探析压力容器焊接新技术及应用

1、探析压力容器焊接新技术及应用 探析压力容器焊接新技术及应用 摘要：本文将主要针对压力容器焊接的特点、我国压力容器的焊接技术的现状以及各种先进的压力容器的焊接技术进行简要分析，仅供参考。 关键词：压力容器；焊接技术；应用 中图分类号：O434文献标识码： A 一、压力容器焊接的特点 压力容器是指最高工作压力在0.1MPa以上的，容积大于25L，工作的介质是液化气体或者气体，其在工作的过程中温度相对较高，所以一旦出现问题，就会造成泄漏或者容器破坏的现象，严重的甚至会造成一定程度的人身与财产损失，后果相对较为严重。焊接的质量对压力容器的使用有着直接的影响，当然，焊接的质量好坏不仅受到焊接工艺的影响，

2、也受到质量管理工作的影响，这就要求对先进工艺与质量管理工作进行重视，以此来提高压力容器的平安与质量。如果在焊接的过程中出现：焊工施焊的不合格、没有按照标准对焊接工艺进行执行等现象，应该及时对其进行管理，虽然这些问题不属于技术上的问题，却会对压力容器的制作质量产生一定程度的影响，需要浪费大量的人力与物力资源对其进行维护。近几年，随着我国科技的开展逐渐加快，焊接技术中不断融入新的科技，以下对焊接中较为明显的特点进行分析与研究：首先就是焊接技术已经成为现阶段较为常见的连接技术，使用的范围相对较为广泛；其次，焊接技术在不断的完善过程中，不断的对自身的技术含量进行提高；焊接技术已经成为我国制造业的主要技

3、术，并是现代工业中不可或缺的局部。不仅是在我国，在国际上也是如此，焊接技术受到广泛的重视，并在一定程度上促进了社会的开展与工业的进步。 二、我国压力容器的焊接技术的现状 从六十年代起，我国压力容器的焊接技术逐步开展，主要有以下三方面的表现： 焊接技术最开始是以手工电弧焊为主制造各类压力容器，到今天,焊接技术已经相当成熟，开始大面积推广和应用自动和半自动的埋弧焊、电渣焊、气体保护焊等高效率、高质量的压力容器焊接技术。 为适应我国压力容器向大型化方向开展的需要，低合金高强度的钢材得以在压力容器的结构中广泛应用。这意味着我国的压力容器的焊接技术又开展到了一个更高的水平。这标志着我国压力容器焊接技术开

4、展到了一个新的水平。随着压力容器的焊接技术的开展，各个研究所都开始研究开展各种高效率、高质量的焊接新技术。 三、各种先进的压力容器的焊接技术 1、窄间隙埋弧的焊接技术 针对厚壁的压力容器的焊接，当壁厚超过100mm时，继续用普通的U型或V型坡13的焊接方法的话，不仅仅是浪费了材料、能源、人力物力和时间，更重要的是是很难焊接成功的。于是，就有不少企业开始应用各种功能形式的窄间隙焊接技术。 窄间隙埋弧的焊接设备中除了一些根本的功能之外，还用该注意一些重要的功能：比方，一定要有靠谱的双侧横向和高效率的自动跟踪功能，每条焊道在不过多熔入母材金属的根底上都要和均匀的坡口侧壁有较好的熔合；焊道应该尽可能的

5、薄而且要宽，因为可以充分的利用后面那道焊道经过焊接时候的热量对前一个焊道的热影响区进行比拟有效的热处理，从而改善了过热粗晶区的性能；另一方面还要具有比拟高的熔敷效率，以此来提高焊接的生产率，而又不会对母材造成比拟大的热输入从而影响母材热影响区性能等。 由我国自行研发的双丝窄间隙埋弧焊的创造专利技术就是充分考虑并且具备上面的功能而创造的，其两根焊丝的布置是成空间交叉的形式，这种形式可以解决厚壁容器的焊接效率和质量之间的矛盾。前丝：向侧、向前方倾斜，焊丝端头要靠近侧壁，以保证其电弧对侧壁进行均匀的熔合，但是又不会造成强烈的侧壁冲刷。众所周知，在埋弧焊的过程中电流的波动是无法防止的，假设焊丝垂直的指

6、向侧壁的话，焊接的参数的波动会很容易造成过于大而熔入侧壁中，从而对焊缝金属成分的均匀性造成影响。后丝：垂直向下并且离侧壁比拟远，其电弧有利于形成比拟宽而且薄的焊道，不仅能提高熔敷率，又不会使母材太大从而热输入，并且可以利用后续的焊道焊接时的热量来改善热影响区中的过热粗晶区的组织。 就目前来说，无论是从技术的成熟度还是实际的应用经验，窄间隙埋弧焊的方法都比窄间隙气体保护焊的方法可靠。窄间隙气体保护焊方法的坡口比拟窄，最主要的问题是不能够实现自动跟踪和不能够实现稳定可靠的跟踪，所以对坡的宽度的误差要求比拟严格，并且操作的人要有比拟丰富的经验，不然比拟容易出现焊接的缺陷。企业在选择窄间隙焊接方法的时

7、候，一定要根据本身的条件以及产品对象的特点来做出选择，其首要的指标是要考虑其可靠性以及稳定性。 2、压力容器用耐热钢焊接要点 预热与层间温度在Cr-Mo钢的焊接特点中提到的冷裂纹、热裂纹及消除应力裂纹，都与预热及层间温度相关。一般来说，在条件许可下应适当提高预热及层间温度来防止冷裂纹和再热裂纹的产生。 焊后热处理对于低合金耐热钢，焊后热处理的目的不仅是消除焊接剩余应力，而且更重要的是改善组织提高接头的综合力学性能，包括提高接头的高温蠕变强度和组织稳定性，降低焊缝及热影响区硬度，还有就是使氢进一步逸出以防止产生冷裂纹。 后热和中间热处理Cr-Mo钢冷裂倾向大，导致生产裂纹的影响因素中，氢的影响居

8、首位，因此，焊后必须立即消氢。一般说来，Cr-Mo钢容器的壁厚、刚性大、制造周期长，焊后不能很快进行热处理，为防裂并稳定焊件尺寸，在主焊缝完成后进行比最终热处理温度低的中间热处理。这类钢的后热温度一般为300-350，也有少数制造单位取350-400的。中间热处理标准随钢种、结构、制造单位的经验而异，一般中间热处理温度为±15。 焊接标准的选择焊接线能量、预热温度和层间温度直接影响到焊接接头的冷却条件，一般来说，焊接线能量越大，冷却速度越慢，加之伴有较高的预热和层间温度，就会使接头各区的晶粒粗大，强度和韧性都会降低。对于低合金耐热钢而言，对焊接线能量在一定范围内变化并不敏感，也就是说

9、，允许的焊接线能量范围较宽，只有当线能量过大时，才会对强度和韧性有明显的影响，所以为了防止冷裂纹的产生，焊接时线能量不要过小。 3、弯管内壁堆焊技术 在实际使用过程中，在经历长期的使用之后，不少压力容器的接管内壁都会出现不同程度的腐蚀现象。所以，在制造各种压力容器的过程中，需要在其接管内壁堆焊不同的不锈钢耐磨层。但是，在实际操作过中，会极大的提高弯管内部堆焊设备的设计难度。在实际进行焊接的时候，如果对30°弯管内壁的堆焊无法满足90°弯管实际焊接要求的时候，那么需要将90°的弯管分为三局部，对三局部进行分步焊接之后，才能组合在一起，完成对90°弯管的焊接

10、工作。但是，这样的焊接过程显然费时费力，效率较低。于是，随着焊接技术的不断开展，弯管内壁自动堆焊技术开始被应用到实际生产过程中。 1、30°弯管内壁堆焊。 30°弯管内壁堆焊的具体方式是沿圆周环自动堆焊，具体操作为：自动堆焊机利用5轴进行协调运动，按照叶定的数学模型对焊道进行自动排列。工件保持3轴运动，第一，保持匀变速旋转，并保证与焊枪的摆幅宽窄变化情况一致相，焊接速度保持恒定；第二，每焊一圈，便对摆角进行变位，保证下一圈焊缝位于与焊枪垂直的平面之内；第三，工件焊一圈，进行平移变位，保证下一圈焊缝的圆心位于旋转中心。焊接机头进行2轴运动，完成一圈堆焊，焊枪即需要后退一个位移

11、，然后进行下一圈堆焊；焊接的时候，焊枪要保持变摆幅运动，保证堆焊层厚度的均匀性和一致性。具体参照的数学模型要以弯管的曲率半径和内径为参考。同时，为了保证自动堆焊的稳定性，设备还需要具有弧压自动跟踪系统，以及断点记忆和自动复位等功能。 2、90°弯管内壁堆焊。 90°弯管内壁堆焊是沿着弯管母线的纵向自动堆焊，具体方法为：将工件安装在二维变位机上，通过工件的旋转来进行焊接；工件翻转，每一条焊道都保持平焊位置；90°弯曲焊枪安装于三维导轨上，保证焊枪的自动变位。 结束语 只有保证较高的焊接质量，才能保证各种压力容器的平安运行，防止各种事故的出现，最大程度保障操作人员的平安。因此，不断分析研究各种新型的焊接技术，提高焊接技术的水平，是各压力容器制造厂家十分关注的课题。 参考文献 【1】康志东.压力容器焊