貯氣罐焊接工藝探索

廖偉

摘 要：本文主要將2米3貯氣罐封頭的坡口對接焊采用手工焊條焊單面焊雙面成形的焊接方法滅弧焊與連弧焊作比較，并經(jīng)產(chǎn)品焊接對比證明，用連弧焊焊接的焊縫成形好，焊接接頭較少，容易清渣。不但可以提高工作效率、保證焊接質量，而且能降低生產(chǎn)成本，希望能給同行起到一定的參考作用。

關鍵詞：2米3貯氣罐；手工焊條焊；單面焊雙面成形；滅弧焊；連弧焊

一、 前言

焊接工人用手工焊條焊接2米3貯氣罐封頭的坡口對接第一層焊縫時，一直以來都是采用滅弧法進行單面焊雙面成形焊接。此種操作方法所需時間較長，勞動強度大，焊接電流大，在焊縫當中接頭較多，焊條、角磨砂輪片損耗大。不但增加焊接工人的工作量，而且比較費時。本文從分析并對兩種焊接方法進行比較，經(jīng)產(chǎn)品焊接對比結果證明，2米3貯氣罐封頭的坡口對接焊第一層焊縫采用連弧焊是可行的。與滅弧焊相比較能節(jié)省三分一的工作時間，不但減輕了焊接工人的工作量，降低生產(chǎn)成本，并且還能提高工作效率及保證焊接質量。

二、 2米3貯氣罐構成（見下圖）：

1、母料及焊材

（1）采用母料為 16Mn，規(guī)格為φ900 mm ×6mm，貯氣罐拼裝總長為2950 mm。

16Mn屬普通低合金結構鋼， 普通低合金結構鋼雖然是一種低碳（C<0.20%），低合金（一般合金元素總量<3%）的鋼，由于合金元素的強化作用，這類鋼比相同含碳量的碳素結構鋼的強度（特別是屈服點）要高得多，并且有良好的塑性、韌性、耐蝕性和焊接性。廣泛用來制造橋梁、船舶、車輛、鍋爐、壓力容器、輸油（氣）管道和大型鋼結構。

（2）焊材： 采用E5003（結502）焊條，藥皮類型為鈦鈣型，焊接電源可使用交直流，主要用途是焊接16 Mn及相同強度等級低合金鋼的一般結構。

焊條直徑為2.5 mm。

用手工焊條焊接貯氣罐封頭的坡口對接第一層焊縫過程中，為了提高工作效率，都盡可能選用較大直徑的焊條，但是用較大直徑的焊條焊接，會造成未焊透或焊縫成形不良，2米3貯氣罐的板厚為6 mm，所以選擇直徑為2.5 mm焊條，并需要經(jīng)180℃烘干2h，經(jīng)烘干的焊條隨用隨取。

2、2米3貯氣罐封頭、筒體坡口形式

要求坡口采用V型坡口，坡口夾角角度為65°±5 ，開坡口是為了保證電弧能深入焊縫根部，使根部焊透，以及便于清除焊渣，獲得較好的焊縫成形，而且坡口能起到調節(jié)母材和填充金屬的比例的作用。選擇坡口形式時，應從是否能保證焊縫焊透，坡口形狀是否容易加工，應盡可能提高生產(chǎn)率、節(jié)省焊條，焊后焊件變形盡可能小等方面考慮。

3、2米3貯氣罐封頭、筒體坡口加工

貯氣罐封頭、筒體都是采用機械加工坡口，開坡口后再用角磨砂輪機清除坡口內、外側20 mm 內的油污、鐵銹等污物（目的是防止在焊接過程中生成氫氣孔），直至露出金屬光澤。

4、滅弧焊、連弧焊裝配間隙對比

（1）采用滅弧焊焊接第一層焊縫時，裝配對口錯邊量要控制≤1 mm，坡口鈍邊1 mm，根部間隙控制在2.5～3.2 mm。

（2）采用連弧焊焊接第一層焊縫時，裝配對口錯邊量要控制≤1 mm，坡口鈍邊1 mm，根部間隙控制在1 mm。

5、滅弧焊、連弧焊焊接工藝對比

（1）貯氣罐封頭的坡口對接第一層焊縫采用滅弧焊焊接，采用直徑為2.5 mm的焊條焊接，焊接電流選擇80-85A，但因焊縫處于立焊位置，而且拼裝間隙大，焊縫接頭較多，焊接速度慢。

（2）貯氣罐封頭的坡口對接第一層焊縫采用連弧焊焊接時，采用直徑為2.5 的焊條焊接，焊接電流選擇60-65A，雖然焊縫處于立焊位置，但拼裝間隙小，焊接電流比滅弧焊小，焊接速度比用滅弧焊焊接快，焊縫成形較好。

通過產(chǎn)品焊接對比，可以根據(jù)需要參考下表四、表五中的焊接電流。

6、2米3貯氣罐封頭第一層焊縫采用滅弧焊和連弧焊焊接，使用焊條、角磨砂輪片（用來清渣及修磨接頭）見下表：

7、滅弧焊和連弧焊在焊接過程中每小時耗電量根據(jù)公式：P=IV 計算結果見下表

8、2米3貯氣罐周長為罐體直徑900mm×3.14=2826mm，分別用滅弧焊和連弧焊完成封頭第一層焊縫（單邊）焊接所需焊條數(shù)量見下表：

表七、2米3貯氣罐封頭第一層焊縫分別采用滅弧焊、連弧焊焊接的對接接頭性能試驗結果見下表：

三、結論：

（1）2米3貯氣罐底層焊采用連弧焊焊接，比采用滅弧焊焊接所需時間節(jié)省了三分一，當貯氣罐板厚為10-14mm時，省時效果更為明顯。

（2）采用連弧焊焊接，焊縫接頭較少，成形較好，容易清渣，而且提高工作效率。

（3）采用連弧焊焊接，焊接電流小，與滅弧焊焊接對比能省電。

（4）與滅弧焊焊接比較，用φ2.5mm焊條連弧焊焊接焊縫80-90mm長只需一根焊條， 而滅弧焊焊接需用接近兩根，不但能節(jié)省焊條，而且能減少角磨砂輪片的損耗。

（5）工廠若以每年生產(chǎn)100只2米3貯氣罐來計算，從以上各表中可以看出連弧焊焊接比滅弧焊焊接更能降低生產(chǎn)成本。

（6）從表九中可以看出在同等條件下第一層焊縫采用連弧焊焊接，可獲得較好的焊縫背彎質量。

參考文獻

[1]郝廣發(fā) 《焊工工藝學》第三版，機械工業(yè)出版社1991.

[2]職業(yè)技能鑒定教材《電焊工》（初級、中級、高級），中國勞動出版社1996.

[3]黃文哲《焊工手冊》手工焊接與切割（修訂版），機械工業(yè)出版社1991.

[4]卿民《電焊工工藝學》（中級本），科學普及出版社1982.