壓力容器焊接工藝技術研究

胡勇軍

摘 要：自從改革開放以來，我國的工業領域發展速度就越來越快，促進了我國的工業化發展，也帶動了我國的經濟社會發展，其中，工業生產中，壓力容器的應用十分普遍，壓力容器的質量和使用質量直接影響著我國的工業生產和發展，所以近幾年來的工業生產中，十分重視壓力容器的質量和使用。在壓力容器的生產和加工過程中，焊接工作的質量直接影響著其質量和使用安全，所以文章就針對壓力容器的焊接工作進行探討，研究壓力容器的焊接工藝和技術。

關鍵詞：壓力容器；焊接工藝；技術

中圖分類號：TH49 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）33-0116-02

Abstract： Since the reform and opening up， the industrial field in our country has been developing faster and faster， which has promoted the development of industrialization and the economic and social development of our country. Among them， the application of pressure vessels is very common in industrial production. The quality and service quality of pressure vessels directly affect the industrial production and development of our country， so in recent years， the quality and use of pressure vessels have been attached great importance to in industrial production. In the production and processing of pressure vessels， the quality of welding directly affects the quality and safety of use， so this paper discusses the welding of pressure vessels， and studies the welding process and technology of pressure vessels.

Keywords： pressure vessel； welding process； technology

壓力容器是我國工業生產中應用十分普遍的設備，壓力容器的生產自然也就成為了我國工業生產中十分重要的工作，而壓力容器的生產加工過程中，焊接工作的質量直接影響著其質量。現在的壓力容器生產和加工工作中，出現了很多新的焊接工藝和技術，使得壓力容器的焊接質量顯著提高，但是在具體的應用中，仍然存在著很多的問題，很多的因素會對其焊接質量產生不利影響。所以在現代工業領域中，需要對壓力容器的焊接工作進行重點關注，提高壓力容器的焊接質量。

1 壓力容器焊接的特點

1.1 含有多種元素

壓力容器在使用的過程中，由于其使用環境比較苛刻，因此大部分的壓力容器都會使用低合金高強鋼等各種特殊材料制成，保證壓力容器的質量和性能，但是這些材料在焊接的過程中，由于其內部含有大量的元素，使得材料本身具有高硬度，經過焊接之后還會產生淬硬的效果，使得最終生產出的壓力容器具有較高的硬度和強度。但是這些材料在焊接的過程中，由于剛性較大，還很容易產生冷裂紋，冷裂紋是壓力容器焊接中的重要隱患，不容易被發現，但是還會給壓力容器的質量帶來極大的威脅，這樣的壓力容器在使用的過程中，很容易出現安全事故。因為在焊接的過程中，與焊接頭接觸的位置會由于溫度過高，使得材料中的各項元素保留在奧氏體里，而在焊接結束之后，材料溫度會迅速降低，這些元素無法被及時析出，后期再進行熱處理時會容易彌散，使晶粒內部強度升高，晶界處易發生變形，導致焊接接頭的位置發生斷裂或出現裂紋。另外在焊接的過程中，如果焊接頭處釋放出的熱量不足，會影響到壓力容器的塑性，使得焊接頭的位置材料發生軟化，給鍋爐的質量和使用性能帶來不利影響。

1.2 焊接困難

壓力容器是一種相對來說結構比較復雜的容器，所以在焊接的過程中，只要對其各個結構的焊接工作都要進行研究，而且每個結構在焊接的過程中，還需要準確掌握其尺寸，為了保證焊接的質量，還需要先進行預熱和微觀組織等操作，這一系列的操作十分復雜，在焊接的過程中，很容易受到外界因素的干擾，影響最終的焊接質量。

2 壓力容器焊接技術和焊接材料

2.1 焊接技術特點

在選擇壓力容器的焊接技術和焊接工藝時，需要根據壓力容器的具體用途和使用要求，以及壓力容器的材料等進行綜合考慮，不同的用途和焊接材料會影響到焊接工藝的效果，材料的厚度也會影響到焊接工藝的選擇。當前我國壓力容器焊接工藝和焊接技術存在著幾個顯著特點：目前我國的科技發展，使得焊接技術和焊接工藝的種類越來越多，其應用也愈加廣泛，同時人們對于焊接工藝的要求也會相應提高；目前我國應用的大部分焊接技術和焊接工藝還存在著缺陷，且整體的科技水平也比較低，所以想要提高壓力容器的焊接質量，需要加強對焊接工藝和焊接技術的進一步研究。

2.2 焊接材料

壓力容器在焊接的過程中，對于焊接材料也有著比較高的要求，而且焊接材料的不同，也會影響焊接工藝的選擇，所以在選擇焊接材料時，需要注意以下基本原則：

（1）利用低合金耐熱鋼作為焊接材料時，要保證焊接處的金屬與母材金屬的強度相同，其焊接溫度要不低于母材的溫度下限。

（2）壓力容器在焊接的過程中，由于選擇的焊接材料的特殊性，所以其內部含有大量的金屬元素，為了保證最終的壓力容器焊接質量，要求這些金屬元素的含量要不低于母材的標準值要求，保證焊接縫的金屬性能與母材金屬性能相同。

（3）焊接材料中除了主要的金屬元素之外，還包含了大量的微量元素，這些微量元素的存在會影響到焊接工作的質量，所以必須要對其進行嚴格控制，保證焊接材料的回火脆性與母材相同。

（4）焊接材料中的碳元素含量一般都比較高，碳含量會影響到最終的焊接縫的抗裂性，所以必須要控制好焊接材料中的碳含量，要在保證其最終的焊接質量的基礎上，盡量降低其中的碳含量，尤其是要低于母材的碳含量，提高其抗裂性。

3 壓力容器焊接工藝和技術

3.1 底層焊接

壓力容器在焊接的過程中，需要按照順序進行逐步焊接，首先需要進行底層焊接，保證壓力容器里層的質量和穩定性。焊接時通常會采用氫弧焊的方法，從上到下以點焊的方式進行焊接，在焊接的過程中，必須要保證焊縫的均勻性，防止出現裂紋。

3.2 中層焊接

在底層焊接結束之后，需要進行中層焊接，針對焊縫進行清理和檢查，保證焊縫的質量，控制好焊縫接頭與底層焊縫接頭的錯開距離，用直徑為3.2的焊條，進行直線型的運條焊接，要保證中層焊縫的厚度是焊條直徑的八倍以上。

3.3 表層焊接

在壓力容器的焊接工作中，表層焊接需要考慮到焊縫的厚度，和每個焊條的位置，通常要保證每根焊條的起弧位置與收弧位置，與中層焊縫接頭錯開。在進行表層焊接時，除了要保證焊接的質量，還要保證其外觀的整體性和美觀性，要保證焊縫表面完整，使得壓力容器的表面圓滑過渡。

3.4 焊后熱處理

壓力容器焊接的過程中，在對所有結構進行焊接之后，還需要對其進行焊后熱處理，重新處理焊縫位置，盡量消除焊接處的殘余應力，優化焊縫的質量，防止裂紋的產生。焊后熱處理能夠有效保證壓力容器焊接工作的質量，所以在壓力容器的焊接工作中是必不可少的。

3.5 無損檢測

無損檢測技術主要是針對焊接后的壓力容器進行檢測，檢測其基本性能和質量能否符合壓力容器的使用要求，在檢測過程中主要利用檢測設備對焊縫處進行檢測，檢查焊縫處的應力和焊縫內部的結構，保證焊接縫的質量。

4 壓力容器焊接新工藝

當前我國壓力容器焊接工作中，錯邊和角變形問題比較常見，尤其是一些比較厚的材料，在焊接時很難控制其具體的比例，容易發生變形問題，而且在焊接之后，很多壓力容器會出現氣孔和渣滓，焊縫未熔合或未焊透的情況也時常發生。因此在壓力容器的焊接工作中，必須要針對焊接材料的具體性能和尺寸，對其錯邊比例進行控制，還要在焊接的過程中，對焊接的速度和電流進行調整，并且隨時保證其焊接縫周圍環境的整潔性，如果出現了未熔合的情況，就需要選擇合適的焊接電流對其進行補救。

5 結束語

自從我國工業化建設發展以來，我國的經濟社會就得到了迅速的發展，在工業生產領域中，壓力容器的應用十分普遍，比如鍋爐等，給工業生產帶來很大的便利。但是在壓力容器的生產和加工過程中，焊接工作作為其中比較重要的工作，直接影響著壓力容器的質量和使用安全性，因此我國十分重視壓力容器的焊接工作，并且隨著科技的不斷發展，壓力容器的焊接工藝和技術也層出不窮，焊接的材料也愈加豐富多樣，這在一定程度上提高了壓力容器的焊接質量。因此在現代壓力容器的焊接工作中，焊接企業需要從眾多的焊接工藝中選擇出最合適的工藝和技術，加強應用，切實提高壓力容器的質量，為我國的工業生產提供便利。

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