壓力容器制造中的焊接新技術及質量控制

王新梅（新疆克拉瑪依市特種設備安全檢驗所，新疆 克拉瑪依 834000）

壓力容器制造中的焊接新技術及質量控制

王新梅（新疆克拉瑪依市特種設備安全檢驗所，新疆 克拉瑪依 834000）

焊接質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量。本文主要就壓力容器制造展開探討，首先介紹焊接接技術，然后研究質量控制內容，以此提升壓力容器制造水平。

壓力容器制造；焊接新技術；質量控制

壓力容器制造過程中焊接質量較為關鍵，從某種層面而言，焊接質量決定著壓力容器的最終質量。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中，慢慢演變成了現代數字化技術，以此滿足不同的需求，全面提升自動化水平，同時，操作方式也較為便捷。

1 壓力容器制造所用焊接新技術

1.1 接管自動焊接

1.1.1 接管和筒體之間的自動焊

原有馬鞍式埋弧焊接設備所形成的運動軌跡不能完全滿足不同焊接設備的相應需求，更不能應用在厚度較大、具有窄間隙坡口的情形中。基于這一條件，便可引入最近新研制出來的接管馬鞍式埋弧焊接設備。這一設備具有明顯的自動化特性，且所用控制手段高效、便捷，適應能力突出。

自動化馬鞍式埋弧焊接設備基本實現原理主要取決于接管內徑，一般選取四連桿夾緊這一方式，實現自動定心目標；此設備的焊槍對應的運行軌跡是利用焊接對象筒體與接管直徑充當基本焊接參數，利用參數能夠讓焊接模型處于自動化聲場；借助人機交互界面能夠有效調控焊接的每一個參數，完成多道連續焊接，另外，焊接的焊道可在上述過程自動排列。

1.1.2 焊管和接頭之間的自動焊接

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運動軸，并懸掛于操作機中。

自動焊接前應面向設備實施自動定心處理，利用焊槍完成接管外壁的自動尋位，讓焊槍旋轉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。然后再經由焊絲端部圍繞坡口底部實施自動尋位處理，精準記錄焊接高度層面的具體變化，完成高度的全面跟蹤，最終實現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型會造成材料能量以及工時的不必要浪費。近期，國內在窄間隙埋弧焊中投入了較大的力度，一些企業開始嘗試應用各種類型的窄間隙焊接手段。然而，如何正確認識窄間隙焊接卻仍舊較為模糊，部分認為在厚壁容器焊接中，應以效率為主，所以，間隙應越小越好。但恰恰相反，厚壁容器自身的質量穩定性才是最關鍵的，這是因為一旦發生焊接缺欠，小間隙焊縫無法有效修復，有些甚至不能處理一定要切斷，要求對坡口進行再加工處理，整體效率也不理想。

窄間隙埋弧焊所用設備應格外關注其基本功能和關鍵功能，一定要具備優良、理想的跟蹤功能；各焊接道一定要和坡口側壁有效熔合，同時，且不可過度融合母材金屬，這是因為母材含碳量大多較高；焊道最好保證薄而寬，能夠有效運用后一道焊接產生的熱量，借此來對前一層焊道內部的熱影響區實施熱處理，優化過熱粗品區的整體性能；它不僅具有良好的熔敷效率，而且還不會對母材形成較大熱輸入而威脅母材熱影響區。

1.3 彎管內壁堆焊

1.30 °彎管

這種內壁堆焊選擇沿圓周環向這一方式實施自動堆焊，其基本工藝方法是離子弧焊。自動堆焊接選取5周協調運動，參照標準的數學模型有效排列焊道。工件實施3軸運動，首先，勻速旋轉，和焊槍擺幅寬窄呈現的變化保持一致，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，則實施平移變位，讓下一圈焊縫圓心始終處在旋轉中心中。焊機接頭完成2軸運動，當每進行一圈堆焊，焊槍便后退相應位移，著手下一圈堆焊操作。

2.90 °彎管

90°彎管內壁堆焊選取沿彎管母線縱向樣式開展自動堆焊，其基本工藝方法為GMAW。主要將工件裝設于二維變位機中，通過工件旋轉運動完成焊接；而翻轉運動能夠讓每一條焊接到始終處在平焊位置；焊槍裝設于三維導軌中，旨在借此實現自動變位。

2 質量控制手段和控制系統組成

2.1 質量控制手段

壓力容器制造管理采用系統質量控制手段，常規的質量體系主要包含組織機構、法律規范、控制與信息反饋等多個系統。其中焊接質量管控系統為控制系統的基本分支，包含材料、工藝與檢驗等不同部門。這一系統還可劃分成多個控制環節，各控制環節還能夠劃分成多個控制點，基于影響點布設停止點。綜合來說，焊接質量表現在整個生產過程，而質量控制則應遵循預防為主這一原則。

2.2 質量控制系統基本組成

質量控制系統包含焊接材料、工作人員的資質條件、工藝評判、工藝文件編寫和焊接設備等多個環節，每個環節還涉及幾個控制點，各控制點環節均存在明確的控制目的、標準與圍繞控制環節所開展的質量活動。為精準、完整地描述控制系統，可利用控制程序圖，同時，還應做出圖例。

3 結語

目前，焊接制造水平較高，并取得了喜人的成績，其中在大型壓力容器內的表現最為突顯。現下我國已著手建設獨立、專有的制造廠，這在某種層面上推動了壓力容器的發展。然而，焊接研發單位和設計制造等需進一步加強內部聯系，為焊接裝備創造廣闊的前景，讓我國焊接生產可與國際水平接軌。

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