金属进行电阻焊的实际操作中，由于金属的化学元素结构、物理性质等都有所差别，裂缝缺陷等问题就随之凸显出来，在操作过程中异种金属材料的特性也在发生改变。异种金属焊接的结构复杂，易致缺陷的铁素体部分应变的主要原因在于热膨胀系数之间存在差异，为此在后续工作中要对此加大关注。

3.3碳元素移动

碳元素移动是指焊缝交界面上金属扩散，出现改缺陷会引起的脱碳，降低了交界面附近的蠕变强度，外加负荷会使异种金属焊接出现裂纹。同时，碳元素移动与异种金属焊缝的处理有着直接关系，在工作开展计划的过程中，需要做好循环应力分析工作，在加速试验中做好各项参数的调整，以此判断异种金属焊缝在运行中可能发生爆破的情况，在最大程度上规避碳元素移动。

4 锅炉异种金属焊接的技术应用现状

4.1夹渣现象

不同金属在进行焊接中，容易在母材上形成氧化膜，且氧化膜会随着温度的升高变厚，在熔池表面产生氧化膜，随着加热的温度越高，就会越影响液态金属的融合终产生夹渣。在金属熔池表面还会产生一层氧化膜，伴随金属熔池生产加热温度逐渐升高，会降低液态金属的融合成效，最终影响异种金属焊接^[4]。

4.2接头裂纹

在进行焊接的时候，接头容易出现裂纹，冷裂纹是在焊接应力作用条件下产生的，而热裂纹则产生于高合金钢焊缝，如纯奥氏体组织而言是最容易产生热裂纹。在针对纯奥氏体组织金属进行焊接过程中，必须分析金属中可能存在的大量未结晶低熔点共晶体液膜，实际工作开展中必须要对此加以重视。

4.3性能不佳

不同金属之间的组织成分都不相同，如焊接接头部分的硬度、耐温性、可塑性等，整体呈现接头不均匀的情况，使得日后的使用中出现偏差。在焊接过程中容易出现接头位置差异问题，着重关注上述的各类参数指标，且在技术执行中做好相应的分析工作，以此保证锅炉异种金属焊接的质量。

5 锅炉异种金属焊接的质量控制原则

5.1质量第一原则

过去锅炉的结构件相对较简单，比较关注发现故障、修理故障，却未能注重全方位分析，导致在实际运行中金属可能发生异常，最终出现或大或小的事故情况。异种金属焊接质量控制要求符合预期要求，对焊接过程执行加大关注，从整体效益上考虑，考虑全寿命周期内的效益，在加工时大量采用截换焊接质量控制措施，在此基础上加强质量管理，从而提高工作整体效率。

5.2工艺先进原则

我国生产加工行业正在近年发展速度整逐渐加快，金属结构件作为重要组成部分，虽然这几年做了大量工作，但制造、检修、运用工作还不够。为此我国组织编制、修订了管理规章，全过程以标准制定为主要基础，建立起一个新的异种金属焊接技术管理体系，按照新的规程明确焊接中各项工艺原则，保证技术应用能够与整体的技术发展相匹配，满足现阶段锅炉运行的需求^[5]。

5.3标准统一原则

异种金属焊接在实际开展中要明确标准要求，各种标准之间要互相衔接、互相有覆盖，以保证信息的连贯。异种金属焊接标准应满足锅炉运行的要求，对管理标准于作业程序、检修记录等方面做好相应的规划，采取标准、管理和检查等一系列保证措施，保证在周期内不发生问题，结合各级规章的不同特点，体现出标准现状和管理要求，以此保证锅炉与组件设备在运行中的安全性和可靠性。

6 锅炉异种金属焊接的要点分析

6.1强化质量意识

焊接人员需要不断强化质量意识，在招聘工作人员时对其专业技能作出严格要求，在职的工作人员也要定期进行严格考核和培训，组织关键工序人员参加质量意识和技能进修，对于生产现场出现的各类问题，各班组成员之间先进行操作法互动交流，注意项点和焊接质量问题，按照最新的标准开展工作。

6.2注重切割组装

异种金属焊接过程中需要预先做好固定工作，用比照直尺划线切割，确保拼装间隙符合要求。根据型号不同的锅炉需要建立不同的标准，通过对切割方案的优化和严缝装置的使用，使每一项修理工作得到完善，大幅改善装配间隙，为下一步焊接打下基础，从而有效规避实际工作中的各项缺陷。

6.3校验焊接规范

由于现阶段某些异种金属焊接在不规范的情况，为了避免员工出现焊接规范超标问题，需要锁定焊接工序所有焊机电流电压，焊枪摆动方法也随接头形式不同而不断改变，采用二次电流填充，在切割时避免造成切割面不平整，做好现场指导焊接，随间隙的变化不断调整焊枪角度^[6]。

6.4制定巡查机制

信息化建设要快适应现代技术变化，在异种金属焊接中找到引发缺陷的主要因素，加强信息化建设时的有效措施，将焊接质量情况和点检情况进行通报，避免在工作中发生质量风险问题，且在此过程中每一员工都需要成为质量的监督者、检查者，在工作中需要从缺陷本身出发，做好焊接工序的综合控制。

7 锅炉异种金属焊接的工艺对策

在实施异种金属焊接之前，需要明确异种金属之间的物理性质，如密度、熔点等指标，针对金属焊接的缺陷制定相应焊接计划，确保技术的应用效果。

7.1焊接材料分析

考虑到异种金属焊接是将不同金属焊接连接到一起，因此在选择焊接材料过程中必须充分考虑不同金属的性能，根据接头缺陷情况合理选择焊接材料。可采用倒韧塑性相对较高的材料。在实际操作中，要对两种金属特性进行相关的了解和熟悉，确保两部分金属具有相同的属性，才能避免熔焊后不会出现问题，在操作前对各项参数进行检测，以此保证最终金属熔焊的效果。

7.2焊接方法选择

要正确选择异种金属焊接方法，如应用不当容易造成压焊过程中金属发生高塑性变形情况，为此需要注意焊接过程中的化合物，避免在操作中受到影响。可考虑采用轮压方法进行焊接，提高钢与铝合金二者之间的接触力度，利用该方法延展异种金属的整体强度，在此过程中可以激光压焊方法区分不同等级下焊接的压力，最大限度提高异种金属焊接接头强度，以此规避缺陷问题^[7]。

7.3工艺参数确认

合理化选择工艺参数，发现不同焊接参数之间所产生的相互影响效果，避免在实际操作过程中异种金属焊接输入热量的不断增大。对于异种钢焊接要认真了解两种材质的物理和化学性能，根据其焊接性来选定合适的焊接工艺，分析异种金属焊接中的热膨胀系数，确定最终电弧停留时间，在散热快的一侧要有科学地进行加长，且全过程需要尽量使用有引弧装置的设备来完成焊接。

7.4焊接前后处理

在焊前需要做好预热，对母材的淬火倾向大小进行分析，提高接头淬硬区域的塑性，避免引发焊接裂纹以及焊接碳迁移现象问题。金属熔焊实际操作过程中会遇到不同的问题，操作工在工作时只要注意各类外在风险因素的影响，在不使用强力组配的情况下，将异种金属焊接位置进行增厚、加固，注意在金属焊接操作过程中避免对焊接位置进行敲击，从而保证前后焊接处理的一体性。

结束语：

在当今社会中，锅炉异种金属焊接工艺在应用中，需要做好前期准备及预防工作，从而有效减少焊接工作中误差，以此规避各类缺陷问题，在保证生产质量的前提下实现利益最大化，发挥出该技术的作用，为后续发展提供推动力。

参考文献：

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[2] 栗卓新,张冬妮,言奇株,等. 异种材料激光焊接中金属间化合物形成机理及控制的研究进展[J]. 航空制造技术,2021,64(15):14-23.

[3] 闫玉东,韩明臻,延佳铭. 钢/铝异种金属焊接分析[J]. 信息记录材料,2021,22(10):18-20.

[4] 徐国建,张国瑜,李午红,等. 低碳钢与铝合金异种金属搭接激光滚轮焊接[J]. 沈阳工业大学学报,2019,41(2):154-158.

[5] 陈大林. 铝钢异种金属焊接研究现状[J]. 兰州石化职业技术学院学报,2021,21(1):21-25. 

[6] 胡婧瑶,邢彦锋,杨帅,等. 焊接能量对Mg/Al异种金属接头组织和性能的影响[J]. 农业装备与车辆工程,2021,59(12):77-79,111.

[7] 李克俭,李晓刚,张宇,等. 异种金属焊接接头微观组织演化及高温失效机理综述[J]. 电焊机,2020,50(9):17-43.