壓力容器焊接工藝技術(shù)研究

胡勇軍

摘 要：自從改革開放以來(lái)，我國(guó)的工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展速度就越來(lái)越快，促進(jìn)了我國(guó)的工業(yè)化發(fā)展，也帶動(dòng)了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，其中，工業(yè)生產(chǎn)中，壓力容器的應(yīng)用十分普遍，壓力容器的質(zhì)量和使用質(zhì)量直接影響著我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展，所以近幾年來(lái)的工業(yè)生產(chǎn)中，十分重視壓力容器的質(zhì)量和使用。在壓力容器的生產(chǎn)和加工過程中，焊接工作的質(zhì)量直接影響著其質(zhì)量和使用安全，所以文章就針對(duì)壓力容器的焊接工作進(jìn)行探討，研究壓力容器的焊接工藝和技術(shù)。

關(guān)鍵詞：壓力容器；焊接工藝；技術(shù)

中圖分類號(hào)：TH49 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）33-0116-02

Abstract： Since the reform and opening up， the industrial field in our country has been developing faster and faster， which has promoted the development of industrialization and the economic and social development of our country. Among them， the application of pressure vessels is very common in industrial production. The quality and service quality of pressure vessels directly affect the industrial production and development of our country， so in recent years， the quality and use of pressure vessels have been attached great importance to in industrial production. In the production and processing of pressure vessels， the quality of welding directly affects the quality and safety of use， so this paper discusses the welding of pressure vessels， and studies the welding process and technology of pressure vessels.

Keywords： pressure vessel； welding process； technology

壓力容器是我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分普遍的設(shè)備，壓力容器的生產(chǎn)自然也就成為了我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中十分重要的工作，而壓力容器的生產(chǎn)加工過程中，焊接工作的質(zhì)量直接影響著其質(zhì)量?，F(xiàn)在的壓力容器生產(chǎn)和加工工作中，出現(xiàn)了很多新的焊接工藝和技術(shù)，使得壓力容器的焊接質(zhì)量顯著提高，但是在具體的應(yīng)用中，仍然存在著很多的問題，很多的因素會(huì)對(duì)其焊接質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。所以在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中，需要對(duì)壓力容器的焊接工作進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，提高壓力容器的焊接質(zhì)量。

1 壓力容器焊接的特點(diǎn)

1.1 含有多種元素

壓力容器在使用的過程中，由于其使用環(huán)境比較苛刻，因此大部分的壓力容器都會(huì)使用低合金高強(qiáng)鋼等各種特殊材料制成，保證壓力容器的質(zhì)量和性能，但是這些材料在焊接的過程中，由于其內(nèi)部含有大量的元素，使得材料本身具有高硬度，經(jīng)過焊接之后還會(huì)產(chǎn)生淬硬的效果，使得最終生產(chǎn)出的壓力容器具有較高的硬度和強(qiáng)度。但是這些材料在焊接的過程中，由于剛性較大，還很容易產(chǎn)生冷裂紋，冷裂紋是壓力容器焊接中的重要隱患，不容易被發(fā)現(xiàn)，但是還會(huì)給壓力容器的質(zhì)量帶來(lái)極大的威脅，這樣的壓力容器在使用的過程中，很容易出現(xiàn)安全事故。因?yàn)樵诤附拥倪^程中，與焊接頭接觸的位置會(huì)由于溫度過高，使得材料中的各項(xiàng)元素保留在奧氏體里，而在焊接結(jié)束之后，材料溫度會(huì)迅速降低，這些元素?zé)o法被及時(shí)析出，后期再進(jìn)行熱處理時(shí)會(huì)容易彌散，使晶粒內(nèi)部強(qiáng)度升高，晶界處易發(fā)生變形，導(dǎo)致焊接接頭的位置發(fā)生斷裂或出現(xiàn)裂紋。另外在焊接的過程中，如果焊接頭處釋放出的熱量不足，會(huì)影響到壓力容器的塑性，使得焊接頭的位置材料發(fā)生軟化，給鍋爐的質(zhì)量和使用性能帶來(lái)不利影響。

1.2 焊接困難

壓力容器是一種相對(duì)來(lái)說結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的容器，所以在焊接的過程中，只要對(duì)其各個(gè)結(jié)構(gòu)的焊接工作都要進(jìn)行研究，而且每個(gè)結(jié)構(gòu)在焊接的過程中，還需要準(zhǔn)確掌握其尺寸，為了保證焊接的質(zhì)量，還需要先進(jìn)行預(yù)熱和微觀組織等操作，這一系列的操作十分復(fù)雜，在焊接的過程中，很容易受到外界因素的干擾，影響最終的焊接質(zhì)量。

2 壓力容器焊接技術(shù)和焊接材料

2.1 焊接技術(shù)特點(diǎn)

在選擇壓力容器的焊接技術(shù)和焊接工藝時(shí)，需要根據(jù)壓力容器的具體用途和使用要求，以及壓力容器的材料等進(jìn)行綜合考慮，不同的用途和焊接材料會(huì)影響到焊接工藝的效果，材料的厚度也會(huì)影響到焊接工藝的選擇。當(dāng)前我國(guó)壓力容器焊接工藝和焊接技術(shù)存在著幾個(gè)顯著特點(diǎn)：目前我國(guó)的科技發(fā)展，使得焊接技術(shù)和焊接工藝的種類越來(lái)越多，其應(yīng)用也愈加廣泛，同時(shí)人們對(duì)于焊接工藝的要求也會(huì)相應(yīng)提高；目前我國(guó)應(yīng)用的大部分焊接技術(shù)和焊接工藝還存在著缺陷，且整體的科技水平也比較低，所以想要提高壓力容器的焊接質(zhì)量，需要加強(qiáng)對(duì)焊接工藝和焊接技術(shù)的進(jìn)一步研究。

2.2 焊接材料

壓力容器在焊接的過程中，對(duì)于焊接材料也有著比較高的要求，而且焊接材料的不同，也會(huì)影響焊接工藝的選擇，所以在選擇焊接材料時(shí)，需要注意以下基本原則：

（1）利用低合金耐熱鋼作為焊接材料時(shí)，要保證焊接處的金屬與母材金屬的強(qiáng)度相同，其焊接溫度要不低于母材的溫度下限。

（2）壓力容器在焊接的過程中，由于選擇的焊接材料的特殊性，所以其內(nèi)部含有大量的金屬元素，為了保證最終的壓力容器焊接質(zhì)量，要求這些金屬元素的含量要不低于母材的標(biāo)準(zhǔn)值要求，保證焊接縫的金屬性能與母材金屬性能相同。

（3）焊接材料中除了主要的金屬元素之外，還包含了大量的微量元素，這些微量元素的存在會(huì)影響到焊接工作的質(zhì)量，所以必須要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證焊接材料的回火脆性與母材相同。

（4）焊接材料中的碳元素含量一般都比較高，碳含量會(huì)影響到最終的焊接縫的抗裂性，所以必須要控制好焊接材料中的碳含量，要在保證其最終的焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)上，盡量降低其中的碳含量，尤其是要低于母材的碳含量，提高其抗裂性。

3 壓力容器焊接工藝和技術(shù)

3.1 底層焊接

壓力容器在焊接的過程中，需要按照順序進(jìn)行逐步焊接，首先需要進(jìn)行底層焊接，保證壓力容器里層的質(zhì)量和穩(wěn)定性。焊接時(shí)通常會(huì)采用氫弧焊的方法，從上到下以點(diǎn)焊的方式進(jìn)行焊接，在焊接的過程中，必須要保證焊縫的均勻性，防止出現(xiàn)裂紋。

3.2 中層焊接

在底層焊接結(jié)束之后，需要進(jìn)行中層焊接，針對(duì)焊縫進(jìn)行清理和檢查，保證焊縫的質(zhì)量，控制好焊縫接頭與底層焊縫接頭的錯(cuò)開距離，用直徑為3.2的焊條，進(jìn)行直線型的運(yùn)條焊接，要保證中層焊縫的厚度是焊條直徑的八倍以上。

3.3 表層焊接

在壓力容器的焊接工作中，表層焊接需要考慮到焊縫的厚度，和每個(gè)焊條的位置，通常要保證每根焊條的起弧位置與收弧位置，與中層焊縫接頭錯(cuò)開。在進(jìn)行表層焊接時(shí)，除了要保證焊接的質(zhì)量，還要保證其外觀的整體性和美觀性，要保證焊縫表面完整，使得壓力容器的表面圓滑過渡。

3.4 焊后熱處理

壓力容器焊接的過程中，在對(duì)所有結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接之后，還需要對(duì)其進(jìn)行焊后熱處理，重新處理焊縫位置，盡量消除焊接處的殘余應(yīng)力，優(yōu)化焊縫的質(zhì)量，防止裂紋的產(chǎn)生。焊后熱處理能夠有效保證壓力容器焊接工作的質(zhì)量，所以在壓力容器的焊接工作中是必不可少的。

3.5 無(wú)損檢測(cè)

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要是針對(duì)焊接后的壓力容器進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)其基本性能和質(zhì)量能否符合壓力容器的使用要求，在檢測(cè)過程中主要利用檢測(cè)設(shè)備對(duì)焊縫處進(jìn)行檢測(cè)，檢查焊縫處的應(yīng)力和焊縫內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，保證焊接縫的質(zhì)量。

4 壓力容器焊接新工藝

當(dāng)前我國(guó)壓力容器焊接工作中，錯(cuò)邊和角變形問題比較常見，尤其是一些比較厚的材料，在焊接時(shí)很難控制其具體的比例，容易發(fā)生變形問題，而且在焊接之后，很多壓力容器會(huì)出現(xiàn)氣孔和渣滓，焊縫未熔合或未焊透的情況也時(shí)常發(fā)生。因此在壓力容器的焊接工作中，必須要針對(duì)焊接材料的具體性能和尺寸，對(duì)其錯(cuò)邊比例進(jìn)行控制，還要在焊接的過程中，對(duì)焊接的速度和電流進(jìn)行調(diào)整，并且隨時(shí)保證其焊接縫周圍環(huán)境的整潔性，如果出現(xiàn)了未熔合的情況，就需要選擇合適的焊接電流對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)救。

5 結(jié)束語(yǔ)

自從我國(guó)工業(yè)化建設(shè)發(fā)展以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)就得到了迅速的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，壓力容器的應(yīng)用十分普遍，比如鍋爐等，給工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)很大的便利。但是在壓力容器的生產(chǎn)和加工過程中，焊接工作作為其中比較重要的工作，直接影響著壓力容器的質(zhì)量和使用安全性，因此我國(guó)十分重視壓力容器的焊接工作，并且隨著科技的不斷發(fā)展，壓力容器的焊接工藝和技術(shù)也層出不窮，焊接的材料也愈加豐富多樣，這在一定程度上提高了壓力容器的焊接質(zhì)量。因此在現(xiàn)代壓力容器的焊接工作中，焊接企業(yè)需要從眾多的焊接工藝中選擇出最合適的工藝和技術(shù)，加強(qiáng)應(yīng)用，切實(shí)提高壓力容器的質(zhì)量，為我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)提供便利。

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