壓力容器焊接工藝技術研究

王凱

摘要：近年來，隨著經濟和各行各業的快速發展，焊接技術突飛猛進的發展，焊接已成為現代工業中的重要工藝方法，焊接技術水平的高低在一定程度上反映出國家的工業水平，因此要對焊接質量進行更加嚴格控制，設備是否能達到安全，那么對所使用的制造容器在生產制造過程中會有很高的要求，尤其是對于低溫中的沖擊韌性來說，要求更高，文章通過對國產的規范材料以及低溫的材料進行焊接以及使用研究，總結出了低溫鋼焊接的相關特點以及在焊接過程中出現的問題。

關鍵詞：焊接；質量控制；因素控制

引言

隨著焊接技術的發展，出現了一些新的焊接設備、焊接方法、焊接工藝，與此同時也產生了很多問題，因此需要對焊接質量進行更加嚴格的控制。對壓力容器焊接質量分別從人員因素控制、設備機械選用控制、材料因素控制和焊接工藝方法控制等方面進行闡述、說明、分析，為提高壓力容器焊接質量奠定基礎。

1對焊接的工藝與評定

為保證低溫鋼設備在生產過程中可以起到關鍵作用，并且可以在安全有效的低溫情況下使用，那么就需要針對低溫鋼的韌性材料和對焊接的使用方法做工藝上的試驗。從低溫鋼調質程度看，處理后的晶粒度有很細的強度，而焊接接頭的區域也需要一樣細度的晶料度，以此保證對低溫韌性的效果。這樣一來，就會影響到低溫鋼焊接接頭的力學性能和特點，特別是在對低溫沖擊的因素上，焊接接線的能量降低。焊接線的能力隨環境的增加而有變化，焊接線能量增大，而焊縫冷卻凝固也比較緩慢，使得焊縫的厚度以及寬度也在增加，這樣就會使焊縫的組織逐漸在變大，焊縫晶粒間就會出現不同程度或者是連續的碳化物，根據分析來看，如果使低溫沖擊降低，那么其他材料的性能會降低。

2對焊接工藝技術現狀

2.1施工工藝貫徹不徹底

實際上焊接工藝的每一個參數都是要根據合格的焊接工藝來進行評定。一旦偏離了參數要求，會使得焊縫在施工的時候會出現偏差。而線能量也在加大，焊接頭力學的性能隨之變差。例如，處理事故問題時，發現焊接電流處于偏大的狀態，使得焊接的速度變得緩慢，焊接工藝在制定時，會發現規范的參數有著很大的距離，這樣也就導致了線能量逐漸增大，同時會對以后的設備埋下隱患。根據這種情況，就要先把焊縫清除掉，然后要按照焊接的工藝規范進行重焊。如果采用比較小的線能量來得到焊縫的話，那么大線能量的焊接所出現的焊縫也會變厚或者是變大，這樣一來性能比較差，當然在實際生活中是以埋弧焊為實例進行實測，來焊接電流、電弧電壓以及焊接的速度。根據以上所述的看，如果焊流是隨著環境的變化而變化，電弧電壓也在隨之變化，那么對于其焊縫的寬度也是適當的進行增加。特別是焊縫的寬度為35mm的時候，焊接出的電流或者是電弧電壓也會超出規定的范圍，線能量也會超出最大的范圍值，至少在2倍以上。對于這種情況，在實際運行中也會出現。

2.2焊條和焊劑在使用時沒按照要求去做

如果一次性使用太多，沒辦法在4h后將剩余后的焊條及焊劑重新去進行烘干。這樣做的目的是可以讓焊條的藥皮或者是焊劑的吸潮產生更多的氫，焊縫出現的氣孔效率也是增大。

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。

4焊接“工藝方法”控制

4.1焊接工藝試驗

對于壓力容器選用材料，特別是工廠首次使用的應進行焊接工藝試驗，其中主要包括材料焊接性試驗、焊接方法和焊接材料的選用驗證、焊接工藝參數的確定、預熱。層間溫度、熱處理方案的確定并對焊縫和焊接接頭各項性能進行試驗和評定，在焊接工藝試驗中，應注意所確定的焊接方法和各項焊接參數對產品制造的可執行性，以及所得焊縫和焊接接頭各項性能數據的準確性和穩定性。

4.2“材料”因素控制

壓力容器焊接對質量影響重要因素之一就是材料控制，其包括母材和焊接材料，二者是焊接前提，只有嚴格把控材料才能有效保證焊接質量。母材的質量控制，應根據設計圖樣的要求選擇符合相應標準的材料鋼號，其化學成分、力學性能、幾何尺寸、外觀質量應滿足要求且材料的質量證明書等文件齊全、準確。材料入廠后還應進行復驗，一般復驗項目有化學成分、力學性能和彎曲性能，對于有耐腐蝕要求的還應進行腐蝕試驗。焊接材料控制主要目的是確保焊接材料符合標準具有優良的焊接質量，其中焊接材料管理是材料質量控制和焊接質量控制的一個交匯點，在焊接材料管理控制環節中，有焊接材料采購、一級庫的管理、二級庫的管理等控制點，對于一、二級焊材庫的入庫、保管、出庫、烘干、發放、回收要防混、防潮、防銹，實現焊接材料使用的可追溯、可追蹤，確保焊接材料干燥，防止焊接時產生缺陷，保證焊接質量。對于壓力容器無論母材還是焊接材料均應具有：1）較好的綜合力學性能。2）具有良好的冶金質量。3）具有良好的加工工藝性。

4.3焊接工藝規程

根據焊接工藝試驗的結果，并結合產品焊縫的具體結構編制產品焊縫的焊接工藝規程（WPS）。焊接工藝規程中應包括壓力容器上每1條承壓焊縫的各項內容，主要有被焊母材牌號及成分、母材厚度、焊接坡口形式及尺寸、焊接方法、焊接材料的牌號及其規格、焊接電流、焊接電壓、焊接速度、最低預熱溫度、最高層間溫度、熱處理方法、焊接操作程序、對焊縫的檢驗方法及合格標準等。

結語

隨著新焊接設備、新方法、新工藝的不斷應用，焊接質量得到更大、更有效地提升，因此做好焊接控制尤為重要，為壓力容器焊接發展奠定堅實基礎。在最大程度上要加大力度重視對從產品的焊接性能，更要確保相關的力學特點要一次性的通過。因此還要正確的使用焊接的材料，對于不符合的材料不能使用。

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（作者單位：江蘇永盛傳熱科技有限公司）