压力容器焊接技术研究梅德龙

压力容器焊接技术研究梅德龙

梅德龙吉浪

(南通中集能源装备有限公司江苏南通226000)

(江苏省特种设备安全监督检验研究院南通分院江苏南通226000)

摘要：当前我国锅炉压力容器生产技术已经取得了一定成就，但是还具有一定的提升空间，为了促进我国锅炉压力容器制造技术获得的进一步的进步，应该不断加大对于锅炉容器焊接技术的研发力度，培养科研工作人员的专业能力。同时引进国外一些尖端技术，实现技术的进一步发展。

关键词：压力容器；焊接；技术要点

1压力容器焊接技术特点

由于使用压力容器所保存的物品有所不同，因此对于压力容器的要求也不同，低压、高压、超高压的容器需要使用不同的焊接材料进行焊接，同时对于材料的厚度也有着不同的要求，这使得压力容器焊接技术工艺存在着不同的特点。例如，到目前为止，焊接技术的发展十分迅速，也是现在使用最为广泛适用领域最为广阔的一种金属连接技术；并且随着焊接技术的不断提高与完善，对于压力容器焊接技术工艺的要求也越来越高；与此同时，在工业飞速发展的今天，我国的焊接技术还存在缺陷，需要不断提高科技含量，使之能够在工业领域取得更好的成果。焊接技术在工业领域的重要影响不但是在我国起着重要作用，在世界范围内也是如此，对压力容器焊接技术给予支持和投入有利于我国工业的发展以及工业社会的进步。

2各类焊接方法

2.1手弧焊

手弧焊是所有焊接方法中运用最早的焊接方法，也是目前应用最广的焊接方法，它采用的焊接方式主要是以外部涂有涂料的焊条作电极和填充金属，电弧是在焊条的端部和被焊工件表面之间燃烧。涂料在电弧热作用下一方面可以产生气体以保护电弧，另一方面可以产生熔渣覆盖在熔池表面，防止熔化金属与周围气体的相互作用，熔渣的另一个重要作用是能够与熔化金属产生物理化学反应或添加合金元素，从而改善焊缝金属性能。手弧焊操作比较简单、灵活，可以用于各种压力容器短缝或难以达到部位的焊接，焊接对象也很广泛，包括工业用碳钢、不锈钢、铸铁、铜、铝、镍及其合金。

2.2埋弧自动焊

埋弧自动焊的焊接方法在压力容器的生产过程中是比较常见的焊接技术，即在焊剂保护层下的电弧进行燃烧焊接的方式，运用此种方法的优势在于不会产生电弧光外露，通过一层颗粒状的可熔化焊剂的覆盖将焊接的容器与空气隔开，避免对操作工人产生伤害，降低职业病对健康伤害的程度。采用埋弧自动焊的方式要注意使用裸焊丝，在埋弧焊接车中有一种自动变速的送丝机构和行走机构，在焊接的过程中自动形成美观的焊接缝，既能够保证焊接的质量，又不影响压力容器的外观欣赏。采用埋弧自动焊法一般适用于成批生产的中厚板结构的长直缝或较大直径的环缝的平焊和平角焊，对焊接钢板的厚度也有一定的要求，一般控制在6—60mm之间，材料一般为钢材，在压力容器中的大直径的管件焊接中得到广泛的应用。

2.3TIG焊法

TIG焊接的方式具有良好的气密性，能够有效的降低压力容器在焊接操作时产生的气孔，是一种不熔化极气体保护电弧焊。TIG焊接方式采用的热源是直流电弧，工作时的电压一般控制在10—95V之间，允许的最大电流可以达到600A。在焊接的工作中，要注意焊接机的正确连接方式，即采用工件连接电源的正极、钨极为负极，氩气作为焊接中的惰性气体，虽然这种操作方式能够提高工作效率，但是焊接的程序却比较复杂。目前市场上出现率和使用率最高的TIG焊法的焊机就是热丝自动焊接机，它的工作原理是在填充丝送到焊接池之前，通过利用电压恒定的交流电供压、让电阻加热到650—8000c之间的高温，然后就可以加速焊丝的融化，从而实现更好的封底，保证压力容器的封底质量。此种焊接方法可以用于压力容器简体直径较小的焊接，最小的直径为1mm。

2.4MIG焊法

MIG焊法是通过使用融化电极、外加气体作为电弧介质，并可以保护金属熔滴、焊接池以及焊接区高温金属的电弧焊接的方式，主要是以氩气或氦气为保护气。焊接时采用的热源也是直流电弧，但是与TIG焊法不同是采用不同的极性，即采用工件连接电源的负极、钨极为正极。它的焊接优势在于方便各种位置的焊接，同时具备焊接速度快、熔敷率高的优点。此种焊接方法可以用于不锈钢、耐热钢材质的压力容器的焊接，可以保证压力容器的外观更有美感。

2.5双面脉冲自动焊接法

在锅炉焊接的过程中，由于锅炉的水冷壁管屏拼接的长度比较长，如果采用埋弧自动焊的方式，很容易使得被焊接的容器产生变形，不仅影响容器的美观，更加影响工作的效率和质量。而使用双面脉冲自动焊接的方式可以有效的对管屏的正反两面进行焊接，虽然也会产生变形的情况，但是正是由于两面都会产生变形，就可以相互抵消，从而解决焊接变形的问题。

在焊接工作中需要注意的是要保证双面焊接缝的质量，尽可能的达到双面焊接的程度一样，这样才能够完美的进行变形的抵消，否则产生的不均衡也会使得容器暴露变形的缺陷。此种焊接方法适用于大型电站锅炉式水冷壁管屏的焊接，同时可以用于长度长、需要双面焊接的压力容器的焊接，保证焊接的高效和高质。

3压力容器焊接技术要点

3.1窄间隙埋弧焊技术

在传统观念看来，间隙的大小是对厚壁容器的焊接时至关要紧的，而事实是没有比压力容器焊接技术的稳定质量更重要的了，质量是壁厚焊接的关键，如果焊缝出现了缺陷，就如同河坝出现了溃堤，压力容器的质量一旦下降就难再挽回。即使这样，人们还是倾向于使用窄间隙埋弧焊技术，是因为窄间隙埋弧焊技术的焊接速度比常规的焊接技术快，产品生产的效率高；可以节省原材料和能源，降低成本；降低残余应力对压力容器的影响；降低产品变形的几率等等优点。此外，在进行焊接的时候，除了了解窄间隙埋弧焊接技术的基本功能外，还要关注设备具有的一些特殊功能，改进窄间隙埋弧焊接技术时要注意焊接设备中有双侧横向和高度识别的自动跟踪功能；焊接压力容器的封口焊缝时是要把焊缝焊得宽而薄，方便后期焊接时处理热效。

3.2接管的自动焊接技术

自动焊接技术有五花八门，而接管的自动焊接术主要是接管与筒体的焊接，还有就是接管与封头的焊接。常规的马鞍形埋弧自动焊设备已经不能跟上压力容器焊接的新技术的要求了，马鞍形埋弧自动焊也不适用于厚壁且存在窄间的压力容器的焊接。近年来新应用的接管马鞍形埋弧自动焊技术，自动化程度高，操作便利，操作者能控制更到位。接管的内径通过夹紧四连杆来自动定心，接管马鞍形埋弧自动化的断点记忆能够记录接管和筒体的直径参数确保焊接的自动化，这是对马鞍形空间曲线焊缝关键的一点。

3.3管道环焊缝破裂的带压焊接密封方法

管道在实际的使用过程中，不同的部位都可能出现较多的裂纹，对于相关的焊接密封技术要求较高。当工艺管道的某一侧出现裂纹时，可以将它视为立焊缝。焊接技术应用时，可以先从裂纹的最上端进行操作，根据相关的操作流程，分段焊接，最终达到全部焊合的目的。当裂纹的范围超过了管道的半个圆周时，施焊过程中需要从不同方向进行焊接。

当管道下部出现裂纹时，技术人员很难携带专业的设备接近裂纹的具体位置，此时需要将这些裂纹视为两个侧裂缝，从不同方向分别处理。根据立焊程序的要求，补焊过程中可以从管道的上端任意区域开始，补焊操作到达底部即可。其它的裂缝可以按照类似的补焊流程进行针对性的操作。在两侧的焊缝最终连接的过程中，需要对焊接位置进行必要地调整，保证所有的操作最终可以达到焊合的状态。

3.4提升技术管理人员的技术

压力容器质量影响因素中最为重要的是焊接技术人员的素质。所以，们就要求同实际情况结合，来不断提高焊接技术人员的技术水平，应该严格审查技术人员的相关资质。在实际中应该注重培养焊接技术人员的技术能力和质量意识，焊接技术是一个比较专业性技术，其会关系到多个学科的方方面面，焊接技术人员就应该对其诸多方面的知识，这样就能实现焊接技术不断强化的目的。不仅仅可以提升培训技能，还应该采取与之相关的措施，在实际中不断提升技术人员综合能力，如此可以提升焊接技术的专业能力，还可以强化工作人员职业素质。当前我国压力容器生产技术已经取得了一定成就，但是还具有一定的提升空间，为了促进我国压力容器制造技术获得的进一步的进步，应该不断加大对于容器焊接技术的研发力度，培养科研工作人员的专业能力。同时引进国外一些尖端技术，实现技术的进一步发展。最后，在建设创新型国家的背景下，我们再吸收国外先进技术的背景下，也要不断发展自己的焊接技术，提升核心竞争力，创造出领先的焊接技术。

4结语

压力容器属于承压类的特种设备，在生产的过程中如果没有控制好生产设备的质量和方法选择，就有可能给生产和使用的人员带来极大的安全威胁。因此选择科学合理的焊接方法是保证压力容器质量的基础，也是保障操作人员生命安全的前提。上述几种压力容器的焊接方法有其自身不可取代的优势，但是同时也有其弊端，需要操作人员根据具体的工作内容选择恰当的焊接方式。

参考文献：

[1]陈裕川.钢制压力容器焊接工艺[J]电焊机，2016(5)：58.

[2]付洪亮，毛雅丽．徐有宁，等压力容器埋弧自动焊工艺要求[J]电子测试，2014(8)：146一]47．

[3]欧亚.浅析压力容器的焊接技术[J].化学工程与装备，2012，5(3)：124-125.