壓力容器焊接新技術及其應用

梁青(青海鹽湖鎂業有限公司,青海 格爾木 816000）

壓力容器焊接新技術及其應用

梁青(青海鹽湖鎂業有限公司,青海 格爾木 816000）

二十一世紀，經濟快速發展，使得中國的化工業、冶金業等也得到了迅速的發展，這就對壓力容器這一密閉設備提出了更加高的要求，既要滿足工業的發展需求，還要保持壓力容器自身的穩定性。焊接技術作為壓力容器制造過程中的重要環節，其效果直接影響著壓力容器的質量。所以伴隨著科學技術的發展，各種新型的壓力容器焊接技術如雨后秋筍般出現，并得到了廣泛應用。本文從壓力容器和焊接技術的介紹出發，詳細描述了幾種焊接新技術及其具體的應用。

壓力容器；焊接新技術；

隨著科學技術的進步、經濟的發展，各種類型的壓力容器廣泛出現在冶金、化工等各個領域，這對壓力容器的各項工作參數提出了更高的要求。雖然壓力容器的生產過程包括很多的步驟，但像筒體、封頭等控制環節隨著信息化大多實現了數字化操作。而焊接作為壓力容器制造流程中不可或缺的一步，是很重要的。它影響著壓力容器的安全性、價格等。所以提升焊接技術，實現焊接技術的數字化發展是目前壓力容器制造領域的當務之急。我國經過長期研究，最近在焊接技術方面取得了一定的成就，研制出了窄間隙埋弧焊焊接技術等新型技術，這些技術因獨特的優勢得到了廣泛應用。壓力容器中焊接技術的發展不僅能夠大大提高工作效率，還能夠保障工作人員的安全、企業的財產安全。

1 壓力容器和焊接技術

壓力容器，顧名思義就是能夠承載一定壓力的一種封閉設備。應用于冶金等行業，裝放各種工業氣體、液體。壓力容器的生產過程很復雜，包括有驗收、切割原材料，機械加工、組對，焊接、壓力測驗等。

焊接技術是壓力容器生產的其中一環。焊接指的是利用高壓、高熱形式將材料永久結合在一起的一種技術。焊接包括有對壓力容器的殼體、封頭等多處進行焊接。焊接在普通的壓力容器制作中工作量占40%左右，在厚板壓力容器中工作量占一半以上。不僅如此，對焊接技術的選擇要根據具體情況進行，因為這直接影響壓力容器的質量。常見焊接技術包括埋弧焊、手工電弧焊和氬弧焊等。

2 焊接新技術的介紹及具體應用

2.1 窄間隙埋弧焊技術及應用

對壓力容器進行焊接時，壓力容器不同，采取的焊接技術是不同的。壓力容器壁厚度小于100mm時可以采用U型、V型坡口焊接。在厚度超過100mm時，再使用這樣的技術不僅效果無法令人滿意，還會造成資源的浪費，此時，應用窄間隙埋弧焊這一新技術問題就迎刃而解了。

窄間隙埋弧焊技術在傳統焊接的基礎上發展而來，利用了特殊的焊絲以及保護氣，還引進了先進的導入技術、焊縫跟蹤技術。該技術的發展和應用受到了我國廠家的廣泛重視。其優勢明顯，包括有焊接的速度快；節約能源，如焊絲、電能等；實際焊接時，前道工序能為接下來的工序預熱，后道工序能為前一道工序進行回火，確保焊接的接頭機械性能；利于實現自動化生產；降低殘余應力、形變影響等等。但在應用上也有缺陷，厚壁壓力容器對焊接質量要求很高，裝配所需時間久；應用這一焊接技術出現問題時，修復很困難，對技術人員的要求極高等等。人們在應用中對窄間隙焊接技術的認識并不完善，認為間隙越小越好，但間隙越小，修復越難甚至無法修復，所以要正確認識這一技術。在應用窄間隙埋弧焊技術時，要做到具備可靠的雙側橫向、較強的自動跟蹤功能；焊道要與坡口側壁均勻的熔合，同時保證熔入的母材金屬量適當；焊道則要做到薄而寬，從而可以達到改善過熱粗晶區性能的目的。

2.2 接管自動焊接技術及具體應用

接管自動焊接包括接管與筒體、接管與封頭兩種。

接管與筒體的自動焊接。當前傳統馬鞍形埋弧焊技術無法適應實際生產情況。新興的接管馬鞍形埋弧焊技術得到廣泛應用。它具有高度的自動化水平，接管內徑通過夾緊四連桿自動定心；焊槍的運動軌跡的主要參數是接管的直徑與筒體，通過相關焊接參數建立恰當的數學模型，實現焊接自動化。此外，通過在機器上輸入參數能實現多道工序的自動焊接，包括內馬鞍、外馬鞍和水平環焊縫的焊接。具體應用中，厚且間隙窄的坡口用超薄的大功率焊槍，窄間隙坡口用一層兩道自動埋弧焊方法。

接管與封頭的自動焊接，包括向心、非向心接管焊接兩種形式。封頭接管埋弧自動焊機有6個運動軸。自動焊接前進行設備的自動定心，再利用焊槍在接管外壁自動尋位保證焊槍旋轉中心定位于接管中心線。自動定心后，焊絲端部再自動尋位記錄焊縫高度方向的變化。這一技術還可以橫向跟蹤，使得焊絲與焊口側壁距離一致。

2.3 激光復合焊接技術及應用

鎢極填絲氬弧焊由于熔化極氣體的保護無法使用純氬氣作為保護氣體，使得電弧在純氬氣中難以控制并具有一定的不穩定性使得應用效率低。隨著科學技術的發展，激光電弧復合熱源這一新型焊接技術出現了，它可以取代鎢極填絲氬弧焊，具體應用時可以在電弧的熔池中形成孔隙，其中可充滿金屬蒸汽，還可產生等電離子體，吸引電弧。所以激光電弧復合熱源焊接中，可以采用純氬做保護氣體，此時電弧可穩定燃燒，對壓力容器的焊接會產生一定的高效性，提升了焊接的質量。數字化焊接電弧和激光復合焊接技術的出現使得該技術在實際應用時飛濺少，焊接穩定且壓力容器質量高，目前正慢慢地應用于各壓力容器的焊接過程中。

3 結語

綜上所述，經過科研人員的研究，我國新型焊接技術不斷出現并得到了應用，取得了一定的成就。目前與焊接技術發達的德國等國相比雖仍顯不足，但隨著我國對高效、節能壓力容器焊接技術的研究，日后焊接技術會更加快速的發展，縮小與發達國家焊接技術的差距，與國際接軌，開拓國際市場。

[1]王磊,焦大偉.基于壓力容器焊接新技術與應用的探討[J].科技創新與應用,2016,(20):92.

[2]陳浩.壓力容器焊接新技術及其應用分析[J].山東工業技術,2014,(24):43.

[3]吳清.壓力容器焊接新技術分析和有效應用[J].科技與企業,2013,(24):365-366.

[4]于洪.鍋爐、壓力容器和管道焊接技術的新發展[J].科技創新與應用,2013,(30):284.

梁青（1984-）男，學歷:本科，專業:機械設計制造及其自動化 職稱:化工設備助理工程師 研究方向:壓力容器焊接新技術及其應用。