壓力容器焊接新技術及其應用探析

劉金健

山東安潤熱工科技有限公司 山東濟南 250000

現階段，科學技術的不斷進步和發展，對壓力容器的使用和產品的質量提出了更高的要求，同時在生產壓力容器過程中，對其焊接技術與質量控制的要求也越來越高，焊接技術在壓力容器生產過程中發揮著至關重要的作用，并且焊接技術水平的高低決定著壓力容器的生產質量，因此，焊接技術需要進行相應的創新，如此一來能夠提高壓力容器的制造質量。

1 壓力容器焊接概述

壓力容器是一個密閉的設備，可以分為換熱容器、分離容器、反應容器以及存儲容器四種。當前，壓力容器在機械、化工等各個領域中得到廣泛普及與應用。焊接技術是壓力容器生產制造中的關鍵環節，其在制造過程中主要是采用加熱、加壓或兩種方式結合，把各種類型的材質進行永久的融合，在運用焊接技術過程中，需要充分的考慮各種小細節。壓力容器的使用性能與質量還會受到焊接技術水平的影響，同時其還決定著壓力容器的生產效率與投入成本。因此，只有確保焊接的質量才可以使壓力容器在使用過程中的安全性與可靠性得到有效保障，避免出現各種安全事故，在一定程度上使工作人員的人身安全得到有效保證[1]。

2 壓力容器焊接新技術的探索

2.1 窄間隙埋弧焊接技術

在壓力容器的實際焊接過程中，保證對厚壁壓力容器的焊接穩定性是現代化壓力容器的基本要求，而傳統的焊接技術往往較難對厚器壁容器產生良好的焊接效果，一旦出現焊接事故，厚壁壓力容器的間隙問題使得焊縫的修復變得異常困難，嚴重浪費了企業的生產資源，使得焊接工作的進程受到嚴重影響。同時，不充分的厚壁焊接會導致壓力容器后期出現焊接缺陷的概率大大增加，影響壓力容器的穩定性，使壓力容器產生破損與泄露的風險。因此，研究人員需要利用更加合理高效的焊接技術，改善厚器壁壓力容器的焊接質量，提高壓力容器的現代化發展水平。作為一種新型的焊接技術，窄間隙埋弧焊接技術充分規避了傳統技術的工作缺點，結合焊縫跟蹤技術基本確立了較為完備的焊道同坡口內壁合理銜接水平，并在寬度處理方面實現了較為新穎的技術突破，使得焊接的工作效率與能源折損大幅降低。隨著窄間隙埋弧焊接技術的不斷探索，研究人員發現該技術能夠呈現較為顯著的窄焊接坡口與較少焊縫金屬填充度優勢，體現焊接技術的創新性與前沿性，使焊接人員能夠花費更少的焊接時間與更低的有效熱輸入總量，充分利用了該技術的性能特點[2]。

2.2 接管自動焊接技術

在傳統的焊接過程中，馬鞍形狀埋弧焊接設備是壓力容器生產企業普遍采用的焊接技術，而隨著工業產業規模的不斷擴大，企業對壓力容器的數量與個體體積的要求不斷增加，該技術逐漸較難適應體積較大、器壁較厚的大型壓力容器的焊接過程，大大降低了焊接強度與可靠性。因此，技術人員需要利用自動化的高技術設備進行現代化的高效焊接過程，使用自動化設備精確計算焊接所需要的具體技術參數，并利用標準化的數學模型提高焊接的自動化水平，實現壓力容器焊接質量的不斷優化。

（1）接管與封頭的自動焊接。在壓力容器的焊接過程中，接管與封頭能夠通過相關自動化的設備實現自動焊接。在該技術的使用過程中，自動化的設備首先能夠自動鎖定容器中心，利用焊槍的自動移動實現旋轉中心的高精度定位動作，研究人員進而記錄焊縫高度方向的變化，利用封頭接管埋弧設備完成自動焊接。該焊接技術具有精確的自動定位功能，其使用過程中能夠大大降低由于人為定位所導致的數據誤差，提高焊接工作的實際效率[3]。

（2）接口與筒體的自動焊接。接口與筒體的自動焊接主要應用于筒體的焊接過程，其能夠根據接口內徑的主要參數對筒體的內徑進行自動定心，并利用數學計算模型生成焊槍的精確移動軌跡，實現焊接的精確引導。在這個過程中，焊接人員只需要進行相關技術參數的部分設置與規劃，即可利用自動化設備的連續自動焊接能力完成剩余的焊接步驟。

2.3 彎管內壁堆焊工藝

壓力容器的內壁焊接是確保容器能夠在長時間使用下保持內壁完整性與穩定性的重要技術之一。焊接人員需要通過接管內壁堆焊的方式，使用不銹鋼的鍍層對內部進行貼合，實現內壁的防銹隔熱效果。直管焊接與彎管焊接是在壓力容器的焊接過程中的兩種主要焊接類型。相比于焊接工藝簡單的直管焊接，彎管的焊接過程更為復雜，而傳統的焊接技術對壓力容器彎管內壁的焊接效果并不理想，其內壁的彎管弧度導致傳統焊接過程較為拖沓，焊接人員需要在彎管切割后進行焊接，其過程常常會消耗大量的人力資源。因此，彎管內壁堆焊技術的使用是極有必要的?，F階段的彎管內壁堆焊技術已經實現了多種角度的焊接技術，包括較高角度的深度彎管焊接。通過對壓力容器的彎管內壁的曲率半徑和內徑等指標進行測量，焊接人員能夠利用彎管內壁堆焊技術構建相關的數學模型并設置相關技術參數，最終使用自動焊接儀器完成內壁的勻速環繞自動堆焊[4]。

2.4 激光復合焊接

隨著現代化工業的不斷發展，傳統的鎢極填絲氬弧焊逐漸表現出了許多缺點，由于該焊接技術無法實現高純度氬氣的保護氣體環境，導致該技術在實際焊接過程中效率較低，容易出現焊接功率的波動現象。因此，基于鎢極填絲氬弧焊的新型激光復合焊被人們所研發，該技術能夠利用離子體引導電弧提高保護氣體的純度，實現電弧設備的穩定功率的燃燒供給，確保壓力容器焊接的高效性，符合現代化的壓力容器焊接標準[5]。

3 結語

綜上所述，壓力容器是工業生產與科研領域的必要設備，其容器生產技術的革新能夠大大推動企業的工業生產效率與產品儲備規模的進步，促進企業的現代化發展。