废气治理设备焊接技术：关键工艺与质量保障

 废气治理设备焊接技术：关键工艺与质量保障

 

在当今环保意识日益增强的时代，废气治理设备发挥着至关重要的作用。而焊接技术作为废气治理设备制造中的关键环节，其质量与精度直接影响着设备的性能、可靠性和使用寿命。本文将深入探讨废气治理设备焊接技术的各个方面，包括焊接方法的选择、焊接材料的***性、焊接工艺的要点以及质量控制与检测方法。

 

 一、废气治理设备焊接的重要性

 

废气治理设备通常需要在恶劣的工作环境下运行，如高温、高湿度、腐蚀性气体等。因此，设备的密封性、强度和耐腐蚀性是确保其正常运行的关键因素。焊接作为连接设备各个部件的主要方式，其质量直接决定了设备的整体性能。***质的焊接能够保证设备在运行过程中不出现泄漏，承受各种压力和负荷，同时抵抗化学物质的侵蚀，从而有效延长设备的使用寿命，降低维护成本，提高废气治理的效率和效果。

 

 二、常见的废气治理设备焊接方法

 

 （一）电弧焊

1. 手工电弧焊

     这是***传统且应用广泛的一种焊接方法。它通过手工操作焊条，利用焊条与焊件之间产生的电弧热量来熔化金属，从而实现焊接。手工电弧焊设备简单、灵活，适用于各种形状和位置的焊缝，尤其适合焊接厚度较***的工件。例如在废气治理设备的金属框架结构焊接中，对于一些不规则形状的钢构件连接，手工电弧焊能够方便地进行调整和操作。

     然而，手工电弧焊也存在一些缺点。其焊接质量在很***程度上依赖于焊工的技能水平，焊接速度相对较慢，而且焊接过程中会产生较多的熔渣和飞溅，需要进行清理。

2. 自动埋弧焊

     自动埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。焊接时，焊丝连续送进，焊剂在电弧热作用下熔化形成熔渣和气体，对焊接区域起到保护作用。这种方法的焊接效率高，焊接质量***，焊缝成型美观，且能够实现自动化焊接，适用于焊接长焊缝和规则形状的工件。

     在废气治理设备的一些***型压力容器或管道的焊接中，自动埋弧焊能够保证焊缝的均匀性和稳定性，提高生产效率。但它对焊接设备的精度要求较高，且焊接前需要对焊件进行严格的清理和准备工作，同时焊接过程中的参数调整相对复杂。

 （二）气体保护焊

1. 氩弧焊

     氩弧焊是以氩气作为保护气体的焊接方法。在焊接过程中，氩气在电弧周围形成保护层，防止熔融金属与空气接触，从而避免氧化和氮化等不***现象。氩弧焊分为手工氩弧焊和自动氩弧焊两种。

     手工氩弧焊适用于焊接薄板、不锈钢、铜、铝等金属材料，具有焊接质量高、焊缝成型***、焊接变形小等***点。在废气治理设备的不锈钢部件焊接中，如一些小型的废气净化装置的壳体焊接，手工氩弧焊能够保证焊缝的耐腐蚀性和密封性。自动氩弧焊则用于焊接批量较***、质量要求高的工件，其焊接过程稳定，能够***控制焊接参数，提高生产效率和产品质量。

     不过，氩弧焊的设备成本较高，对焊件的清洁度要求严格，且焊接过程中会产生臭氧等有害气体，需要注意通风防护。

2. 二氧化碳气体保护焊

     二氧化碳气体保护焊是以二氧化碳作为保护气体的焊接方法。它具有成本低、焊接效率高、焊缝抗裂性***等***点，广泛应用于低碳钢和低合金钢的焊接。

     在废气治理设备的钢结构件焊接中，二氧化碳气体保护焊能够快速地完成***量焊缝的焊接工作，而且焊缝的机械性能较***。但该方法的飞溅较***，焊缝成型相对较差，需要进行适当的打磨和处理。

 

 （三）电阻焊

1. 点焊

     点焊是通过电极对焊件施加压力，利用电流通过焊件接触面及邻近区域产生的电阻热，使金属熔化形成焊点的一种焊接方法。点焊适用于焊接薄板结构和小型零件，在废气治理设备的一些金属滤网、电极板等部件的连接中经常使用。

     点焊的***点是焊接速度快、变形小、操作简单，但需要对焊接电流、电压、通电时间等参数进行***控制，否则容易出现焊点不牢、烧穿等问题。

2. 缝焊

     缝焊与点焊类似，只是电极为滚轮状，焊接时滚轮电极连续滚动，使焊件在连续的电流作用下形成连续的焊缝。缝焊常用于焊接有密封要求的薄壁容器或管道，如一些小型的废气收集罩或管道的焊接。缝焊的焊接效率高，焊缝密封性***，但对焊件的装配精度要求较高，且设备成本也相对较高。

 

 三、废气治理设备焊接材料的选择

 

 （一）焊条

1. 碳钢焊条

     对于废气治理设备中的普通碳钢部件焊接，根据母材的强度级别和化学成分选择相应的碳钢焊条。例如，焊接 Q235 钢材时，可选用 E4303（钛钙型）或 E4315（低氢钠型）焊条。E4303 焊条具有******的工艺性能，电弧稳定，飞溅少，但脱氧能力较弱，适用于一般结构的平焊和角焊；E4315 焊条脱氧能力强，韧性***，适用于重要的结构或在低温、冲击载荷下工作的焊件焊接，但需要采用直流反接电源，并严格烘干焊条以防止氢裂纹的产生。

2. 低合金钢焊条

     当废气治理设备的部件采用低合金钢材料时，如 16Mn 钢，应选择与之相匹配的低合金钢焊条，如 E5015（低氢钠型）、E5016（低氢钾型）等。这些焊条能够保证焊缝与母材具有相近的化学成分和力学性能，提高设备的强度和韧性。在选择低合金钢焊条时，除了考虑强度匹配外，还需要注意焊条的韧性、抗裂性以及对焊接工艺的适应性。

3. 不锈钢焊条

     对于废气治理设备中的不锈钢部件，如不锈钢反应釜、烟囱等，要根据不锈钢的类型选择合适的不锈钢焊条。例如，焊接奥氏体不锈钢（如 304、316）时，常用的焊条有 E308L（低碳奥氏体不锈钢焊条）、E316L（超低碳奥氏体不锈钢焊条）等。这些焊条能够保证焊缝的耐腐蚀性与母材相当，同时具有******的抗氧化性和耐热性。在选择不锈钢焊条时，要注意焊条的成分与母材的匹配，避免因成分差异导致焊缝出现晶间腐蚀等问题。

 

 （二）焊丝

1. 实心焊丝

     实心焊丝主要用于气体保护焊和埋弧焊。在废气治理设备的焊接中，对于低碳钢和低合金钢的焊接，常用的实心焊丝有 H08Mn2SiA（用于二氧化碳气体保护焊）、ER70S6（用于氩弧焊）等。H08Mn2SiA 焊丝含有锰、硅等元素，能够保证焊缝的力学性能和脱氧效果；ER70S6 焊丝具有******的焊接工艺性能和力学性能，适用于多种位置的焊接。

     对于不锈钢的气体保护焊，有 ER304L、ER316L 等实心不锈钢焊丝可供选择。这些焊丝能够保证焊缝的耐腐蚀性和化学成分与母材一致，在焊接不锈钢废气治理设备时，能够有效防止焊缝腐蚀，提高设备的使用寿命。

2. 药芯焊丝

     药芯焊丝是将粉状的焊剂包在薄钢带内卷成圆形或其他形状的一种焊丝。它兼具了实心焊丝和焊条的***点，具有工艺性能***、熔敷速度快、焊缝成型美观等***点，并且可以通过调整药芯的成分来获得不同的焊缝性能。

     在废气治理设备的焊接中，药芯焊丝可用于一些复杂的工况和对焊缝性能有***殊要求的场合。例如，在焊接含有一定杂质或油污的焊件时，药芯焊丝中的焊剂可以起到去除杂质、保护焊缝的作用；对于要求高强度、高韧性焊缝的废气治理设备部件，可以选择含有相应合金元素的药芯焊丝，以满足力学性能的要求。

 

 （三）焊剂

1. 埋弧焊焊剂

     埋弧焊焊剂主要分为熔炼焊剂和陶质焊剂两类。熔炼焊剂是由各种矿物原料经过熔炼后粉碎、筛分而成，具有化学成分均匀、颗粒度均匀、焊接工艺性能***等***点。例如，HJ431 焊剂是一种常用的酸性熔炼焊剂，适用于低碳钢和低合金钢的埋弧焊，能够保证焊缝的成型和脱氧效果。

     陶质焊剂是由天然矿物和化工原料烧结而成的一种颗粒状物质，具有******的透气性、脱渣性和抗裂性。它适用于焊接重要结构或对焊缝质量要求较高的废气治理设备部件，如一些***型压力容器的埋弧焊。陶质焊剂的碱度较高，能够有效去除焊缝中的杂质和硫、磷等有害元素，提高焊缝的纯净度和力学性能。

2. 气体保护焊保护气体

     在气体保护焊中，保护气体的选择至关重要。对于氩弧焊，纯氩气是***常用的保护气体，它能够提供******的保护效果，防止焊缝氧化和氮化。但在焊接某些活泼金属或对焊缝质量要求极高的场合，有时会采用氩气与其他气体（如氦气、氢气等）的混合气体作为保护气体，以改善焊缝的性能和成型效果。

     二氧化碳气体保护焊则以二氧化碳作为保护气体，但由于二氧化碳气体具有一定的氧化性，容易导致焊缝金属氧化和飞溅增加。因此，在实际焊接中，有时会在二氧化碳气体中加入少量的氩气或氧气，组成混合气体进行焊接，以调节电弧的稳定性和焊缝的质量。例如，在焊接低碳钢时，采用 CO₂ + Ar（80% CO₂ + 20% Ar）的混合气体可以在一定程度上减少飞溅，提高焊缝成型质量。

 

 四、废气治理设备焊接工艺要点

 

 （一）焊接前准备

1. 坡口设计

     根据废气治理设备的焊件厚度、焊接方法、焊接位置等因素，合理设计坡口形式和尺寸。坡口的角度、钝边高度等参数直接影响到焊接的填充量、熔深和焊缝成型质量。例如，对于较厚的低碳钢板对接焊，可采用 V 形坡口或 X 形坡口，坡口角度一般在 60°  70°之间，钝边高度为 2  3mm；对于不锈钢薄板焊接，可适当减小坡口角度，以减少焊接变形和热输入。

2. 焊件清理

     在焊接前，必须对焊件表面进行彻底的清理，去除油污、铁锈、水分、氧化皮等杂质。这些杂质会影响焊缝的质量，导致气孔、夹渣等缺陷的产生。对于油污，可采用有机溶剂（如丙酮、酒精等）进行清洗；对于铁锈和氧化皮，可采用砂轮机打磨、喷丸或酸洗等方法进行处理。在清理后，应保持焊件表面的干燥和清洁，避免再次污染。

3. 焊接设备调试

     在正式焊接前，要对焊接设备进行调试和检查，确保设备的各项参数正常。对于电弧焊设备，要检查电源的电压、电流稳定性，焊机的接地是否******；对于气体保护焊设备，要检查保护气体的流量、纯度以及送丝机构的运行情况；对于电阻焊设备，要检查电极的压力、冷却系统是否正常等。只有确保焊接设备处于***工作状态，才能保证焊接质量的稳定性。

 

 （二）焊接过程控制

1. 焊接参数选择

     根据焊件的材料、厚度、坡口形式、焊接方法以及焊接位置等因素，合理选择焊接参数，包括焊接电流、电压、焊接速度、焊接层数等。例如，在手工电弧焊中，对于厚度为 10mm 的低碳钢板平焊，焊接电流可选择在 160  200A 之间；在二氧化碳气体保护焊中，焊接电流和电压的选择要根据焊丝直径和焊件厚度来确定，一般焊接电流为 180  250A，电压为 20  25V。合适的焊接参数能够保证焊缝的熔透深度、成型质量和焊接效率。

2. 焊接顺序安排

     对于***型的废气治理设备或复杂的结构件焊接，要合理安排焊接顺序，以减少焊接变形和应力集中。一般来说，应遵循先中间后两边、先内后外、先下后上的原则进行焊接。例如，在焊接一个***型的废气处理塔时，先焊接塔体的纵向焊缝，再焊接环向焊缝；对于有加强筋或附件的结构件，先焊接主体部分，再焊接加强筋或附件。此外，还可以采用对称焊接、分段退焊等方法来进一步减小焊接变形。

3. 层间温度控制

     在多层多道焊接过程中，层间温度的控制非常重要。层间温度过高会导致焊缝过热，产生过热组织，降低焊缝的力学性能；层间温度过低则会使焊缝冷却速度过快，导致淬硬倾向增加，容易产生裂纹等缺陷。一般来说，对于低碳钢和低合金钢的焊接，层间温度应控制在 150  350℃之间；对于不锈钢的焊接，层间温度应根据不锈钢的种类和厚度进行控制，一般在 100  200℃之间。在焊接过程中，可通过测量工具（如红外线测温仪）实时监测层间温度，并采取相应的保温或冷却措施进行调整。

 

 （三）焊接后处理

1. 焊缝清理

     焊接完成后，要及时对焊缝进行清理，去除焊缝表面的熔渣、飞溅物等杂质。对于手工电弧焊和二氧化碳气体保护焊的焊缝，可采用敲渣锤或钢丝刷进行清理；对于氩弧焊的焊缝，由于其表面较为光滑，只需用干净的布擦拭即可。清理后的焊缝应平整、光滑，无残留杂质。

2. 热处理

     根据废气治理设备的材料和使用要求，有些焊缝需要进行热处理，以改善焊缝的组织和性能，消除焊接应力。例如，对于一些重要的低碳钢和低合金钢结构件，可进行退火或正火处理；对于不锈钢焊缝，可进行固溶处理或稳定化处理。热处理的温度、时间和冷却方式应根据材料的牌号和厚度等因素确定。在进行热处理时，要注意加热速度、保温时间和冷却速度的控制，避免产生新的缺陷。

3. 无损检测

     为了确保废气治理设备焊接质量的可靠性，在焊接后需要对焊缝进行无损检测。常用的无损检测方法有射线检测（RT）、超声波检测（UT）、磁粉检测（MT）和渗透检测（PT）等。射线检测适用于检测焊缝内部的气孔、夹渣、裂纹等缺陷，能够提供直观的缺陷影像；超声波检测具有较高的灵敏度和穿透力，可检测出焊缝内部的细小裂纹和未熔合等缺陷；磁粉检测主要用于检测焊缝表面和近表面的裂纹等缺陷；渗透检测则适用于检测焊缝表面的开口缺陷。根据设备的使用要求和重要性，选择合适的无损检测方法或组合检测方法对焊缝进行全面检测，确保焊缝质量符合相关标准和规定。

 

 五、废气治理设备焊接质量控制与检测

 

 （一）焊接质量控制体系建立

1. 人员培训与资质管理

     参与废气治理设备焊接的人员必须经过专业的培训和考核，取得相应的焊接资格证书后方可上岗操作。培训内容包括焊接理论知识、焊接工艺规程、焊接操作技能以及质量控制和安全知识等方面。定期对焊工进行技能培训和考核，确保其焊接技术水平和质量意识不断提高。同时，建立焊工档案，记录其培训情况、考试成绩、焊接工作经历以及质量事故等信息，对焊工的资质进行动态管理。

2. 焊接工艺评定

     在正式生产前，必须进行焊接工艺评定试验。根据废气治理设备的材料、厚度、焊接方法、焊接位置等因素，制定相应的焊接工艺评定方案，按照标准规定的程序进行焊接试件的制备、焊接和检验。通过对焊接试件的外观检查、无损检测、力学性能试验（如拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等）以及金相分析等项目的综合评估，确定所采用的焊接工艺是否合格。只有经过评定合格的焊接工艺，才能在实际生产中应用，以确保焊接质量的稳定性和可靠性。

3. 生产过程监控

     在废气治理设备的焊接生产过程中，要加强对各个环节的监控。设立专门的质量检验岗位，对焊接原材料（如焊条、焊丝、焊剂等）的进货检验、焊件的坡口加工、焊接前的清理、焊接参数的设定与调整、焊接过程中的操作规范以及焊缝的清理和后处理等过程进行全程监督和检查。及时发现并纠正不符合工艺要求和质量标准的问题，确保每一个焊接工序都符合质量控制要求。同时，建立生产过程记录档案，详细记录每一道工序的操作情况、检验结果以及质量问题的处理情况等信息，以便追溯和查询。

 

 （二）焊接质量检测方法与标准

1. 外观检查

     外观检查是焊接质量检测的***步，主要检查焊缝的表面成型情况、余高、宽度、咬边、气孔、裂纹等缺陷。检查时，应在充足的照明条件下，借助放***镜、焊缝量规等工具对焊缝进行全面观察。对于重要的废气治理设备焊缝，外观检查应严格按照相关标准（如 GB/T 3323  2009《金属熔化焊横、纵对接接头射线检测》中的外观要求）执行，如有超标缺陷应及时进行返修处理。

2. 无损检测方法及标准

     射线检测（RT）：射线检测是利用 X 射线或γ射线穿过焊缝时，由于焊缝内部缺陷对射线的吸收和散射程度不同，从而使底片上产生不同程度的黑度差异，以此来检测焊缝内部缺陷的一种方法。射线检测适用于厚度较***的焊缝和各种材料的焊接接头检测。按照标准规定（如 GB/T 3323  2009），根据焊缝的质量等级要求确定射线检测的技术参数（如管电压、曝光时间、焦距等），并对底片进行评片，判断焊缝中是否存在气孔、夹渣、裂纹等缺陷以及缺陷的类型、***小和位置等信息。一般来说，对于重要设备的一级焊缝，射线检测合格级别应不低于Ⅱ级；二级焊缝不低于Ⅲ级。

     超声波检测（UT）：超声波检测是利用超声波在金属中的传播***性，当遇到焊缝内部的缺陷时，会发生反射、折射和散射等现象，通过接收和分析这些反射波的信号来判断焊缝内部是否存在缺陷以及缺陷的位置、***小和性质等信息。超声波检测具有灵敏度高、穿透力强、检测速度快等***点，适用于检测焊缝内部的裂纹、未熔合、夹渣等缺陷。在废气治理设备的焊接质量检测中，对于一些难以采用射线检测的***型厚壁部件或现场安装的焊缝，超声波检测是一种常用的替代方法。其检测标准可参照 GB/T 11345  2013《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》，根据不同的检测等级要求设置相应的检测参数和验收标准。

     磁粉检测（MT）：磁粉检测是基于铁磁性材料在磁场中被磁化后，其表面或近表面的缺陷处会产生漏磁场，吸附磁粉形成可见的痕迹的原理来检测焊缝表面和近表面缺陷的一种方法。该方法主要用于检测铁磁性材料（如低碳钢、低合金钢等）焊缝表面的裂纹等缺陷。磁粉检测的操作简便、速度快、灵敏度高，但只能检测铁磁性材料且只能发现表面和近表面的缺陷。其检测标准可依据 JB/T 6061  2007《无损检测焊缝磁粉检测》执行，对磁粉的种类、粒度、施加方法、磁化电流强度以及缺陷的判定标准等都有明确的规定。

     渗透检测（PT）：渗透检测是一种基于毛细管现象原理来检测焊缝表面开口缺陷的方法。将渗透液涂覆在焊缝表面，渗透液会渗入到缺陷中，然后去除表面多余的渗透液，再施加显像剂，使渗入到缺陷中的渗透液回渗到表面并形成清晰可见的痕迹，从而显示出缺陷的位置和形状等信息。渗透检测适用于各种金属材料焊缝表面的开口缺陷检测，包括裂纹、气孔、夹渣等。其检测标准可参考 GB/T 18851.1  2012《无损检测渗透检测***1部分：通用要求》，对渗透液的类型、清洗方法、显像时间以及缺陷的评定标准等作出具体规定。

 

 六、结论

 

废气治理设备的焊接技术是确保设备性能和质量的关键所在。从焊接方法的选择、焊接材料的***性匹配到焊接工艺的精细控制以及严格的质量控制与检测体系建立，每一个环节都紧密相连且至关重要。随着环保要求的不断提高和技术的持续进步，废气治理设备的设计和应用将更加广泛和复杂，这也对焊接技术提出了更高的要求。只有不断深入研究和探索先进的焊接技术，***化焊接工艺参数，加强质量管理和人员培训，才能制造出高质量、高性能的废气治理设备