王新梅（新疆克拉瑪依市特種設(shè)備安全檢驗(yàn)所，新疆 克拉瑪依 834000）

壓力容器制造中的焊接新技術(shù)及質(zhì)量控制

王新梅（新疆克拉瑪依市特種設(shè)備安全檢驗(yàn)所，新疆 克拉瑪依 834000）

焊接質(zhì)量決定著壓力容器的制造情況，因此，一定要全面控制焊接質(zhì)量。本文主要就壓力容器制造展開(kāi)探討，首先介紹焊接接技術(shù)，然后研究質(zhì)量控制內(nèi)容，以此提升壓力容器制造水平。

壓力容器制造；焊接新技術(shù)；質(zhì)量控制

壓力容器制造過(guò)程中焊接質(zhì)量較為關(guān)鍵，從某種層面而言，焊接質(zhì)量決定著壓力容器的最終質(zhì)量。因此，焊接水平提高在壓力容器制造中具有重要意義。近幾年，壓力容器焊接工藝在筒體和封頭等焊接技術(shù)中，慢慢演變成了現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)，以此滿足不同的需求，全面提升自動(dòng)化水平，同時(shí)，操作方式也較為便捷。

1 壓力容器制造所用焊接新技術(shù)

1.1 接管自動(dòng)焊接

1.1.1 接管和筒體之間的自動(dòng)焊

原有馬鞍式埋弧焊接設(shè)備所形成的運(yùn)動(dòng)軌跡不能完全滿足不同焊接設(shè)備的相應(yīng)需求，更不能應(yīng)用在厚度較大、具有窄間隙坡口的情形中?；谶@一條件，便可引入最近新研制出來(lái)的接管馬鞍式埋弧焊接設(shè)備。這一設(shè)備具有明顯的自動(dòng)化特性，且所用控制手段高效、便捷，適應(yīng)能力突出。

自動(dòng)化馬鞍式埋弧焊接設(shè)備基本實(shí)現(xiàn)原理主要取決于接管內(nèi)徑，一般選取四連桿夾緊這一方式，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定心目標(biāo)；此設(shè)備的焊槍對(duì)應(yīng)的運(yùn)行軌跡是利用焊接對(duì)象筒體與接管直徑充當(dāng)基本焊接參數(shù)，利用參數(shù)能夠讓焊接模型處于自動(dòng)化聲場(chǎng)；借助人機(jī)交互界面能夠有效調(diào)控焊接的每一個(gè)參數(shù)，完成多道連續(xù)焊接，另外，焊接的焊道可在上述過(guò)程自動(dòng)排列。

1.1.2 焊管和接頭之間的自動(dòng)焊接

接管和封頭焊接存在兩種形式，即向心與非向心接管焊接，且封頭接管埋弧包含六個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，并懸掛于操作機(jī)中。

自動(dòng)焊接前應(yīng)面向設(shè)備實(shí)施自動(dòng)定心處理，利用焊槍完成接管外壁的自動(dòng)尋位，讓焊槍旋轉(zhuǎn)中心有效定位于接管中心線，此方法和人工定位相比，其效率能夠顯著提高。然后再經(jīng)由焊絲端部圍繞坡口底部實(shí)施自動(dòng)尋位處理，精準(zhǔn)記錄焊接高度層面的具體變化，完成高度的全面跟蹤，最終實(shí)現(xiàn)非向心接管的有效焊接。

1.2 窄間隙埋弧焊

在厚壁壓力容器中，若壁厚大于100mm，選用普通U型會(huì)造成材料能量以及工時(shí)的不必要浪費(fèi)。近期，國(guó)內(nèi)在窄間隙埋弧焊中投入了較大的力度，一些企業(yè)開(kāi)始嘗試應(yīng)用各種類型的窄間隙焊接手段。然而，如何正確認(rèn)識(shí)窄間隙焊接卻仍舊較為模糊，部分認(rèn)為在厚壁容器焊接中，應(yīng)以效率為主，所以，間隙應(yīng)越小越好。但恰恰相反，厚壁容器自身的質(zhì)量穩(wěn)定性才是最關(guān)鍵的，這是因?yàn)橐坏┌l(fā)生焊接缺欠，小間隙焊縫無(wú)法有效修復(fù)，有些甚至不能處理一定要切斷，要求對(duì)坡口進(jìn)行再加工處理，整體效率也不理想。

窄間隙埋弧焊所用設(shè)備應(yīng)格外關(guān)注其基本功能和關(guān)鍵功能，一定要具備優(yōu)良、理想的跟蹤功能；各焊接道一定要和坡口側(cè)壁有效熔合，同時(shí)，且不可過(guò)度融合母材金屬，這是因?yàn)槟覆暮剂看蠖噍^高；焊道最好保證薄而寬，能夠有效運(yùn)用后一道焊接產(chǎn)生的熱量，借此來(lái)對(duì)前一層焊道內(nèi)部的熱影響區(qū)實(shí)施熱處理，優(yōu)化過(guò)熱粗品區(qū)的整體性能；它不僅具有良好的熔敷效率，而且還不會(huì)對(duì)母材形成較大熱輸入而威脅母材熱影響區(qū)。

1.3 彎管內(nèi)壁堆焊

1.30 °彎管

這種內(nèi)壁堆焊選擇沿圓周環(huán)向這一方式實(shí)施自動(dòng)堆焊，其基本工藝方法是離子弧焊。自動(dòng)堆焊接選取5周協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，參照標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型有效排列焊道。工件實(shí)施3軸運(yùn)動(dòng)，首先，勻速旋轉(zhuǎn)，和焊槍擺幅寬窄呈現(xiàn)的變化保持一致，且焊接速度始終不變；然后，待工件焊一圈，便實(shí)施擺角變位置，讓下一圈焊縫始終處在和焊槍呈90°的平面中；最后，待工件焊一圈，則實(shí)施平移變位，讓下一圈焊縫圓心始終處在旋轉(zhuǎn)中心中。焊機(jī)接頭完成2軸運(yùn)動(dòng)，當(dāng)每進(jìn)行一圈堆焊，焊槍便后退相應(yīng)位移，著手下一圈堆焊操作。

2.90 °彎管

90°彎管內(nèi)壁堆焊選取沿彎管母線縱向樣式開(kāi)展自動(dòng)堆焊，其基本工藝方法為GMAW。主要將工件裝設(shè)于二維變位機(jī)中，通過(guò)工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)完成焊接；而翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)能夠讓每一條焊接到始終處在平焊位置；焊槍裝設(shè)于三維導(dǎo)軌中，旨在借此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變位。

2 質(zhì)量控制手段和控制系統(tǒng)組成

2.1 質(zhì)量控制手段

壓力容器制造管理采用系統(tǒng)質(zhì)量控制手段，常規(guī)的質(zhì)量體系主要包含組織機(jī)構(gòu)、法律規(guī)范、控制與信息反饋等多個(gè)系統(tǒng)。其中焊接質(zhì)量管控系統(tǒng)為控制系統(tǒng)的基本分支，包含材料、工藝與檢驗(yàn)等不同部門(mén)。這一系統(tǒng)還可劃分成多個(gè)控制環(huán)節(jié)，各控制環(huán)節(jié)還能夠劃分成多個(gè)控制點(diǎn)，基于影響點(diǎn)布設(shè)停止點(diǎn)。綜合來(lái)說(shuō)，焊接質(zhì)量表現(xiàn)在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，而質(zhì)量控制則應(yīng)遵循預(yù)防為主這一原則。

2.2 質(zhì)量控制系統(tǒng)基本組成

質(zhì)量控制系統(tǒng)包含焊接材料、工作人員的資質(zhì)條件、工藝評(píng)判、工藝文件編寫(xiě)和焊接設(shè)備等多個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)還涉及幾個(gè)控制點(diǎn)，各控制點(diǎn)環(huán)節(jié)均存在明確的控制目的、標(biāo)準(zhǔn)與圍繞控制環(huán)節(jié)所開(kāi)展的質(zhì)量活動(dòng)。為精準(zhǔn)、完整地描述控制系統(tǒng)，可利用控制程序圖，同時(shí)，還應(yīng)做出圖例。

3 結(jié)語(yǔ)

目前，焊接制造水平較高，并取得了喜人的成績(jī)，其中在大型壓力容器內(nèi)的表現(xiàn)最為突顯。現(xiàn)下我國(guó)已著手建設(shè)獨(dú)立、專有的制造廠，這在某種層面上推動(dòng)了壓力容器的發(fā)展。然而，焊接研發(fā)單位和設(shè)計(jì)制造等需進(jìn)一步加強(qiáng)內(nèi)部聯(lián)系，為焊接裝備創(chuàng)造廣闊的前景，讓我國(guó)焊接生產(chǎn)可與國(guó)際水平接軌。

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