摘 要：在壓力容器制造過(guò)程中，容器的制造質(zhì)量在很大程度上取決于容器的焊接質(zhì)量，焊接質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到產(chǎn)品的運(yùn)行安全和人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。因此，在壓力容器的制造過(guò)程中對(duì)焊接方面的要求很高，焊接的質(zhì)量控制是工程建設(shè)質(zhì)量控制的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：壓力容器；焊接質(zhì)量；分析

“質(zhì)量-市場(chǎng)-效益-生存-發(fā)展”已成為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)生活的生命線，隨著科學(xué)技術(shù)和世界范圍的經(jīng)濟(jì)、貿(mào)易和交往迅速發(fā)展，質(zhì)量也成為一個(gè)永恒的、跨越國(guó)界的主題。壓力容器能否安全運(yùn)行，首先取決于它的制造質(zhì)量，而焊接質(zhì)量又是壓力容器制造質(zhì)量的關(guān)鍵。

一、壓力容器焊接常見(jiàn)的缺陷及原因分析

廣義的焊接缺陷是指焊接過(guò)程中在焊接接頭處產(chǎn)生不符合設(shè)計(jì)或工藝文件要求的缺陷，亦稱(chēng)為焊接缺欠。焊接過(guò)程中有著許多不能夠人為控制的因素，焊件出現(xiàn)缺陷是不可能完全避免。焊接缺陷按其形成的部位可分為焊縫內(nèi)部缺陷和焊縫外部缺陷兩大類(lèi)，其中內(nèi)部缺陷有未熔透、未熔合、夾渣、內(nèi)部氣孔、內(nèi)部裂紋等；外部缺陷有焊縫尺寸與形狀不符合要求、咬邊、焊瘤、凹坑（包括弧坑）、塌陷、燒穿、表面氣孔、表面裂紋等。

（一）壓力容器焊接常見(jiàn)的內(nèi)部缺陷。夾渣是指焊后非金屬夾雜物殘留在焊道之間或焊縫與坡口側(cè)壁之間的焊渣，究其原因主要是焊接過(guò)程中的被焊邊緣和各層焊縫清渣不干凈；焊條角度和運(yùn)條技法不當(dāng)；焊接電流過(guò)小，焊接速度過(guò)快；坡口設(shè)計(jì)加工不合適等。氣孔是指在焊接過(guò)程中，熔池金屬高溫時(shí)產(chǎn)生和吸收的氣泡，在凝固時(shí)未能及時(shí)逸出，殘存于焊縫之中所形成的空穴。氣孔的產(chǎn)生有很多原因，主要的原因表現(xiàn)為焊接材料不干凈或受潮，未按規(guī)定溫度烘干；焊接線能量過(guò)小且熔池冷卻速度大導(dǎo)致氣體難以逸出；焊接區(qū)未能得到有效保護(hù)等。未焊透和未熔合是焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生的嚴(yán)重缺陷，未熔合是指在熔焊時(shí)，焊縫金屬與母材金屬之間熔化不良的現(xiàn)象。未焊透是指焊接時(shí)，母材金屬未熔化，焊縫金屬?zèng)]有進(jìn)入接頭根部。未焊透和未熔合一般出現(xiàn)在焊縫坡口中間。

（二）壓力容器焊接常見(jiàn)的外部缺陷。焊接裂紋是一種會(huì)造成極大安全隱患的嚴(yán)重缺陷，裂紋是指焊縫及附近區(qū)域內(nèi)部或表面有裂紋。它具有尖銳的缺口和較大的長(zhǎng)寬比，通常在焊接接頭中是不允許存在的。焊接材料或工件化學(xué)成分不當(dāng)、焊縫深寬比太大、焊縫金屬冷卻凝固過(guò)快、焊道太窄（特別是角焊縫和底層焊道）、焊接工藝不合理等都是造成焊接裂紋的主要原因。咬邊則是由于焊接工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，操作不當(dāng)、焊接電流大、焊接速度太快或焊接材料與母材化學(xué)成分匹配不當(dāng)造成的焊趾（或焊根）處出現(xiàn)的低于母材表面的凹陷或溝槽。

二、加強(qiáng)壓力容器焊接質(zhì)量控制的相應(yīng)措施

壓力容器是典型的焊接結(jié)構(gòu)，其制造質(zhì)量不可僅僅看做是焊接技術(shù)部門(mén)或檢驗(yàn)部門(mén)的職責(zé)，因?yàn)閴毫θ萜鞯纳a(chǎn)過(guò)程很復(fù)雜，涉及的因素很多，諸如設(shè)計(jì)、材料、工藝規(guī)范、焊接設(shè)備、檢驗(yàn)手段及人的因素（操作技能、個(gè)性、情緒）等均能直接影響焊接質(zhì)量。

（一）焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)綜合考慮壓力容器的結(jié)構(gòu)形狀、使用要求、變形大小、焊件厚度、坡口加工的難易程度、焊接材料的消耗量等因素，以確定接頭形式和總體結(jié)構(gòu)形式。

（二）焊接結(jié)構(gòu)件材料的選擇。制造壓力容器的材料種類(lèi)很多，總體上可以分為金屬材料和非金屬材料。目前除了極少數(shù)的低壓容器采用非金屬材料外，絕大多數(shù)都采用金屬材料，而且多用鋼材，主要是碳鋼和合金鋼。在滿(mǎn)足工作性能要求的前提下，焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)優(yōu)先選擇焊接性好的材料。壓力容器用鋼的良好焊接性能是保證壓力容器產(chǎn)品安全可靠的首要條件。如碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.25%的低碳鋼和碳當(dāng)量小于0.4%的低合金鋼，塑性和沖擊韌性?xún)?yōu)良，都具有良好的可焊性，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量選用。對(duì)于焊接性較差的鋼，只要采取合適的焊接工藝措施，也能獲得質(zhì)量較好的焊接接頭。

對(duì)于同種金屬的焊接，在選擇焊接材料時(shí)，應(yīng)盡量使它的成分接近基體金屬的成分。而對(duì)于異種金屬的焊接，必須考慮它們的焊接性及其差異。一般要求接頭強(qiáng)度不低于被焊鋼材中的強(qiáng)度較低者。

（三）焊接過(guò)程的工藝設(shè)計(jì)。用焊接方法制造、安裝、修理、改造壓力容器的主要受壓元件前，施焊單位應(yīng)編寫(xiě)焊接工藝指導(dǎo)書(shū)，并進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，在符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求后，應(yīng)提交完整的焊接工藝評(píng)定報(bào)告，并根據(jù)該報(bào)告和圖樣的要求制訂焊接工藝流程。除設(shè)計(jì)規(guī)定外，焊接配件時(shí)不得強(qiáng)力對(duì)正。焊接裝配和定位焊的質(zhì)量應(yīng)符合工藝文件要求后才允許焊接。焊接工的操作水平對(duì)焊縫質(zhì)量起著決定性的作用，因此，還應(yīng)注重焊接工的操作水平，最好是持有國(guó)家考試證書(shū)經(jīng)基本知識(shí)考試和焊接操作技能考試合格的高級(jí)焊工，熟悉焊接工藝參數(shù)、焊接順序、操作方法及其對(duì)焊接質(zhì)量的影響，掌握焊接質(zhì)量管理體系、規(guī)章制度、工藝文件、工藝紀(jì)律、焊接工藝評(píng)定、焊工管理規(guī)則等基本知識(shí)。

（四）焊后熱處理。焊后熱處理是指工件焊完之后對(duì)焊接區(qū)域或焊接工件進(jìn)行的熱處理，其作用主要是消除或部分消除焊接殘余應(yīng)力和改善焊接區(qū)的性能等有害影響，穩(wěn)定零部件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。壓力容器用鋼熱處理的常見(jiàn)類(lèi)型有退火、固溶、正火、回火、淬火、低溫消除應(yīng)力、析出熱處理等。

（五）焊接的質(zhì)量檢驗(yàn)。焊接過(guò)程中焊接出現(xiàn)缺陷是不可能完全避免，要控制焊接的質(zhì)量，焊接檢驗(yàn)過(guò)程是必不可少的。其中包括原材料檢驗(yàn)、各工序的質(zhì)量檢驗(yàn)和設(shè)備的整體質(zhì)量檢驗(yàn)。

工序的質(zhì)量檢驗(yàn)是制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它主要包括尺寸和幾何形狀及材質(zhì)性質(zhì)兩方面的檢驗(yàn)，其中材質(zhì)方面的質(zhì)量檢驗(yàn)主要指焊接接頭的質(zhì)量檢驗(yàn)。焊接接頭的檢驗(yàn)內(nèi)容包括從圖樣設(shè)計(jì)到產(chǎn)品制出整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中所使用的材料、工具、設(shè)備、工藝過(guò)程和成品質(zhì)量的檢驗(yàn)，主要分為三個(gè)階段：焊前檢驗(yàn)、焊接過(guò)程中的檢驗(yàn)和焊后成品的檢驗(yàn)。檢驗(yàn)方法根據(jù)對(duì)產(chǎn)品是否造成損傷可分為破壞性檢驗(yàn)和無(wú)損檢測(cè)兩類(lèi)。

1.焊前檢驗(yàn)。焊前檢驗(yàn)包括檢驗(yàn)技術(shù)文件（圖樣、工藝規(guī)程）是否齊備、焊接材料（焊條、焊絲）和母材金屬的質(zhì)量檢驗(yàn)、毛坯裝配和焊接件邊緣質(zhì)量的檢驗(yàn)、焊接設(shè)備是否完善，以及焊工操作水平的鑒定等。2.焊接過(guò)程中的檢驗(yàn)。包括焊接工藝規(guī)范的檢驗(yàn)、焊縫尺寸的檢查、夾具情況和結(jié)構(gòu)裝置質(zhì)量的檢查等。3.焊后成品檢驗(yàn)。焊后成品檢驗(yàn)是焊接質(zhì)量檢驗(yàn)的關(guān)鍵，是焊件質(zhì)量最后的評(píng)定。常見(jiàn)的焊后成品檢驗(yàn)方法很多，常用的有以下兩種：一是外觀檢驗(yàn)，主要是肉眼觀察。主要是發(fā)現(xiàn)焊縫表面的缺陷和尺寸上的偏差。一般通過(guò)肉眼觀察，借助標(biāo)準(zhǔn)樣板、量規(guī)和放大鏡等工具進(jìn)行檢驗(yàn)。二是物理方法檢驗(yàn)。物理方法檢驗(yàn)的主要手段是無(wú)損檢測(cè)，設(shè)備的整體質(zhì)量檢驗(yàn)除外形尺寸測(cè)量外，一般只做耐壓試驗(yàn)和泄漏試驗(yàn)。

三、結(jié)語(yǔ)

焊接產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，將直接影響產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的安全性。通過(guò)分析壓力容器焊接過(guò)程中所存在的缺陷，我們可以知道，焊接產(chǎn)品的質(zhì)量除了取決于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、施工工藝等因素外，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，還應(yīng)在制造過(guò)程中對(duì)焊接材料、焊接工藝和焊縫檢驗(yàn)進(jìn)行控制，減少和避免焊接缺陷的產(chǎn)生，以便及時(shí)消除缺陷，這樣才能確保壓力容器的生產(chǎn)安全。

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