北極星固廢網(wǎng)訊:垃圾焚燒爐因為焚燒垃圾產(chǎn)生高溫腐蝕性極強(qiáng)的煙氣（如含有氯離子等）。這些煙氣通過與受熱面的換熱實現(xiàn)煙氣與水蒸汽的換熱。受熱面往往受到嚴(yán)重的煙氣腐蝕。為了解決腐蝕問題，受熱面如水冷壁等采用碳鋼加外表面堆焊625合金的方式來實現(xiàn)即節(jié)省材料，又提升耐腐蝕能力的效果。625合金需要具備很高的耐氯離子擊穿的點腐蝕能力，耐硫及其燃燒后產(chǎn)物腐蝕的能力等綜合性能。

625合金還需要避免生成碳化物，金屬間化合物等，這會降低耐腐蝕性能。為此需要超低碳含量，同時采用多種微合金化元素來降低金屬間化合物在凝固過程中的大量析出，降低全奧氏體焊縫的凝固熱裂紋發(fā)生的可能。

傳統(tǒng)上采用電弧堆焊，現(xiàn)在也有采用激光送粉堆焊的。但是前者熱輸入量大，不得不采用脈沖焊，CMT,STT等方式來降低焊接的熱輸入。熱輸入大，即會引起工件的大變形（導(dǎo)致裝配困難，甚至報廢），也會引起母材較大的稀釋，從而不得不堆焊更厚的金屬比如3mm厚來應(yīng)對。而后者會導(dǎo)致粉末材料的利用率不足40%，且不適合3mm這樣厚的涂層，通常它更適合1mm以下的應(yīng)用。采用激光填絲堆焊會獲得好的堆焊效果。與電弧堆焊相比，效率更高，熱輸入更低，母材稀釋率更低。與激光送粉方式比較，材料利用率更高，不受作業(yè)厚度限制。

激光填絲焊接，選用1.0mm（或1.2mm焊絲），可以選擇熱絲電源對焊絲進(jìn)行預(yù)熱。選擇5000-20000瓦的激光功率。激光器完全可以選擇碟片的或光纖的固體激光器。半導(dǎo)體激光器一般功率會低于10000瓦，且光束質(zhì)量不如固體激光器，它更適合噴涂粉末的作業(yè)，因為可以設(shè)置很大的光斑。而送絲作業(yè)不需要很大的光斑。選擇好激光器以后，將激光的焦點調(diào)節(jié)至0.2-0.7mm，照射在焊絲的端點，焊絲的端點抵觸在受熱面的待堆焊表面（表面在堆焊前需要清理干凈，露出金屬光澤）。在側(cè)向需要采用氬氣-氮氣的混合氣體進(jìn)行保護(hù)，即防熔化的金屬與空氣接觸氧化嚴(yán)重，又降低了大功率激光產(chǎn)生的等離子體影響。等離子體的存在是必然現(xiàn)象，它將嚴(yán)重降低激光的傳輸。等離子的組成即有小到數(shù)十納米的金屬微粒，也有金屬陽離子，氣體陽離子，自由電子和氣體原子。

當(dāng)一切準(zhǔn)備就緒時，開動激光器，激光的焦點首先照射在焊絲端點，端點會在不到10毫秒的時間內(nèi)熔化，此時控制的好就會使得激光穿透焊絲照射母材的能量極小化。比如焦點位置上偏差3mm以上（此時需要考慮光束質(zhì)量來計算）。母材的熔化熱量來源于熔化的焊絲，和透過焊絲而來的極少的能量，這樣熱量的來源不同于電弧焊，電弧焊哪怕是選用CMT，但是電弧仍然作用于母材。

激光的功率密度（106w/cm2）高于電弧，單位時間內(nèi)，焊絲和母材獲得的熱量多，而主要的熱量被焊絲吸收。電弧除了功率密度低以外，電弧的熱量損失更多一些。因此5000瓦的激光束，比5000瓦的電弧更能高效的利用熱能。這為更高速度的堆焊提供了前提條件。比如焊接同樣一塊1mm厚度的碳鋼板，不填絲。同樣功率下，激光的速度是電弧焊接的2-10倍。這意味著選用激光堆焊可以縮短一半以上的工期，生產(chǎn)效率大幅度提高。

激光更容易控制母材獲得的熱量，進(jìn)而影響母材的熔化深度，降低稀釋率。電弧堆焊通常將稀釋率降低到10%已經(jīng)很難。而激光堆焊可以控制在5%以下，甚至更低。這意味著采用激光堆焊時可以不必堆焊3mm的厚度，完全可以堆焊2mm以下。如果每年的均勻腐蝕深度為0.1mm以下，依然可以做到十幾年內(nèi)僅需檢測而不需垃圾焚燒發(fā)電廠停機(jī)補(bǔ)焊，甚至是整體切割受熱面報廢或維修。采用激光堆焊每平方米可以節(jié)省堆焊用625合金約8-12公斤，節(jié)省費用約2000-4000元人民幣。激光送絲堆焊仍然需要利用“匙孔”焊，而不是單一的傳導(dǎo)焊。只是控制小孔的底端在母材上最淺（降低稀釋率）。電弧焊為了降低對母材的熱輸入，在焊接速度和熔深不變時，采用的是焊絲震動的方式，其目的是剛剛?cè)刍梢后w的焊絲熔滴脫離焊絲，它不會繼續(xù)吸收電弧熱量。這樣在低溫態(tài)就過渡到焊接熔池，進(jìn)而即有效的利用了熱量，又降低了焊接熱輸入。激光堆焊同樣可以參比這一技術(shù)的應(yīng)用效果?？梢愿鶕?jù)檢測到的等離子體光譜信號作為焊絲端頭熔化態(tài)金屬溫度的信號，與焊絲震動裝置進(jìn)行合并計算，最終輸出焊絲合理的震動頻率。激光填絲堆焊還需考慮擺動作業(yè)，擺動作業(yè)可以降低等離子體的影響，還可以提高工作效率，降低堆焊搭接量。當(dāng)高速度的堆焊不能滿足成形要求時還可以嘗試采用30%He+2%CO2+0.1%O2+Ar以氬氦為主的多元混合氣體的方式來改變成形性（因為氣體將影響液態(tài)金屬的潤濕角和鋪展）。

這樣的激光填絲堆焊將大大降低工件的變形量，改善堆焊成形性。受熱面有時尺寸巨大，一旦發(fā)生較大變形，需要用機(jī)械或者火焰的方式矯正，非常復(fù)雜而且需要經(jīng)驗和技巧以及大型的工具。否則如果將變了形的工件裝配到發(fā)電站的機(jī)組上，那么鍋爐內(nèi)部的接口處只能強(qiáng)行組對。而強(qiáng)行組對焊接后，帶來非常大的內(nèi)應(yīng)力，即容易導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕，又降低了材料的許用應(yīng)力裕度（靜載荷，疲勞載荷，蠕變載荷都會降低）。

綜上所述：625絲極激光堆焊在焊材節(jié)省，焊材利用率，生產(chǎn)效率，工件變形控制等方面，大大優(yōu)于以往的傳統(tǒng)方法，而且提高了垃圾焚燒發(fā)電機(jī)組的運行安全。