壓力容器焊接中的常遇問題及應對辦法探究

梁國俠

摘 要：隨著社會經濟的快速發展，焊接技術也在不斷的發展，現代壓力容器已經成為了典型的全焊結構，壓力容器的焊接是壓力容器制造最關鍵最重要的一個步驟，是確保容器安全運行的重要指標。文章就壓力容器焊接中常遇問題及應對辦法進行了以下探討，希望能給同行帶來一些借鑒。

關鍵詞：壓力容器；焊接；常遇問題；應對辦法

1 壓力容器焊接中常遇問題

1.1 裂紋

近些年因為裂紋缺陷造成的壓力容器事故比較多，裂紋具有預見性較低、形成因素復雜、形態不一等特征，在壓力容器中焊接中不允許存在裂紋。在發現淺表裂紋的時候要擴大檢查比例，并采用打磨法消除，超過規定尺寸的裂紋，應采取補焊法處理，這樣可以有效的降低裂紋的危害性。

1.2 咬邊

焊工在操作中常常選擇的焊接速度過快、電流過大或者焊接角度欠妥等，極易造成焊縫咬邊。咬邊的產生對焊接的質量有非常大的影響，所以焊工在焊接技術水平上應當要進一步加強，要學會選擇合適的焊接電流，要熟悉運條手法，并重視焊接角度才可能有效的避免咬邊的產生。

1.3 焊接變形

避免焊接變形與焊工的經驗和專業知識息息相關。尤其是大型壓力容器或瓣片式、組合式的壓力容器極易產生焊接變形。焊工在焊接的時候應當對焊接工藝和焊材有相應的認識，在實際操作中判斷會不會產生變形及變形的大小，在焊接前提前采取合理的防變形措施，以抵消產品的實質變形。

1.4 未焊透和未熔合

在焊接的時候，接頭末梢沒有完全熔透的現象叫做未焊透，焊縫金屬和母材或焊縫金屬各焊層之間未結合的部分叫未熔合，未熔合分為側壁未熔合、道間未熔合、根部未熔合。這兩種現象對焊接質量來說是比較嚴重的問題，如果沒有及時展開彌補可能會致使焊縫缺陷突變或增大，焊縫的牢固度減小，甚至還會導致裂紋的出現。所以，成品的壓力容器焊縫中是不允許存在這種現象的。

1.5 氣孔和夾渣

氣孔是深埋問題，通常是由于在焊接的時候有銹跡、水漬和油污等原因導致的。預防氣孔產生的方法是：依據氣孔的性質和大小挑選合適的焊接電流和焊接速度，認真清理焊縫周圍一定范圍內的污垢。但是只有嚴重的氣孔才需要消除，微小氣孔的危害并不大，可以不用清理。夾渣，通常是由于焊縫邊緣有碳弧氣刨或氧割存留了熔渣，是由焊接速度過快，焊接電流太小等原因造成的。

2 焊接質量檢驗方法

焊接質量的優劣由焊接質量檢驗來控制。焊接檢驗必須從焊前各項準備、焊接過程中的檢驗和焊后對焊縫的檢驗等各個環節嚴格地進行。焊接的質量檢驗有焊前檢查、焊中檢驗和焊后檢驗。

2.1 焊前檢驗

焊前檢驗是檢驗焊件的焊接接口的材料特征、焊縫間隙和裝配質量等。

原材料的檢查，包括對母材、焊條（焊絲）、保護氣體、焊劑、電極等進行檢查，是否有合格證并是否與國家標準相符合，包裝是否破損，是否過期等。

焊接結構設計及施焊技術文件的檢查，焊件結構是否設計合理、便于施焊、易保證焊接質量，工藝要求是否表達齊全；新材料、新方法、新工藝是否均進行焊接工藝評定試驗。

對焊工進行技術交底的檢查，明確焊接工藝要求、焊接質量要求和安全防范要求。焊接設備質量檢查，包括焊接設備型號、電源極性是否符合工藝要求，焊炬、電纜、氣管、焊接輔助工具、安全防護等是否齊全。

對工件裝配質量檢查，包括對裝配質量是否符合圖樣要求，坡口表面是否清潔。裝夾具及點固焊是否合理，裝配間隙和錯邊是否符合要求，是否考慮焊接收縮量。

焊工資格檢查，包括焊工資格是否在有效期內，考試項目是否與實際焊接項目相適應，包括焊接方法、焊接材料及工件規格。

焊接環境的檢查，包括是否考慮焊接環境中的風、雨、雪襲擊并采取防護措施。焊接環境溫度低于規范允許值時，與所焊材質、焊件厚度及預熱措施是否相適應。

2.2 焊接中檢驗

焊接中是否執行了焊接工藝要求，包括焊接方法、焊接材料、焊接規范（電流、電壓、線能量）、焊接順序、焊接變形及溫度控制。焊接層間是否存在裂紋、氣孔、夾渣等表面缺陷。

2.3 焊后檢驗

焊后檢驗是經過外觀檢查、致密性檢查、強度檢查及焊縫無損檢測等方法，現場核查焊接之后工件的焊接質量。對于有特殊用途的壓力容器，對焊接之后的質量檢查要采用多方法、多角度、多層次的檢查方法對其展開綜合檢查，倘若發現焊接問題要及時采取補救處理。

3 壓力容器焊接中常見問題的應對辦法

3.1 防止產生焊接裂紋的應對辦法

第一選用低氫型焊條，減少焊縫中的氫含量；第二焊條和焊劑應嚴格按規定的要求烘干，隨用隨取，并仔細清除坡口周圍和焊絲上的油、銹和水分；第三選擇合理的焊接規范，適當提高焊縫形狀系數，采用多層多道焊法；第四采用降低焊接殘余應力的各種工藝措施；第五避免產生應力集中的缺陷，如未焊透、夾渣等；第六焊后消氫處理、焊后熱處理；第七焊縫起頭或收尾時采用引弧板和熄弧板。

3.2 防止未焊透和未熔合的應對辦法

正確選用焊接接頭坡口尺寸和裝配間隙，如單面焊雙面成型的接頭，其裝配間隙一般為2～5mm，鈍邊厚度通常為0.5～2mm，雙面焊的時候要認真清根。焊接時應選擇合適的焊接速度和焊接電流，對導熱快的焊件進行焊前預熱，對始焊處也需要適當的預熱。仔細清除坡口和焊縫周圍的臟物。焊條和焊炬的傾斜角度要合適，運條方法正確。要注意觀察坡口兩側的熔化情況，發現焊條偏心，應及時調整角度，使電弧處于正確方向。選擇稍大的焊接電流，焊速不宜過快，要充分熔化母材或前一層焊縫金屬。

3.3 防止氣孔的應對辦法

不得使用藥皮開裂、變質、剝落的焊條和已銹蝕的焊條和焊絲，焊條和焊劑按規定溫度和時間進行烘干，焊接坡口及其兩側20～30mm范圍內的油、水、銹應清理干凈，選用合適的焊接電流、電壓和焊接速度等焊接工藝參數，選用含碳量較低及脫氧能力強的焊條，施焊場地要有防風擋雨措施。

3.4 防止夾渣的應對辦法

適當調整焊接電流，提高熔池溫度，讓熔渣充分浮出。采用工藝性能良好的焊條，仔細清理母材坡口處或前一焊道上的熔渣，焊接過程中始終要保持清晰的熔池，熔渣與鐵水要分清。

3.5 防止咬邊的應對辦法

選擇合適的電流，運條方法正確，電弧長度和焊條角度要合適，焊條擺動時在坡口邊緣稍慢一些，中間稍快一些，自動焊時正確選擇焊接規范。

3.6 防止焊接變形的應對辦法

（1）進行合理的焊接結構設計。合理安排焊縫位置，焊縫盡量以構件截面的中性軸對稱，焊縫不宜過于集中。合理選擇焊縫尺寸和形狀，在保證結構有足夠承載力的前提下，應盡量選擇較小的焊縫尺寸，同時選用對稱的坡口。盡可能減少焊縫數量，減小焊縫長度。（2）采取合理的裝配工藝措施。第一，預留焊縫收縮余量，為了防止焊件焊接后發生尺寸縮短，將預計發生縮短的尺寸在焊前預留出來。第二，反變形法，為了抵消焊接變形，在焊件裝配時，先將焊件向焊接變形相反的方向進行人為的變形。（3）在焊接中選擇合理的焊接工藝措施。盡量選用熱源集中的焊接方法，合理的焊接規范，減小焊接線能量；選擇合理的焊接順序和方向，采用分段焊、跳焊及退焊的焊接方法；進行層間錘擊法，可使熱壓縮塑性變形區的金屬得到適當延展，抵消焊縫收縮，減小焊接變形。

4 結束語

綜上所述，導致壓力容器焊接質量問題的原因有很多，這就需要我們在生產過程中，嚴格依據有關標準和規范，對壓力容器焊接從根本情況出發，理論聯系實際，從焊前各項準備、焊接過程中的檢驗和焊后檢驗各個環節嚴格進行，對焊接中經常出現的問題采取相應的應對辦法，以確保壓力容器焊接的質量，確保壓力容器運行的安全。

參考文獻

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[2]王傳蓮.關于壓力容器焊接缺陷評定標準中幾個問題的探討[J].裝備維修技術，2007（2）.