壓力容器焊接新技術(shù)及其應(yīng)用

梁青(青海鹽湖鎂業(yè)有限公司,青海 格爾木 816000）

壓力容器焊接新技術(shù)及其應(yīng)用

梁青(青海鹽湖鎂業(yè)有限公司,青海 格爾木 816000）

二十一世紀，經(jīng)濟快速發(fā)展，使得中國的化工業(yè)、冶金業(yè)等也得到了迅速的發(fā)展，這就對壓力容器這一密閉設(shè)備提出了更加高的要求，既要滿足工業(yè)的發(fā)展需求，還要保持壓力容器自身的穩(wěn)定性。焊接技術(shù)作為壓力容器制造過程中的重要環(huán)節(jié)，其效果直接影響著壓力容器的質(zhì)量。所以伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新型的壓力容器焊接技術(shù)如雨后秋筍般出現(xiàn)，并得到了廣泛應(yīng)用。本文從壓力容器和焊接技術(shù)的介紹出發(fā)，詳細描述了幾種焊接新技術(shù)及其具體的應(yīng)用。

壓力容器；焊接新技術(shù)；

隨著科學(xué)技術(shù)的進步、經(jīng)濟的發(fā)展，各種類型的壓力容器廣泛出現(xiàn)在冶金、化工等各個領(lǐng)域，這對壓力容器的各項工作參數(shù)提出了更高的要求。雖然壓力容器的生產(chǎn)過程包括很多的步驟，但像筒體、封頭等控制環(huán)節(jié)隨著信息化大多實現(xiàn)了數(shù)字化操作。而焊接作為壓力容器制造流程中不可或缺的一步，是很重要的。它影響著壓力容器的安全性、價格等。所以提升焊接技術(shù)，實現(xiàn)焊接技術(shù)的數(shù)字化發(fā)展是目前壓力容器制造領(lǐng)域的當(dāng)務(wù)之急。我國經(jīng)過長期研究，最近在焊接技術(shù)方面取得了一定的成就，研制出了窄間隙埋弧焊焊接技術(shù)等新型技術(shù)，這些技術(shù)因獨特的優(yōu)勢得到了廣泛應(yīng)用。壓力容器中焊接技術(shù)的發(fā)展不僅能夠大大提高工作效率，還能夠保障工作人員的安全、企業(yè)的財產(chǎn)安全。

1 壓力容器和焊接技術(shù)

壓力容器，顧名思義就是能夠承載一定壓力的一種封閉設(shè)備。應(yīng)用于冶金等行業(yè)，裝放各種工業(yè)氣體、液體。壓力容器的生產(chǎn)過程很復(fù)雜，包括有驗收、切割原材料，機械加工、組對，焊接、壓力測驗等。

焊接技術(shù)是壓力容器生產(chǎn)的其中一環(huán)。焊接指的是利用高壓、高熱形式將材料永久結(jié)合在一起的一種技術(shù)。焊接包括有對壓力容器的殼體、封頭等多處進行焊接。焊接在普通的壓力容器制作中工作量占40%左右，在厚板壓力容器中工作量占一半以上。不僅如此，對焊接技術(shù)的選擇要根據(jù)具體情況進行，因為這直接影響壓力容器的質(zhì)量。常見焊接技術(shù)包括埋弧焊、手工電弧焊和氬弧焊等。

2 焊接新技術(shù)的介紹及具體應(yīng)用

2.1 窄間隙埋弧焊技術(shù)及應(yīng)用

對壓力容器進行焊接時，壓力容器不同，采取的焊接技術(shù)是不同的。壓力容器壁厚度小于100mm時可以采用U型、V型坡口焊接。在厚度超過100mm時，再使用這樣的技術(shù)不僅效果無法令人滿意，還會造成資源的浪費，此時，應(yīng)用窄間隙埋弧焊這一新技術(shù)問題就迎刃而解了。

窄間隙埋弧焊技術(shù)在傳統(tǒng)焊接的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，利用了特殊的焊絲以及保護氣，還引進了先進的導(dǎo)入技術(shù)、焊縫跟蹤技術(shù)。該技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用受到了我國廠家的廣泛重視。其優(yōu)勢明顯，包括有焊接的速度快；節(jié)約能源，如焊絲、電能等；實際焊接時，前道工序能為接下來的工序預(yù)熱，后道工序能為前一道工序進行回火，確保焊接的接頭機械性能；利于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)；降低殘余應(yīng)力、形變影響等等。但在應(yīng)用上也有缺陷，厚壁壓力容器對焊接質(zhì)量要求很高，裝配所需時間久；應(yīng)用這一焊接技術(shù)出現(xiàn)問題時，修復(fù)很困難，對技術(shù)人員的要求極高等等。人們在應(yīng)用中對窄間隙焊接技術(shù)的認識并不完善，認為間隙越小越好，但間隙越小，修復(fù)越難甚至無法修復(fù)，所以要正確認識這一技術(shù)。在應(yīng)用窄間隙埋弧焊技術(shù)時，要做到具備可靠的雙側(cè)橫向、較強的自動跟蹤功能；焊道要與坡口側(cè)壁均勻的熔合，同時保證熔入的母材金屬量適當(dāng)；焊道則要做到薄而寬，從而可以達到改善過熱粗晶區(qū)性能的目的。

2.2 接管自動焊接技術(shù)及具體應(yīng)用

接管自動焊接包括接管與筒體、接管與封頭兩種。

接管與筒體的自動焊接。當(dāng)前傳統(tǒng)馬鞍形埋弧焊技術(shù)無法適應(yīng)實際生產(chǎn)情況。新興的接管馬鞍形埋弧焊技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。它具有高度的自動化水平，接管內(nèi)徑通過夾緊四連桿自動定心；焊槍的運動軌跡的主要參數(shù)是接管的直徑與筒體，通過相關(guān)焊接參數(shù)建立恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，實現(xiàn)焊接自動化。此外，通過在機器上輸入?yún)?shù)能實現(xiàn)多道工序的自動焊接，包括內(nèi)馬鞍、外馬鞍和水平環(huán)焊縫的焊接。具體應(yīng)用中，厚且間隙窄的坡口用超薄的大功率焊槍，窄間隙坡口用一層兩道自動埋弧焊方法。

接管與封頭的自動焊接，包括向心、非向心接管焊接兩種形式。封頭接管埋弧自動焊機有6個運動軸。自動焊接前進行設(shè)備的自動定心，再利用焊槍在接管外壁自動尋位保證焊槍旋轉(zhuǎn)中心定位于接管中心線。自動定心后，焊絲端部再自動尋位記錄焊縫高度方向的變化。這一技術(shù)還可以橫向跟蹤，使得焊絲與焊口側(cè)壁距離一致。

2.3 激光復(fù)合焊接技術(shù)及應(yīng)用

鎢極填絲氬弧焊由于熔化極氣體的保護無法使用純氬氣作為保護氣體，使得電弧在純氬氣中難以控制并具有一定的不穩(wěn)定性使得應(yīng)用效率低。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，激光電弧復(fù)合熱源這一新型焊接技術(shù)出現(xiàn)了，它可以取代鎢極填絲氬弧焊，具體應(yīng)用時可以在電弧的熔池中形成孔隙，其中可充滿金屬蒸汽，還可產(chǎn)生等電離子體，吸引電弧。所以激光電弧復(fù)合熱源焊接中，可以采用純氬做保護氣體，此時電弧可穩(wěn)定燃燒，對壓力容器的焊接會產(chǎn)生一定的高效性，提升了焊接的質(zhì)量。數(shù)字化焊接電弧和激光復(fù)合焊接技術(shù)的出現(xiàn)使得該技術(shù)在實際應(yīng)用時飛濺少，焊接穩(wěn)定且壓力容器質(zhì)量高，目前正慢慢地應(yīng)用于各壓力容器的焊接過程中。

3 結(jié)語

綜上所述，經(jīng)過科研人員的研究，我國新型焊接技術(shù)不斷出現(xiàn)并得到了應(yīng)用，取得了一定的成就。目前與焊接技術(shù)發(fā)達的德國等國相比雖仍顯不足，但隨著我國對高效、節(jié)能壓力容器焊接技術(shù)的研究，日后焊接技術(shù)會更加快速的發(fā)展，縮小與發(fā)達國家焊接技術(shù)的差距，與國際接軌，開拓國際市場。

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梁青（1984-）男，學(xué)歷:本科，專業(yè):機械設(shè)計制造及其自動化 職稱:化工設(shè)備助理工程師 研究方向:壓力容器焊接新技術(shù)及其應(yīng)用。