15kV電纜焊接處出現(xiàn)氣孔會降低焊接接頭的機械強度和電氣性能,增加絕緣擊穿風險,需及時修復。以下是分步驟的修復方案及預防措施:
一、氣孔產(chǎn)生原因分析
焊接工藝問題
焊接電流過大/過小,導致熔池溫度不足或過熱,氣體無法充分逸出。
焊接速度過快,熔池凝固過快,氣體被截留在焊縫中。
電極或焊材潮濕,含水分蒸發(fā)形成氣孔。
材料問題
電纜導體表面氧化、油污或雜質未清理干凈。
焊材(如焊條、焊絲)質量不合格,含氣體雜質。
環(huán)境因素
焊接環(huán)境濕度過高,水分蒸發(fā)形成氣孔。
保護氣體(如氬氣)流量不足或純度不夠,導致熔池氧化。
二、修復步驟
1. 缺陷評估與標記
目視檢查:用放大鏡或內窺鏡觀察氣孔位置、大小及分布。
無損檢測:采用X射線或超聲波檢測,確認氣孔深度及是否貫穿焊縫。
標記缺陷:用記號筆標記氣孔位置,便于后續(xù)處理。
2. 缺陷處理
機械去除:
使用角磨機、銼刀或砂輪機打磨氣孔區(qū)域,直至露出金屬光澤。
打磨范圍應比氣孔直徑大3-5mm,深度超過氣孔底部2-3mm。
化學清洗:
用丙酮或酒精擦拭打磨面,去除油污和雜質。
對氧化嚴重的導體,可用酸洗液(如10%鹽酸)短暫浸泡后立即中和并清洗。
3. 重新焊接
焊接參數(shù)調整:
電流:根據(jù)電纜導體截面積選擇合適電流(如Φ5mm導體約120-150A)。
速度:控制焊接速度在0.5-1mm/s,確保熔池充分形成。
電極角度:保持電極與焊縫夾角60°-70°,避免氣體滯留。
焊接方法選擇:
氬弧焊(TIG):適用于小截面電纜,氣體保護效果好,氣孔率低。
氣焊:需嚴格控制火焰溫度,避免過熱。
冷壓焊:對無氧銅導體,可采用冷壓工藝替代焊接,消除氣孔風險。
分層焊接:
對厚導體,采用多層多道焊,每層厚度不超過3mm,每道焊縫重疊50%。
每層焊接后冷卻至室溫再焊下一層,減少熱應力。
4. 焊后處理
外觀檢查:焊縫應均勻、無裂紋、夾渣或未熔合。
滲透檢測:噴涂滲透劑,10分鐘后用顯影劑檢查是否有微小氣孔。
機械加工:用銼刀或砂紙修整焊縫余高,使其與導體表面平齊。
絕緣恢復:
清潔焊縫表面,涂覆半導電層修復材料。
依次包裹絕緣帶、半導帶,確保與原電纜結構一致。
加熱收縮熱縮套管,密封焊接區(qū)域。
三、預防措施
焊接前準備
導體端頭打磨至露出金屬光澤,無氧化層或雜質。
焊材烘干:焊條在150℃下烘干1小時,焊絲存放于干燥環(huán)境中。
保護氣體:氬氣純度≥99.99%,流量控制在8-12L/min。
焊接過程控制
短弧焊接:減少電弧長度,降低氣體吸入風險。
擺動焊接:對寬焊縫,采用小幅擺動(擺動寬度≤3倍焊條直徑)。
層間清理:每層焊接后用鋼絲刷清理氧化膜。
環(huán)境控制
焊接環(huán)境濕度≤80%,必要時搭建防風棚。
雨天或潮濕環(huán)境禁止露天焊接。
四、質量驗收標準
外觀:焊縫表面光滑,無氣孔、裂紋、夾渣。
尺寸:焊縫余高≤1.5mm,寬度不超過導體直徑的1.5倍。
電氣性能:
直流電阻:焊接處電阻值不超過同長度導體電阻的1.1倍。
絕緣電阻:焊接后絕緣電阻≥500MΩ(1min)。
機械性能:拉伸強度不低于導體原強度的90%。
五、注意事項
修復過程中需佩戴防護手套、護目鏡,避免弧光灼傷。
焊接完成后,需等待焊縫冷卻至室溫再進行絕緣處理。
對關鍵電纜(如核電站、高壓輸電線路),修復后需進行局部放電試驗,確認無缺陷。
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