陳世忠 張 敏 李澤民

(青島荏原環(huán)境設(shè)備有限公司 山東青島 266000)

壓力容器焊接質(zhì)量控制的具體措施

陳世忠 張 敏 李澤民

(青島荏原環(huán)境設(shè)備有限公司 山東青島 266000)

在壓力容器焊接的過程中，質(zhì)量是一個(gè)極為關(guān)鍵的問題。本文主要圍繞著壓力容器焊接質(zhì)量問題展開分析，探討了壓力容器焊接過程中存在的主要問題，并提出了質(zhì)量控制的措施。

壓力容器；焊接；質(zhì)量控制；措施

一、前言

在壓力容器焊接的過程中，存在很多的質(zhì)量問題，因此，為了提高焊接的質(zhì)量，一定要采取有效的措施來控制焊接的整個(gè)過程，進(jìn)而提高焊接的效果，為壓力容器的質(zhì)量提供保證。

二、鍋爐壓力容器的焊接技術(shù)簡(jiǎn)介

1、MAG自動(dòng)焊接

雙面脈沖 MAG自動(dòng)焊接是一種焊接效率較高，焊接質(zhì)量控制嚴(yán)格的焊接技術(shù)。雙面脈沖MAG自動(dòng)焊接技術(shù)多用在鍋爐水冷壁管焊接工藝中，該技術(shù)自被引用以來大大提高了水冷壁的焊接效率。MAG焊接實(shí)際是指熔化極活性氣體保護(hù)電弧焊，該方法解決了鍋爐水冷壁制造過程中在仰焊位置所需的特殊工藝問題。其通常用的保護(hù)氣體有：氬氣、氦氣、CO2氣或這些氣體的混合氣。

2、MIG焊接技術(shù)

MIG焊接技術(shù)又被稱為熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊，該焊接技術(shù)的主要原理是利用連續(xù)送進(jìn)的焊絲與工件之間燃燒的電弧作熱源，由焊炬嘴噴出的氣體來保護(hù)電弧進(jìn)行焊接的。在鍋爐制造過程中，MIG焊接技術(shù)可以應(yīng)用在厚壁管對(duì)接接頭中，最典型的優(yōu)勢(shì)在于該種焊接技術(shù)的高效性。在鍋爐中有著上千個(gè)接頭需要焊接，因此該焊接技術(shù)獲得了廣泛的推廣。

3、TIG焊接技術(shù)

TIG焊接技術(shù)是指利用鎢極惰性氣體進(jìn)行焊接技術(shù)。TIG焊接技術(shù)根據(jù)自動(dòng)化程度可以分為手工焊、半自動(dòng)焊和自動(dòng)焊三類。TIG焊接技術(shù)由于在焊接過程中可不使用焊劑，故焊接后沒有雜質(zhì)和夾渣，焊接后的接口品質(zhì)良好。其中，利用TIG焊接技術(shù)進(jìn)行窄間隙熱絲，成功了解決了焊接過程中筒身轉(zhuǎn)動(dòng)、竄動(dòng)和跟蹤困難等實(shí)際問題。該焊接技術(shù)在鍋爐制造工業(yè)獲得很大程度的推廣，為我國的鍋爐制造也作出了巨大貢獻(xiàn)。

三、壓力容器焊接質(zhì)量控制措施

1、焊接設(shè)備使用維護(hù)管理

焊接設(shè)備主要有焊機(jī)、焊條烘干箱、保溫桶、加熱器、鉗形電流表及溫度測(cè)量儀。為保證焊接質(zhì)量，應(yīng)定期對(duì)焊接設(shè)備進(jìn)行全面的檢查和維護(hù)。焊機(jī)都應(yīng)裝配電流表、電壓表，焊條烘干箱要有溫度表等儀器，并定期對(duì)焊接設(shè)備的電流、電壓、溫度顯示進(jìn)行校驗(yàn)，確保焊接所使用的工藝參數(shù)的正確。另外每次對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面的檢查、維護(hù)和校驗(yàn)都要做記錄，并進(jìn)行保存，以便備查。

2、焊接材料管理

在焊條周轉(zhuǎn)或儲(chǔ)存過程中，由于保管不善或存放時(shí)間過長，都有可能發(fā)生焊條吸潮、銹蝕及藥皮脫落等缺陷，這就會(huì)影響焊條的使用性能，造成飛濺增大、產(chǎn)生氣孔、焊接過程中藥皮成塊脫落甚至焊條報(bào)廢等。管理不善還可能造成錯(cuò)發(fā)、錯(cuò)用，造成質(zhì)量事故。焊接材料的管理目的是確保壓力容器的焊接正確、焊縫合格，應(yīng)保證在整個(gè)生產(chǎn)過程中焊條的領(lǐng)用有條不紊。焊接材料的管理包括焊接材料的采購、驗(yàn)收、保管、烘干、發(fā)放和回收。焊接材料合格與否由焊材的訂貨、驗(yàn)收和復(fù)驗(yàn)來保證。焊接材料進(jìn)廠后，檢驗(yàn)人員應(yīng)根據(jù)材料質(zhì)量證明書、采購合同、訂貨技術(shù)條件及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收。

3、焊接工藝評(píng)定及焊接檢驗(yàn)管理

（一）焊接工藝評(píng)定

焊接工藝評(píng)定是指為驗(yàn)證所擬定的焊件焊接工藝的正確性而進(jìn)行的試驗(yàn)過程及結(jié)果評(píng)價(jià)，即通過擬定正確的焊接工藝保證焊接接頭獲得所要求的使用性能。作為焊接的質(zhì)量管理，目前沒有條件制定以各種使用性能作為焊接工藝評(píng)定的判斷準(zhǔn)則，因此以焊接接頭的力學(xué)性能（拉伸、彎曲、沖擊）作為判斷焊接工藝的準(zhǔn)則。

（二）焊接檢驗(yàn)

焊接檢驗(yàn)是確保壓力容器可靠性必不可少的環(huán)節(jié)之一，包括焊前檢查、焊接過程中工藝執(zhí)行情況的檢查、焊后焊縫的外觀檢查及焊縫的無損檢測(cè)。焊前檢查的內(nèi)容包括確認(rèn)焊工資格、確認(rèn)焊接材料及其烘干溫度和保溫時(shí)間、焊縫坡口清理情況、焊縫裝配質(zhì)量、預(yù)熱溫度等的檢驗(yàn)。焊接過程中的檢查內(nèi)容，主要是監(jiān)督焊工是否按焊接工藝規(guī)程提供的參數(shù)進(jìn)行焊接，如焊接電流大小、焊接電壓、焊速、層數(shù)、層間溫度、后熱溫度及保溫時(shí)間的檢查等。

四、焊接質(zhì)量缺陷成因及控制措施

1、焊接變形

防止變形是和焊工的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)息息相關(guān)的。特別是大型壓力容器或者組合式和瓣片式造型容器容易發(fā)生變形。焊工在焊接時(shí)要對(duì)焊材和焊接工藝有一定的了解，在實(shí)際操作中能夠判斷是否會(huì)變形，預(yù)先在焊接件上向焊接變形相反的方向變形，這樣的反變形措施能夠抵消產(chǎn)品的實(shí)際變形。

2、裂紋

近幾年由于裂紋缺陷導(dǎo)致的壓力容器事故不在少數(shù)，裂紋具有形成因素復(fù)雜、預(yù)見性較低、形態(tài)各異等特點(diǎn)成為危害性極大的一類缺陷。在發(fā)現(xiàn)淺表裂紋時(shí)采用全部打磨法消除；超出規(guī)定尺寸裂紋時(shí)采用補(bǔ)焊法處理，能夠有效的減小裂紋的危害性。

3、氣孔和夾渣

氣孔是屬于深埋缺陷，一般是由于在焊接時(shí)有油污、水漬和銹跡等原因造成的。預(yù)防氣孔產(chǎn)生的具體措施是：根據(jù)氣孔的大小和性質(zhì)選擇合適的焊接速度和電流仔細(xì)清理污垢。但只有嚴(yán)重的氣孔才有消除的必要性，一般微小的氣孔危害不大，可以不必清理。

夾渣，一般是由于焊縫邊緣有氧割或碳弧氣刨殘留了熔渣；焊接速度過快；焊接電流過小等原因?qū)е碌摹?/p>

4、咬邊

往往焊工在操作中選擇電流過大、速度過快或焊接角度不當(dāng)?shù)仍蛉菀讓?dǎo)致咬邊的產(chǎn)生。咬邊的產(chǎn)生對(duì)焊接質(zhì)量有較大的影響，因此焊工在焊接技術(shù)水平上要有所提高，學(xué)會(huì)選擇合適的焊接電流，掌握熟練的運(yùn)條手法，隨時(shí)注意焊接的角度才能有效的防止咬邊的產(chǎn)生。

未焊透、未溶合，在焊接時(shí)，接頭末梢未徹底熔透的現(xiàn)象稱作未焊透；焊件與焊縫金屬層之間有局部未熔透現(xiàn)象稱作未熔合。這兩種現(xiàn)象對(duì)于焊接質(zhì)量而言都屬較嚴(yán)重的缺陷，若未及時(shí)進(jìn)行彌補(bǔ)可能會(huì)導(dǎo)致焊縫逐漸增大或突變，焊縫的牢固度降低，甚至還會(huì)引起裂紋的產(chǎn)生。因此，出產(chǎn)銷售的壓力容器是不允許有這樣的現(xiàn)象存在的。追溯它們產(chǎn)生的原因是非常復(fù)雜的，只有通過仔細(xì)檢查容器表面污漬并做好清潔；運(yùn)條運(yùn)用熟練；選擇適合的電流和速度；密切注意焊縫的熔合程度等細(xì)節(jié)才是正確的防范措施。

五、壓力容器焊接新技術(shù)

雙TIG焊、雙脈沖MIG焊是對(duì)傳統(tǒng)焊接技術(shù)的改進(jìn)及創(chuàng)新。雙TIG焊是在電源正負(fù)極上分別接上兩把常規(guī)TIG焊槍，電流從一把焊槍穿過工件流向另一把焊槍，然后在工件與兩把焊槍之間各分別建立一個(gè)電弧。雙TIG焊比傳統(tǒng)TIG焊電弧更加集中，熔深更大，厚板焊接的層數(shù)也更少，而且其HAZ更窄，焊后變形更小，不易產(chǎn)生裂紋。因此在保證焊接質(zhì)量的情況下也降低了成產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)率。雙脈沖MIG焊，用0.5-50Hz的低頻脈沖對(duì)單位脈沖的峰值和時(shí)間進(jìn)行調(diào)制，使單位脈沖的強(qiáng)度在強(qiáng)和弱之間低頻周期性切換，得到周期性變化的強(qiáng)弱脈沖群。雙脈沖MIG焊具有焊縫表面美觀，可焊接頭間隙范圍寬，降低氣孔發(fā)生率，細(xì)化焊縫晶粒，降低裂紋敏感性等優(yōu)點(diǎn)。

大功率激光器的出現(xiàn)，使得激光焊技術(shù)在厚壁壓力容器的焊接方面得到了長足的進(jìn)步。相比于常用的CO2激光器，YAG激光器的功率得到了較大的提高。國外，法國F.Coste等人通過將2-3個(gè)YAG激光束耦合來提高光斑功率的辦法，采用多道焊技術(shù)實(shí)現(xiàn)了60mm厚不銹鋼的焊接；日本的X.D.Zhang等人采用6kW的激光功率，在焊接速度0.4m/min和送絲速度為5.5m/min時(shí)，共用8道焊道（純激光焊接和激光填絲焊）實(shí)現(xiàn)了 50mm、316L鋼板的雙面對(duì)接焊接，均取得了性能良好的焊縫質(zhì)量。

六、結(jié)束語

總而言之，壓力容器焊接質(zhì)量控制一定要到位，采用有效的控制措施來進(jìn)行質(zhì)量的管控制，這樣才能夠提高壓力容器焊接的效果，進(jìn)而為壓力容器的使用奠定基礎(chǔ)。

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1007-6344（2017）02-0129-01