壓力容器埋弧自動焊工藝要求

付洪亮,毛雅麗,徐有寧,史俊瑞

(沈陽工程學院,沈陽,110136)

0 介紹

壓力容器多為高溫高壓設備，制造過程中對焊縫質量要求較高。埋弧焊是電弧在焊劑保護層下進行燃燒焊接的一種焊接方法。埋弧焊的小車（焊車）都裝有自動變速送絲機構和行走機構，焊接時自動送絲及行走，焊縫成型美觀，生產效率高，焊接質量穩定,因此，埋弧焊適于壓力容器焊接，所覆蓋材料包括含碳量不超過0.25%低碳鋼、普通低合金鋼和不銹鋼等。

1 焊接材料

鋼制壓力容器的材料應符合壓力容器標準有關材料部分的各項要求，焊接材料依據母材的化學成分、力學性能、焊接接頭的抗裂性能和焊后是否熱處理及耐低溫、耐腐蝕等使用條件綜合考慮，加以選擇，但必須保證焊縫金屬的性能不低于相應標準規定的基本金屬性能。碳素鋼和低合金鋼或低合金鋼和低合金鋼之間及異種鋼接頭，一般選用與鋼材相應的抗裂性能較好的焊接材料。焊絲和焊劑應存放在10～25℃，相對濕度＜60% 的庫房內。焊絲在使用前要進行清除油污、打磨銹蝕，焊劑應烘干。焊接材料的選用可參見表1。

2 接頭型式及坡口尺寸

接頭型式按GB/T 985.2-2008《埋弧焊的推薦坡口》執行，自動焊可采用對接接頭、搭接接頭、丁字接頭。這里只以對接接頭型式為例加以研究。由于自動焊焊接電流較大，所以碳鋼一般板厚在δ ＜8mm 時，可以不開坡口，不銹鋼一般板厚在δ ＜10mm 時，可以不開坡口。

表1 常用焊接材料選用表

焊縫形狀系數對接頭型式至關重要，焊縫形狀系數對于溶池結晶方向有直接影響，φ=b/h=1.3～2（φ 為焊縫成形系數，H 為溶深），從而影響焊縫質量，因此對焊縫形狀要加以控制。要獲得良好的焊縫形狀系數，重要的是正確選擇焊接規范及坡口型式。具體見圖1。

圖1 坡口型式

3 焊前準備

焊接之前，焊工要認真了解工藝圖紙上的要求，了解焊縫要求，了解焊縫型式，坡口尺寸，無損檢測要求、產品材料的鋼號、焊絲、焊劑牌號等。認真檢查坡口型式尺寸，組對間隙及對口錯邊量。按MZ-1000 自動焊機操作規程，首先將焊絲、焊劑分別裝入焊絲盤及焊劑斗內，然后接通電源，檢查空載，焊絲升降，小車及大臂前進、后退是否正常，調好外特性，做好焊接準備。清除坡口表面及兩側20mm 范圍內的氧化皮、油污、銹蝕等。

4 焊接過程

焊接規范的選擇，自動焊的焊接規范，包括電流、電弧電壓、焊接速度和焊絲直徑等，這些規范直接影響焊縫熔寬、熔深，正確的選擇焊接規范是保證焊縫質量和外觀成形的重要條件，常用的參數及規范可參見表2：

表2 埋弧焊焊接參數

要保證焊絲伸出長度，伸出長度過長,焊絲熔化速度過快成型不好；伸出長度過短，易粘在電阻上,使電弧外露。一般伸出長度為55-60mm。焊劑顆粒在0.4-3mm 范圍內為宜，反復使用的焊劑發現有粉末狀及板結時，應立即篩出，以利焊劑的透氣性，能防止產生氣孔。另外還要保證焊接層次，為獲得良好的焊接接頭塑性，當板材較厚時應多層焊，每層熔敷金屬厚度不超過5mm 為宜。焊接時要注意觀察電流表、電壓表等，焊接規范變動時，要隨時調整。

5 熱處理及焊接質量要求

產品在焊接時，是否需要預熱，預熱溫度是多少，焊后是否需要熱處理，熱處理規范如何，由產品工藝確定。當母材溫度低于0℃時，必須在坡口兩側100mm 范圍內預熱到150℃后，再行施焊。

壓力容器焊接后，焊縫內外表面應符合以下規定：

（1）焊縫表面或熱影響區不得有裂紋。

（2）焊縫局部咬邊深度不得大雨0.5mm，連續長度小于等于100mm，兩側咬邊的總長度不得大于焊縫總長的10%。

（3）焊縫表面無氣孔。

（4）焊縫幾何形狀符合質量要求。

6 結論

經過試驗及工程實踐，總結出壓力容器埋弧自動焊焊接工藝，在工程實際應用中取得了良好效果，為工程實踐積累了一定的經驗。在壓力容器制造中，由于埋弧焊熔深大、生產率高、機械操作的程度高、焊接質量穩定，所以成為壓力容器最主要焊接方法。

[1] 全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會.壓力容器GB150- 2011[S].北京:中國標準出版社,2011.

[2] 全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會.承壓設備焊接工藝評定NB/T47014-2011(JB/T4708)[S].北京:中國能源局出版,2011.

[3] 全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會.壓力容器焊接規程NB/T47015-2011(JB/T4709)[S].北京:中國能源局出版,2011.

[4] 全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會.埋弧焊的推薦坡口GB/T985.2-2008[S].北京:中國國家標準化管理委員會出版,2008.