壓力容器焊接中的常遇問題及應(yīng)對(duì)辦法探究

梁國俠

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，焊接技術(shù)也在不斷的發(fā)展，現(xiàn)代壓力容器已經(jīng)成為了典型的全焊結(jié)構(gòu)，壓力容器的焊接是壓力容器制造最關(guān)鍵最重要的一個(gè)步驟，是確保容器安全運(yùn)行的重要指標(biāo)。文章就壓力容器焊接中常遇問題及應(yīng)對(duì)辦法進(jìn)行了以下探討，希望能給同行帶來一些借鑒。

關(guān)鍵詞：壓力容器；焊接；常遇問題；應(yīng)對(duì)辦法

1 壓力容器焊接中常遇問題

1.1 裂紋

近些年因?yàn)榱鸭y缺陷造成的壓力容器事故比較多，裂紋具有預(yù)見性較低、形成因素復(fù)雜、形態(tài)不一等特征，在壓力容器中焊接中不允許存在裂紋。在發(fā)現(xiàn)淺表裂紋的時(shí)候要擴(kuò)大檢查比例，并采用打磨法消除，超過規(guī)定尺寸的裂紋，應(yīng)采取補(bǔ)焊法處理，這樣可以有效的降低裂紋的危害性。

1.2 咬邊

焊工在操作中常常選擇的焊接速度過快、電流過大或者焊接角度欠妥等，極易造成焊縫咬邊。咬邊的產(chǎn)生對(duì)焊接的質(zhì)量有非常大的影響，所以焊工在焊接技術(shù)水平上應(yīng)當(dāng)要進(jìn)一步加強(qiáng)，要學(xué)會(huì)選擇合適的焊接電流，要熟悉運(yùn)條手法，并重視焊接角度才可能有效的避免咬邊的產(chǎn)生。

1.3 焊接變形

避免焊接變形與焊工的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)息息相關(guān)。尤其是大型壓力容器或瓣片式、組合式的壓力容器極易產(chǎn)生焊接變形。焊工在焊接的時(shí)候應(yīng)當(dāng)對(duì)焊接工藝和焊材有相應(yīng)的認(rèn)識(shí)，在實(shí)際操作中判斷會(huì)不會(huì)產(chǎn)生變形及變形的大小，在焊接前提前采取合理的防變形措施，以抵消產(chǎn)品的實(shí)質(zhì)變形。

1.4 未焊透和未熔合

在焊接的時(shí)候，接頭末梢沒有完全熔透的現(xiàn)象叫做未焊透，焊縫金屬和母材或焊縫金屬各焊層之間未結(jié)合的部分叫未熔合，未熔合分為側(cè)壁未熔合、道間未熔合、根部未熔合。這兩種現(xiàn)象對(duì)焊接質(zhì)量來說是比較嚴(yán)重的問題，如果沒有及時(shí)展開彌補(bǔ)可能會(huì)致使焊縫缺陷突變或增大，焊縫的牢固度減小，甚至還會(huì)導(dǎo)致裂紋的出現(xiàn)。所以，成品的壓力容器焊縫中是不允許存在這種現(xiàn)象的。

1.5 氣孔和夾渣

氣孔是深埋問題，通常是由于在焊接的時(shí)候有銹跡、水漬和油污等原因?qū)е碌?。預(yù)防氣孔產(chǎn)生的方法是：依據(jù)氣孔的性質(zhì)和大小挑選合適的焊接電流和焊接速度，認(rèn)真清理焊縫周圍一定范圍內(nèi)的污垢。但是只有嚴(yán)重的氣孔才需要消除，微小氣孔的危害并不大，可以不用清理。夾渣，通常是由于焊縫邊緣有碳弧氣刨或氧割存留了熔渣，是由焊接速度過快，焊接電流太小等原因造成的。

2 焊接質(zhì)量檢驗(yàn)方法

焊接質(zhì)量的優(yōu)劣由焊接質(zhì)量檢驗(yàn)來控制。焊接檢驗(yàn)必須從焊前各項(xiàng)準(zhǔn)備、焊接過程中的檢驗(yàn)和焊后對(duì)焊縫的檢驗(yàn)等各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格地進(jìn)行。焊接的質(zhì)量檢驗(yàn)有焊前檢查、焊中檢驗(yàn)和焊后檢驗(yàn)。

2.1 焊前檢驗(yàn)

焊前檢驗(yàn)是檢驗(yàn)焊件的焊接接口的材料特征、焊縫間隙和裝配質(zhì)量等。

原材料的檢查，包括對(duì)母材、焊條（焊絲）、保護(hù)氣體、焊劑、電極等進(jìn)行檢查，是否有合格證并是否與國家標(biāo)準(zhǔn)相符合，包裝是否破損，是否過期等。

焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施焊技術(shù)文件的檢查，焊件結(jié)構(gòu)是否設(shè)計(jì)合理、便于施焊、易保證焊接質(zhì)量，工藝要求是否表達(dá)齊全；新材料、新方法、新工藝是否均進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)。

對(duì)焊工進(jìn)行技術(shù)交底的檢查，明確焊接工藝要求、焊接質(zhì)量要求和安全防范要求。焊接設(shè)備質(zhì)量檢查，包括焊接設(shè)備型號(hào)、電源極性是否符合工藝要求，焊炬、電纜、氣管、焊接輔助工具、安全防護(hù)等是否齊全。

對(duì)工件裝配質(zhì)量檢查，包括對(duì)裝配質(zhì)量是否符合圖樣要求，坡口表面是否清潔。裝夾具及點(diǎn)固焊是否合理，裝配間隙和錯(cuò)邊是否符合要求，是否考慮焊接收縮量。

焊工資格檢查，包括焊工資格是否在有效期內(nèi)，考試項(xiàng)目是否與實(shí)際焊接項(xiàng)目相適應(yīng)，包括焊接方法、焊接材料及工件規(guī)格。

焊接環(huán)境的檢查，包括是否考慮焊接環(huán)境中的風(fēng)、雨、雪襲擊并采取防護(hù)措施。焊接環(huán)境溫度低于規(guī)范允許值時(shí)，與所焊材質(zhì)、焊件厚度及預(yù)熱措施是否相適應(yīng)。

2.2 焊接中檢驗(yàn)

焊接中是否執(zhí)行了焊接工藝要求，包括焊接方法、焊接材料、焊接規(guī)范（電流、電壓、線能量）、焊接順序、焊接變形及溫度控制。焊接層間是否存在裂紋、氣孔、夾渣等表面缺陷。

2.3 焊后檢驗(yàn)

焊后檢驗(yàn)是經(jīng)過外觀檢查、致密性檢查、強(qiáng)度檢查及焊縫無損檢測等方法，現(xiàn)場核查焊接之后工件的焊接質(zhì)量。對(duì)于有特殊用途的壓力容器，對(duì)焊接之后的質(zhì)量檢查要采用多方法、多角度、多層次的檢查方法對(duì)其展開綜合檢查，倘若發(fā)現(xiàn)焊接問題要及時(shí)采取補(bǔ)救處理。

3 壓力容器焊接中常見問題的應(yīng)對(duì)辦法

3.1 防止產(chǎn)生焊接裂紋的應(yīng)對(duì)辦法

第一選用低氫型焊條，減少焊縫中的氫含量；第二焊條和焊劑應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定的要求烘干，隨用隨取，并仔細(xì)清除坡口周圍和焊絲上的油、銹和水分；第三選擇合理的焊接規(guī)范，適當(dāng)提高焊縫形狀系數(shù)，采用多層多道焊法；第四采用降低焊接殘余應(yīng)力的各種工藝措施；第五避免產(chǎn)生應(yīng)力集中的缺陷，如未焊透、夾渣等；第六焊后消氫處理、焊后熱處理；第七焊縫起頭或收尾時(shí)采用引弧板和熄弧板。

3.2 防止未焊透和未熔合的應(yīng)對(duì)辦法

正確選用焊接接頭坡口尺寸和裝配間隙，如單面焊雙面成型的接頭，其裝配間隙一般為2～5mm，鈍邊厚度通常為0.5～2mm，雙面焊的時(shí)候要認(rèn)真清根。焊接時(shí)應(yīng)選擇合適的焊接速度和焊接電流，對(duì)導(dǎo)熱快的焊件進(jìn)行焊前預(yù)熱，對(duì)始焊處也需要適當(dāng)?shù)念A(yù)熱。仔細(xì)清除坡口和焊縫周圍的臟物。焊條和焊炬的傾斜角度要合適，運(yùn)條方法正確。要注意觀察坡口兩側(cè)的熔化情況，發(fā)現(xiàn)焊條偏心，應(yīng)及時(shí)調(diào)整角度，使電弧處于正確方向。選擇稍大的焊接電流，焊速不宜過快，要充分熔化母材或前一層焊縫金屬。

3.3 防止氣孔的應(yīng)對(duì)辦法

不得使用藥皮開裂、變質(zhì)、剝落的焊條和已銹蝕的焊條和焊絲，焊條和焊劑按規(guī)定溫度和時(shí)間進(jìn)行烘干，焊接坡口及其兩側(cè)20～30mm范圍內(nèi)的油、水、銹應(yīng)清理干凈，選用合適的焊接電流、電壓和焊接速度等焊接工藝參數(shù)，選用含碳量較低及脫氧能力強(qiáng)的焊條，施焊場地要有防風(fēng)擋雨措施。

3.4 防止夾渣的應(yīng)對(duì)辦法

適當(dāng)調(diào)整焊接電流，提高熔池溫度，讓熔渣充分浮出。采用工藝性能良好的焊條，仔細(xì)清理母材坡口處或前一焊道上的熔渣，焊接過程中始終要保持清晰的熔池，熔渣與鐵水要分清。

3.5 防止咬邊的應(yīng)對(duì)辦法

選擇合適的電流，運(yùn)條方法正確，電弧長度和焊條角度要合適，焊條擺動(dòng)時(shí)在坡口邊緣稍慢一些，中間稍快一些，自動(dòng)焊時(shí)正確選擇焊接規(guī)范。

3.6 防止焊接變形的應(yīng)對(duì)辦法

（1）進(jìn)行合理的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。合理安排焊縫位置，焊縫盡量以構(gòu)件截面的中性軸對(duì)稱，焊縫不宜過于集中。合理選擇焊縫尺寸和形狀，在保證結(jié)構(gòu)有足夠承載力的前提下，應(yīng)盡量選擇較小的焊縫尺寸，同時(shí)選用對(duì)稱的坡口。盡可能減少焊縫數(shù)量，減小焊縫長度。（2）采取合理的裝配工藝措施。第一，預(yù)留焊縫收縮余量，為了防止焊件焊接后發(fā)生尺寸縮短，將預(yù)計(jì)發(fā)生縮短的尺寸在焊前預(yù)留出來。第二，反變形法，為了抵消焊接變形，在焊件裝配時(shí)，先將焊件向焊接變形相反的方向進(jìn)行人為的變形。（3）在焊接中選擇合理的焊接工藝措施。盡量選用熱源集中的焊接方法，合理的焊接規(guī)范，減小焊接線能量；選擇合理的焊接順序和方向，采用分段焊、跳焊及退焊的焊接方法；進(jìn)行層間錘擊法，可使熱壓縮塑性變形區(qū)的金屬得到適當(dāng)延展，抵消焊縫收縮，減小焊接變形。

4 結(jié)束語

綜上所述，導(dǎo)致壓力容器焊接質(zhì)量問題的原因有很多，這就需要我們在生產(chǎn)過程中，嚴(yán)格依據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)壓力容器焊接從根本情況出發(fā)，理論聯(lián)系實(shí)際，從焊前各項(xiàng)準(zhǔn)備、焊接過程中的檢驗(yàn)和焊后檢驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格進(jìn)行，對(duì)焊接中經(jīng)常出現(xiàn)的問題采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)辦法，以確保壓力容器焊接的質(zhì)量，確保壓力容器運(yùn)行的安全。

參考文獻(xiàn)

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