壓力容器焊接常見缺陷的產生和防治措施

何愛豐

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一、壓力容器焊接常見缺陷的產生

（一）咬邊

咬邊即焊接縫隙邊緣的凹陷。咬邊一般是因為焊接工藝的參數選擇不恰當或者操作不當導致的。導致咬邊產生的主要原因有很多，其中主要有操作方式方法不得當，焊接規范選擇不正確，電弧過長、運條的方式和角度不恰當、電流過大、破口兩側的停留時間過短或過長等。通過實驗發現，焊絲偏移中心距離過大，導致熔池停留時間有所增加，從而發生咬邊，并且焊接太快，使得收弧后無法及時填滿弧坑。

（二）氣孔

氣孔就是指熔池中的氣泡在凝固前，沒有及時散發，而是在焊接的縫隙內殘留下來，最后形成了空穴。氣孔的產生會直接導致焊縫金屬的嚴密性備受影響，產生氣孔的根本原因是外界的氣體，或焊接時產生的砌體進入了熔池內部，在熔池尚未凝固之前，沒有及時排出，最終造成氣孔。導致氣孔產生的主要原因有三項，即其一坡口邊緣不干凈，存在銹跡等。其二，焊條或焊劑沒有嚴格按照既定規范進行烘焙。其三，氣泡不能通過熔渣，焊接的速度過快，焊接的電壓太高，焊接的環境不夠干燥等。

（三）夾渣

導致夾渣形成的主要原因是在焊縫處殘留了熔渣。夾渣的存在將會對壓力容器的安全運行造成直接性的影響，其具有較大的危害，會在很大程度上降低焊縫的強度和嚴密性。而夾渣產生的原因主要包括，焊縫邊緣存在氧割或碳弧氣泡殘留下來的熔渣，或者焊接時速度過快，焊接時坡口角度選擇不恰當，焊接電流不充足。另外，在選擇使用堿性焊條時，很有可能會由于極性異常，或電弧太長，出現夾渣的缺陷。

（四）未焊透、未熔合

未焊透和未熔合都是非常嚴重的焊接缺陷，會大大降低焊縫強度，甚至引發裂縫，進而引發安全事故。在壓力容器焊接時，接頭的根部沒有完全熔透，就會出現未焊透的現象，但是如果焊縫和焊件之間，或焊件和焊縫金屬之間，存在部分部位尚未完全熔透的情況，就會引發未熔合現象。而一般情況下，導致這些現象出現的主要原因是電弧過長，焊條直徑過大，電流太小，坡口表面氧化或者存在油污，焊件裝配間隙太小，坡口角度過小，封底焊接清潔不夠干凈等等。

（五）焊瘤

在壓力容器焊接時，金屬溢流到加熱不足的母材或焊縫上面，金屬一旦凝固，在自身重力作用下，金屬形成的微型疙瘩就是所謂的焊瘤。焊瘤根本不能與母材或焊縫相融合，如果焊瘤存在在內部，就會直接導致強度降低，并減少有效截面的面積，從而直接影響其美觀。焊瘤產生的主要原因就是運條不夠均勻，導致熔池的溫度太高，液態金屬凝固之后，會緩慢下墜，從而在焊縫的表面形成焊瘤。立焊或者仰焊，焊接的電流太大，電弧太長，都會引發焊瘤產生。

（六）裂紋

裂紋是焊接應力及其他致脆因素的共同作用下，導致金屬材料的原子結構被損壞，形成新界面，從而出現縫隙。壓力容器的焊接裂紋具有非常強大的危害性。壓力容器結構破壞很多就是從裂紋開始的，其主要分為熱裂紋和冷裂紋。其中熱裂紋是焊縫金屬從液態到固態的結晶過程中產生的裂紋，主要是在焊接后，能夠立刻看見，大多發生在焊縫中心位置的周圍，沿著焊縫分布。熱裂紋裂口大多貫穿在表面，呈現氧化色彩，裂紋末端呈圓形。

二、壓力容器焊接常見缺陷的防治措施

（一）錯邊與角變形的防治措施

錯邊和角變形一般會發生幾何應力集中，發生貼附彎曲應力。大型壓力容器拼裝時，難以預防的就是錯邊與角變形，一旦壓力容器出現錯邊與角變形表現，想要解除就會非常難。而最有利的解決措施就是必須嚴格按照壓力容器的生產準則，將焊接缺陷控制在要求允許范圍內，并在焊接時，采取有效的防變形方法。

（二）氣孔與夾渣的防治措施

必須全面清除氣孔與夾渣焊接缺陷，合理篩選合適的焊接電流與焊接速度，并詳細處理坡口邊緣的水漬、污漬、銹跡等，嚴格遵循相關規則，保存、處理、烘培焊接素材，杜絕使用腐敗焊條。在脫落焊芯銹蝕時，必須保證掌控在運用領域內。在埋焊弧時，必須選擇使用合適的焊接工藝參數，特別是薄板主動焊接，焊接的速度需要適當減緩。而制止焊接夾渣的措施主要是，恰當篩選坡口的分寸，詳細整理坡口邊緣，并選擇合適的焊接電流和焊接速度。

（三）未焊透與未熔合的防治措施

在手工焊與自動焊的接壤處，常常會呈現未焊透，必須明確其允許的缺陷分寸，如果缺陷分寸準許，可以不用返修。在焊縫的金屬與坡口的交界上，常常會呈現未熔合，選擇科學合理的措施進行補焊解決，篩選合適的坡口和焊接電流，固定焊接速率，及時清理坡口表面的氧化與油污，封底焊清根要完全，運條搖動必須合適，還要實時觀察焊接坡口兩側的熔合情況。

（四）裂紋的防治措施

壓力容器的損害性較大的主要缺陷之一就是裂紋，由于焊接裂紋的形成太繁雜，形態各異，極易擴大，因此，必須加強對焊接裂紋的高度重視。防止裂紋發生的主要措施有，嚴格控制焊接工藝參數，適當減慢冷卻速率，合理提升焊縫外形系數，盡量使用小電流多層多道焊，以此避免焊縫中心產生裂紋。

三、結語

綜上所述，壓力容器是一種在一定溫度和壓力下工作，并且介質十分復雜的重要設備，其對操作工藝要求極高，其中工作介質的種類也非常多，并且具備易燃、易爆和易腐蝕等特性，具有非常顯著的危險性，一旦發生爆炸，就會直接對操作人員的生命安全和人身財產造成難以想象的后果，所以，必須全面采取有效措施，確保壓力容器焊接的整體質量，保證壓力容器能夠安全有序運行。