壓力容器制造中的焊接技術(shù)與質(zhì)量控制措施研究

王一凱

摘 要：文章在對(duì)壓力容器制造過(guò)程中常用的焊接技術(shù)進(jìn)行介紹之后，分析此焊接作業(yè)中容易出現(xiàn)的焊接缺陷并分析原因，提出了保障焊接質(zhì)量的質(zhì)量控制措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：壓力容器：焊接技術(shù);質(zhì)量控制

1、引言

在目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展的同時(shí)也推動(dòng)了我國(guó)工業(yè)化的發(fā)展與進(jìn)步，使得工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)壓力容器的需求也隨之增加，同時(shí)對(duì)壓力容器的安全性和質(zhì)量提出更高的要求。在壓力容器制作過(guò)程中，比較常用的加工方式就是焊接，但是壓力容器整體質(zhì)量也容易由于焊接缺陷而出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法使用或需要返修、報(bào)廢等，還增加了焊接缺陷而引起的安全事故數(shù)量。因此，在壓力容器制作過(guò)程中要重點(diǎn)做好對(duì)焊接技術(shù)的把控來(lái)保證焊接質(zhì)量，切實(shí)保證壓力容器的質(zhì)量以及使用安全。

2、壓力容器制造過(guò)程中常使用的焊接技術(shù)

2.1焊條電弧焊

此種焊接技術(shù)在焊接作業(yè)中最為常用，主要分為藥皮焊條電弧焊和藥芯焊絲電弧焊兩種類(lèi)型。對(duì)于前者來(lái)說(shuō)，主要采取手動(dòng)焊接的方式，所用設(shè)備以及操作都比較簡(jiǎn)單，而且不會(huì)受到焊接位置的影響，可以靈活開(kāi)展平焊、立焊以及仰焊等焊接作業(yè)，成本也比較低。但是此種焊接方式的人工作業(yè)量比較大，對(duì)焊接作業(yè)人員的技術(shù)要求比較高，難以有效控制焊接質(zhì)量，具有較低的焊接材料利用率，而且由于焊接環(huán)境比較惡劣，容易影響焊接人員身體健康。

2.2埋弧焊

在現(xiàn)代焊接作業(yè)中最為常用的焊接方式就是埋弧焊，其主要原理就是裸金屬熔化極與焊件之間會(huì)形成電弧熱的原理，利用此原理可以在瞬間形成高溫來(lái)融化熔點(diǎn)比較高的金屬，且焊接過(guò)程比較安全和環(huán)保，焊接過(guò)程中產(chǎn)生的氣孔和顆粒也比較少。因此在目前的壓力容器制作中，尤其是對(duì)重型或大型、具有較高硬度的金屬設(shè)備制造中比較常用此焊接技術(shù)。

2.3熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊

此種焊接方法主要是利用實(shí)芯的焊絲被連續(xù)送入焊接區(qū)域中將焊絲熔化，而且在惰性氣體的保護(hù)下降上述焊絲熔化形成的填充金屬與空氣隔絕。此種焊接方法比較適合對(duì)耐腐蝕性要求比較高的壓力容器制作過(guò)程中，也就是在焊接制造高質(zhì)高標(biāo)特種金屬壓力容器中應(yīng)用，表現(xiàn)出具有較高的技術(shù)要求以及較高成本等特點(diǎn)。

2.4等離子弧焊接

此種焊接技術(shù)常用語(yǔ)不銹鋼和特種合金受壓設(shè)備的焊接制造作業(yè)中，其所用原理就是鎢極同焊件之間的壓縮電弧或壓縮控制鍵的壓縮電弧產(chǎn)生的熱量作為焊接所需熱量，上述方式產(chǎn)生熱量分布集中，使得此焊接方法具有更高的壓縮電弧溫度和電壓，利于對(duì)焊縫的控制，但是具有較高的成本。

2.5堆焊

此種焊接方法的原理與埋弧焊類(lèi)似，分為絲極和帶極兩種，在實(shí)際應(yīng)用中通常在壓力容器的封頭、筒體的內(nèi)外表面的抗腐蝕面上進(jìn)行一道或兩道耐腐蝕金屬的焊接。

3、壓力容器制造中焊接常見(jiàn)缺陷及成因

在利用上述焊接技術(shù)開(kāi)展壓力容器制造過(guò)程中，容易出現(xiàn)的焊接缺陷主要有以下幾種：一是錯(cuò)邊。此缺陷通常在組裝階段出現(xiàn)，表現(xiàn)出兩個(gè)需要焊接的部分沒(méi)有結(jié)合在一起而出現(xiàn)交錯(cuò)問(wèn)題，這主要由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)不合理或者焊接技術(shù)不到位而造成，容易導(dǎo)致壓力容器變形而引發(fā)安全隱患和事故。二是咬邊。此問(wèn)題主要表現(xiàn)在焊接母材時(shí)出現(xiàn)沿著焊趾防線(xiàn)的凹陷問(wèn)題，通常是由于焊接技術(shù)問(wèn)題或者出現(xiàn)焊接參數(shù)誤差而引起的，容易造成壓力容器變形和應(yīng)力不均的問(wèn)題。三是氣孔。此問(wèn)題主要表現(xiàn)出焊接時(shí)熔池中的沙量氣泡在凝固過(guò)程中留在金屬中造成此氣泡位置的空穴現(xiàn)象，這通常由于電弧過(guò)長(zhǎng)、焊條受潮以及沒(méi)有及時(shí)清理坡口而引起的，此問(wèn)題會(huì)影響壓力容器的氣密性而引發(fā)質(zhì)量和安全事故。四是夾渣。此問(wèn)題主要表現(xiàn)在坡口邊緣或焊道等非圓滑位置出現(xiàn)的不同形狀的熔渣問(wèn)題，容易由于焊道形狀改變、電流不足、焊速過(guò)快、焊絲沒(méi)有保持在焊接中心等原因造成，會(huì)對(duì)壓力容器的氣密性以及焊縫強(qiáng)度造成影響。五是未焊透。此問(wèn)題主要表現(xiàn)在焊接機(jī)頭的根部沒(méi)有完全溶解而出現(xiàn)金屬與母材之間焊接不完全的問(wèn)題，這主要由于坡口角度比較小、間隙不足以及焊速過(guò)快而引起，容易引發(fā)焊接裂縫而造成極大危害。

4、控制壓力容器制造中焊接質(zhì)量的建議

4.1焊接材料和設(shè)備管控

在焊接作業(yè)之前的材料和設(shè)備選擇過(guò)程中，首先要結(jié)合壓力容器焊接作業(yè)特點(diǎn)選擇優(yōu)質(zhì)焊接材料，結(jié)合鋼材中的S、P等含量多少對(duì)不同焊接材料進(jìn)行分區(qū)存放和管理，在保證焊接材料的塑性和韌性等質(zhì)量達(dá)標(biāo)的同時(shí)，盡量選擇型號(hào)匹配且具有低飛濺、低煙塵、低S 和P 元素等特點(diǎn)，以及具有良好脫渣性的焊條材料。對(duì)于焊絲來(lái)說(shuō)，則通常按照規(guī)范選擇金屬粉型和藥芯焊絲。對(duì)于焊接設(shè)備來(lái)說(shuō)，確定焊接技術(shù)之后盡量選擇與之配套的單絲埋弧焊焊機(jī)、帶極堆焊機(jī)、自動(dòng)等離子焊接機(jī)、管板自動(dòng)氬弧焊機(jī)等自動(dòng)化焊接設(shè)備，還要做好對(duì)此類(lèi)設(shè)備的防護(hù)工作以及使用過(guò)程中的定期檢查維護(hù)和校驗(yàn)等工作。

4.2做好焊接作業(yè)前的技術(shù)培訓(xùn)和準(zhǔn)備工作

在焊接作業(yè)之前需要結(jié)合壓力容器焊接作業(yè)規(guī)范要求制定焊接技術(shù)指導(dǎo)書(shū)，做好對(duì)焊接人員的技術(shù)培訓(xùn)工作。還要積極使用最新的焊接技術(shù)，同時(shí)還要加強(qiáng)理論補(bǔ)充和實(shí)操訓(xùn)練，保證焊工持證上崗。

4.3落實(shí)焊接工藝并做好焊后檢查工作

在焊接工藝落實(shí)過(guò)程中需要依據(jù)可靠的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量，重點(diǎn)結(jié)合焊縫和熱影響區(qū)表面的顏色以及不同的焊接參數(shù)進(jìn)行判定。此外，在焊接之后需要采取外觀(guān)檢驗(yàn)、無(wú)損探傷和耐壓試驗(yàn)等方式開(kāi)展焊后檢驗(yàn)。

5、結(jié)語(yǔ)

針對(duì)目前工業(yè)化發(fā)展形勢(shì)下對(duì)壓力容器需求不斷提高以及質(zhì)量要求不斷提高的現(xiàn)狀，需要加強(qiáng)對(duì)壓力容器制造過(guò)程中焊接技術(shù)的研究，基于常見(jiàn)的焊接缺陷及其引發(fā)原因，做好焊接作業(yè)之前以及焊接過(guò)程中的質(zhì)量控制和焊接之后的質(zhì)量檢驗(yàn)，保障壓力容器質(zhì)量和使用安全。

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