孫海濤

哈電集團(tuán)（秦皇島）重型裝備有限公司 河北秦皇島 066206

壓力容器承擔(dān)著耐高（低）溫、耐高壓、耐腐蝕的功能和任務(wù)，是工業(yè)生產(chǎn)中最重要的設(shè)備。對(duì)壓力容器來(lái)說(shuō)，焊縫質(zhì)量的高低直接影響到容器的可靠性和耐用度，因此，對(duì)焊接技術(shù)進(jìn)行研究和優(yōu)化，保證壓力容器在焊接環(huán)節(jié)上得到優(yōu)質(zhì)管控，有著重要的意義。本文結(jié)合壓力容器焊接質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行分析，對(duì)于提高焊接質(zhì)量的優(yōu)化策略闡述觀點(diǎn)。

1 壓力容器焊接方法

壓力容器最常用的焊接方法有：埋弧焊、手工電弧焊、氬弧焊等。

（1）埋弧焊——埋弧焊是電弧在焊劑保護(hù)層下進(jìn)行焊接時(shí)自動(dòng)送絲及行走；進(jìn)行燃燒焊接，此時(shí)電極為自耗電極。作為焊接方法的一種，焊機(jī)（焊車(chē)）電弧光不外露，裝有自動(dòng)送絲機(jī)構(gòu)，在一層顆粒狀的可熔化焊劑覆蓋下燃燒，埋弧焊所用的金屬電極是不間斷送進(jìn)的裸焊絲，具有焊接速度快、生產(chǎn)效率高、焊縫成型美觀的特征。

（2）手工電弧焊的特點(diǎn)能進(jìn)行全位置焊接，手工電弧焊熔劑熔化時(shí)形成焊渣能夠起到保護(hù)氣體和保護(hù)熔敷金屬的作用?！止る娀『覆僮黛`活方便；不足之處是金屬電極外由礦物質(zhì)熔劑包覆、生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

（3）氬弧焊——?dú)寤『讣夹g(shù)是在普通電弧焊基礎(chǔ)上，由于在高溫熔融焊接中熔敷率高，表面沒(méi)有焊渣，熱能也是由電弧提供不斷送上氬氣，容易引?。皇购覆睦脷鍤鉄崃考械膬?yōu)勢(shì)，對(duì)金屬焊材進(jìn)行保護(hù)的一種焊接技術(shù)。不能和空氣中的氧氣接觸，從而防止了焊材的氧化，多用于打底焊接，基本上杜絕了夾渣缺陷的產(chǎn)生。

2 壓力容器焊接中常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題

壓力容器焊接過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生一定的質(zhì)量問(wèn)題，包括外部焊接缺陷和內(nèi)部焊接缺陷。外部焊接缺陷往往通過(guò)觀察就可以發(fā)現(xiàn)，在焊接接頭表面可能出現(xiàn)咬邊、裂紋及成型不良。內(nèi)部焊接缺陷在直接觀察的方式下難以發(fā)現(xiàn)，須利用無(wú)損檢測(cè)的手段來(lái)加以排查。

（1）焊接裂紋是焊接件中最常見(jiàn)的一種缺陷。在焊接應(yīng)力及其他致脆因素共同作用下，焊接接頭中局部地區(qū)的金屬原子結(jié)合力遭到破壞而形成的新界面所產(chǎn)生的縫隙。焊接裂紋是焊接缺陷中危害性較大的一種，根據(jù)其部位、尺寸、形成機(jī)理，可分類(lèi)為熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂等。

（2）焊接氣孔是指焊接熔池中的氣體來(lái)不及逸出而停留在焊縫中形成的孔穴。氣孔的形狀、大小及數(shù)量與母材鋼種、焊條性質(zhì)、焊接位置及施焊技術(shù)有關(guān)。焊接氣孔產(chǎn)生的主要原因有：金屬表面清潔度不好；焊接中所產(chǎn)生的氣體里含有過(guò)量的氫氣及一氧化碳；母材中含硫量過(guò)多；焊接部位冷卻速度過(guò)快等。

（3）焊接夾渣是焊后殘留在焊縫中的熔渣。夾渣屬于固體夾雜缺陷的一種，根據(jù)其成形的情況，可分為線狀的、孤立的以及其他形式。夾渣會(huì)降低焊縫的塑性和韌性。其產(chǎn)生原因主要有：焊接電流小，焊接速度過(guò)快；層間清理不干凈；焊條電弧焊時(shí)焊條角度不正確等。

3 壓力容器焊接質(zhì)量的優(yōu)化

基于上述焊接方法及常見(jiàn)焊接質(zhì)量問(wèn)題，提高壓力容器的焊接質(zhì)量，就要對(duì)影響壓力容器焊接質(zhì)量的原因進(jìn)行分析，并有針對(duì)性的制定措施。

（1）使用條件及焊接方法結(jié)合壓力容器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，焊接材料的好壞，根據(jù)母材的化學(xué)成分、力學(xué)性能，選擇壓力容器焊接材料，應(yīng)參考焊接性能，選用焊接材料總方針。對(duì)于焊接質(zhì)量有決定性因素要優(yōu)先參考。下列焊條都可以采用：J506，J507，J507R，J507G，J507RH，J507DF等。滿(mǎn)足圖樣規(guī)定的技術(shù)條件要求，應(yīng)按照J(rèn)B/T4709-2000中原則規(guī)定“焊縫金屬的性能應(yīng)高于或等于相應(yīng)母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的要求下”，并綜合考慮選用焊接材料。例如焊接16MnR鋼，①?gòu)暮附釉O(shè)備考慮，J506使用交流焊機(jī)，J507使用直流焊機(jī)；②從抗裂性考慮，J507RH優(yōu)于J507；③從勞動(dòng)保護(hù)考慮，J507DF(低塵)要優(yōu)于J507；④從提高效率考慮，鐵粉焊條J507Fe優(yōu)于了507。選用何種焊材應(yīng)綜合考慮上述因素后確定。

（2）焊接工藝評(píng)定提出的項(xiàng)目，能為焊接工藝參數(shù)的編制提供指導(dǎo)。實(shí)施流程應(yīng)為：草擬焊接工藝方案；為焊接操作人員提供可靠的依據(jù)通過(guò)焊接工藝評(píng)定，編制焊接工藝評(píng)定報(bào)告；采用焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)檢驗(yàn)按擬訂的焊接工藝是否能夠符合設(shè)計(jì)要求，編制焊接工藝規(guī)程（作業(yè)指導(dǎo)書(shū)），為焊接工藝的實(shí)施提供指導(dǎo)。

（3）對(duì)焊接工藝進(jìn)行優(yōu)化，是保證焊接質(zhì)量的重要因素。焊接工藝體現(xiàn)在焊接質(zhì)量的控制，焊接操作的規(guī)范等環(huán)節(jié)中。對(duì)于焊接流程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)置，包括對(duì)焊接方法、母材型號(hào)、焊接接頭形式以及焊接驗(yàn)收方法等參數(shù)進(jìn)行科學(xué)化管理；對(duì)具體的產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析，論證相應(yīng)具體的焊接工藝；制定出合理的能夠減少焊接變形和焊接應(yīng)力的方案等。對(duì)于重點(diǎn)部位焊接，應(yīng)由技術(shù)人員把關(guān)，進(jìn)行焊接工作的指導(dǎo)。

（4）對(duì)于焊接環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，需要在制造車(chē)間進(jìn)行適合壓力容器焊接的設(shè)置。為滿(mǎn)足焊接環(huán)境，如焊接溫度、相對(duì)濕度等要求，可以采取搭設(shè)防風(fēng)棚、采暖、除塵等措施。在實(shí)施焊接過(guò)程中，還應(yīng)注意保持清潔，包括環(huán)境的清潔和焊縫及周邊金屬表面的，定期清理清潔工作現(xiàn)場(chǎng)，焊接過(guò)程中注意對(duì)焊接表面的打磨和清理等。

（5）根據(jù)質(zhì)量保證要求，對(duì)壓力容器焊接應(yīng)實(shí)施過(guò)程質(zhì)量管控，在關(guān)鍵工序上設(shè)置控制點(diǎn)，并設(shè)定各個(gè)控制點(diǎn)的責(zé)任人，保證施工的時(shí)候，各項(xiàng)條件符合焊接工藝要求。在焊接結(jié)束后，應(yīng)立即對(duì)焊縫進(jìn)行檢驗(yàn)，包括外觀目視檢查，以及針對(duì)內(nèi)部的無(wú)損檢測(cè)等。質(zhì)量檢查應(yīng)全面及時(shí)，確保焊接缺陷被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并且能夠立即采取補(bǔ)救措施。

4 結(jié)語(yǔ)

由于壓力容器的制作往往在工藝流程上比較復(fù)雜，在焊接環(huán)節(jié)上，一點(diǎn)小的失誤都將被放大成設(shè)備質(zhì)量的缺陷，因此對(duì)于壓力容器焊接必須設(shè)置嚴(yán)格的管理環(huán)節(jié)，層層落實(shí)，層層防控。同時(shí)，壓力容器制造企業(yè)應(yīng)重視并強(qiáng)化質(zhì)量文化的建設(shè)，提高工藝人員和操作人員的基本素質(zhì)，樹(shù)立強(qiáng)烈的責(zé)任心，才能使壓力容器焊接質(zhì)量得到有力保障。