關于壓力容器焊接技術有效應用研究

【摘要】制造各種壓力容器的過程中，焊接是一個極其重要的工序，焊接技術的應用效果會對壓力容器的最終品質產生極大的影響。所以，在實際制造過程中，我們要積極的分析研究各種焊接新技術，并積極的應用于實際制造過程中，以不斷提高壓力容器產品的質量。本文，我們即對幾種壓力容器焊接新技術進行分析，并研究其實際應用效果。

【關鍵詞】壓力容器；焊接技術；應用

引言

隨著經濟的發展和各種技術的不斷進步，各種類型的壓力容器被廣泛的應用到各個領域。而隨著應用的范圍不斷擴大，對壓力容器各種工作參數的要求也不斷提高，于是，對壓力容器制造過程中焊接技術的要求也越來越高。只有保證較高的焊接質量，才能保證各種壓力容器的安全運行，防止各種事故的出現，最大程度保障操作人員的安全。因此，不斷分析研究各種新型的焊接技術，提高焊接技術的水平，是各壓力容器制造廠家十分關注的課題。而通過不斷的研究與努力，近些年來，我國的壓力容器焊接技術也取得一定的發展與進步，涌現出不少新型的焊接技術。本文，我們即圍繞壓力容器焊接新技術進行分析，并研究其具體應用。

一、壓力容器與焊接技術

壓力容器的制造過程較為復雜，包括了多道工序，例如對原材料的驗收、切割，以及機加工和組對，還有焊接和無損檢測，以及最終的壓力試驗和防腐等。其中，焊接處理是壓力容器制造過程中極其重要的一個環節，涉及到諸多細節問題。焊接是一種利用高熱或者高壓，或二者并用，將同種或異種的材質永久性結合在一起的工藝。常見的焊接技術有埋弧焊和手工電弧焊以及氬弧焊等。在制造各種壓力容器的過程中，在焊接環節，需要對壓力容器的殼體和封頭等多處進行焊接。所以，從嚴格意義上來講，焊接的效果會對各種壓力容器產生十分直接的影響，會影響到壓力容器自身的質量和可靠性，并會對整個生產制造過程的造價和效率等產生影響。下面，我們來介紹幾種新型的壓力容器焊接技術。

二、窄間隙埋弧焊技術

在實際制作壓力容器的過程中，有時會遇到壓力容器壁厚較厚，例如厚度超過100mm的情況。在這樣的情況之下，如果利用以往的焊接技術，使用常規的U型坡口的方式進行焊接，很難達到令人滿意的焊接效果，影響到壓力容器的最終品質，并會浪費大量的寶貴資源，例如能源和人力、時間等。但新型窄間隙埋弧焊技術的應用，可以使這一難題迎刃而解。

1、窄間隙埋弧焊。窄間隙埋弧焊技術是在傳統焊接方法和工藝基礎上發展而來的，綜合利用了特殊的焊絲和保護氣，以及先進的導入技術和焊縫自動跟蹤技術等。應用以來，不少企業都在積極的關注并應用窄間隙焊接技術。但是，厚壁壓力容器的焊接質量需要具備較好的穩定性，一旦出現焊接缺陷，修復小間隙的焊縫十分困難，甚至導致無法處理，提高了成本降低了生產效率。

2、窄間隙埋弧焊技術的優勢和缺陷。總體來說，窄間隙埋弧焊技術具有十分明顯的應用優勢：（1）焊接速度較快，生產效率較高；（2）節約了大量資源，例如母材和焊絲以及電能等，可有效降低生產制造成本；（3）焊接過程中，前道焊道過程可以有效的對后面的工序進行預熱，而后道焊道還可以對前一道焊道進行回火，從而保證焊接接頭機械性能；（4）有效減少殘余應力和形變；（5）有利于實行自動化生產制造。（6）熔敷率較高，可以有效提高焊接效率，并不會因為熱輸入較大而對母材的熱影響區性能產生影響。但是，窄間隙埋弧焊技術也存在一定的應用缺陷，例如后期的修補困難較大，裝配所需要的時間較長，對工作人員

的技術水平要求較高等。

3、窄間隙埋弧焊技術的應用要點。（1）要具備可靠的雙側橫向，并具有較強的自動跟蹤功能；（2）每條焊道與坡口側壁的熔合都要保證均勻良好，且因為母材大多具有較高的含碳量，所以要保證熔入的母材金屬含量要適當；（3）焊道要盡量保證薄而寬，以對過熱粗晶區的實際性能進行充分的改善。

三、接管自動焊接技術

接管自動焊接采用接管插入的形式，具體來講，接管自動焊接技術可以分為兩種，一種是將接管與筒體進行焊接；另一種是將接管與封頭進行焊接。

1、接管與筒體自動焊接。在傳統的焊接過程中，經常會用到馬鞍形狀埋弧焊接設備，但實際的運動軌跡無法滿足實際需求，并且在厚度較大和存在窄間隙坡口的時候應用效果較差。此時，我們便可以利用接管自動焊接技術。接管馬鞍形埋弧焊接設備自動化程度各適應性都較高，且操作方便，控制迅速。其中，接管的實際內徑采用四連桿夾緊的方式保證自動定心；焊接對象的筒體和接管直徑是焊槍運行軌跡的主要參數，從而保證焊接的自動化；同時，通過人機交互的操作界面，可以直接控制各項焊接參數，有效實現連續焊接。

2、接管與封頭自動焊接。具體來分，接管與封頭的焊接有兩種形式，即向心接管和非向心接管的焊接。封頭接管埋弧自動焊機一共有6個懸掛于十字操作機上的運動軸。在開始自動焊接之前，要先進行設備的自動定心，利用焊槍在接管的外壁進行自動尋位，保證焊槍的旋轉中心自動定位于接管的中心線上。自動定心的方式極大的縮短了原有人工定位所花費的時間，提高了工作效率。自動定心結束之后，要通過焊絲端部進行自動尋位，將焊縫高度方向上出現的改變記錄下來，實現自動跟蹤，完成非向心接管焊接；設備中還包括了橫向跟蹤傳感器，在焊接的時候，可以跟蹤接管外壁，使焊絲與坡口側壁的距離保持較高的一致性。

四、彎管內壁堆焊技術

1、30°彎管內壁堆焊。30°彎管內壁堆焊的具體方式是沿圓周環自動堆焊，具體操作為：自動堆焊機利用5軸進行協調運動，按照葉定的數學模型對焊道進行自動排列。工件保持3軸運動，第一，保持勻變速旋轉，并保證與焊槍的擺幅寬窄變化情況一致相，焊接速度保持恒定；第二，每焊一圈，便對擺角進行變位，保證下一圈焊縫位于與焊槍垂直的平面之內；第三，工件焊一圈，進行平移變位，保證下一圈焊縫的圓心位于旋轉中心。焊接機頭進行2軸運動，完成一圈堆焊，焊槍即需要后退一個位移，然后進行下一圈堆焊；焊接的時候，焊槍要保持變擺幅運動，保證堆焊層厚度的均勻性和一致性。具體參照的數學模型要以彎管的

曲率半徑和內徑為參考。同時，為了保證自動堆焊的穩定性，設備還需要具有弧壓自動跟蹤系統，以及斷點記憶和自動復位等功能。

2、90°彎管內壁堆焊。90°彎管內壁堆焊是沿著彎管母線的縱向自動堆焊，具體方法為：將工件安裝在二維變位機上，通過工件的旋轉來進行焊接；工件翻轉，每一條焊道都保持平焊位置；90°彎曲焊槍安裝于三維導軌上，保證焊槍的自動變位。

總結

總體來看，我國的壓力容器焊接技術已經取得了較大的進步，并不斷發展著，各種新型的焊接技術不斷涌現出來，并越來越多的被應用于生產實踐過程中。我們相信，隨著技術的不斷發展和各種實踐經驗的不斷積累，壓力容器的焊接技術將會得到進步一的發展，壓力容器的最終品質也將得到不斷的提高。

參考文獻

[1]賈江水.1000MW壓力容器殼焊接質量控制[J].中國高新技術企業，2011（03）：12-13.

[2]趙振芳.壓力容器焊接常見缺陷的產生和防治措施[J].廣東化工，2012，39（04）：261-262.

[3]陳冰川.陳偉民.朱偉青.在役壓力容器焊接裂紋的成因分析及預防措施[J].理化檢驗：物理分冊，2011（05）：72-73.