壓力容器的焊接技術(shù)應(yīng)用

張國精　馬永建

摘 要：近年來，我國國民經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提高，金屬壓力容器行業(yè)也得到了快速發(fā)展，新的經(jīng)濟發(fā)展形勢對壓力容器的質(zhì)量提出了更高的要求。焊接技術(shù)在壓力容器制造的過程中發(fā)揮著重要的作用，能夠有效的提高壓力容器的質(zhì)量，滿足經(jīng)濟發(fā)展的要求。為了改善我國壓力容器制造技術(shù)落后的情況，相關(guān)制造單位在不斷的引進先進技術(shù)，提高壓力容器制造的效率和質(zhì)量。本文主要對壓力容器制造過程中焊接技術(shù)的應(yīng)用進行了分析，研究提高壓力容器制造水平的新技術(shù)。

關(guān)鍵詞：壓力容器；焊接技術(shù)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.201

1 壓力容器焊接技術(shù)概述

焊接技術(shù)就是在高溫高壓的外部環(huán)境作用下，通過焊接材料的運用將母料結(jié)合在一起的工作手法，在工業(yè)發(fā)展中有著非常廣泛的應(yīng)用。焊接技術(shù)能夠有效的保證壓力容器的密閉性和承壓能力，實現(xiàn)大型化的壓力容器制造。在壓力容器的制造過程中，焊接工作占據(jù)著很重要的地位，焊接的工作量占據(jù)總工作量的41%左右，在大型壓力容器中焊接工作量高達51%。目前，我國的焊接技術(shù)多種多樣，對于不同的壓力容器，需選擇與之相應(yīng)的焊接技術(shù)，以保證焊接質(zhì)量能夠滿足生產(chǎn)作業(yè)的要求。

焊接技術(shù)在工業(yè)發(fā)展占據(jù)著重要地位，在壓力容器的制造過程中應(yīng)嚴格注意對焊接質(zhì)量的控制，若焊接質(zhì)量過低，可能會導致壓力容器無法承載相應(yīng)的壓力，發(fā)生液體的泄露或者氣體爆炸，將帶來十分惡劣的影響，嚴重的危害人民群眾的生命財產(chǎn)安全，焊接技術(shù)對壓力容器的質(zhì)量有決定性的影響。

2 壓力容器焊接技術(shù)的應(yīng)用研究

2.1 窄間隙埋弧焊技術(shù)

窄間隙埋弧焊技術(shù)主要應(yīng)用于厚板焊接的領(lǐng)域，對于厚度超過100mm的母材焊接具有獨特的優(yōu)勢，在壓力容器的制造得到了越來越廣泛的應(yīng)用。窄間隙埋弧焊技術(shù)焊接材料的利用效率更高，能夠有效的減少材料的使用量，在較短的時間內(nèi)實現(xiàn)有效焊接。這種技術(shù)在焊接的過程中承受的應(yīng)力小，出現(xiàn)變形的機率相對較低，與普通的寬坡口埋弧焊技術(shù)相比，具有低成本、高效率、高質(zhì)量的優(yōu)勢。窄間隙埋弧焊技術(shù)在我國焊接領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展的相對成熟，經(jīng)過大量的實踐表明，該項技術(shù)能夠有效的提高壓力容器的焊接質(zhì)量，保證其在生產(chǎn)使用過程中的安全性能。

2.2 接管自動焊接技術(shù)

（1）接管與筒體自動焊接。 隨著科學技術(shù)水平的不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)不斷的朝著機械化、數(shù)字化方向發(fā)展，自動焊接技術(shù)應(yīng)用不能能夠提高焊接工作的效率，也能夠充分保障壓力容器的焊接質(zhì)量。接管與筒體的自動焊接，主要是通過馬鞍形埋弧自動焊機實現(xiàn)。它能夠根據(jù)接管內(nèi)徑與四連桿夾緊裝置，輸入相應(yīng)的機械參數(shù)之后，機械設(shè)備按照一定的數(shù)學模型進行運作，實現(xiàn)自動化、機械化的焊接。馬鞍形埋弧自動焊機還能夠根據(jù)不同的焊接位置，進行多層連續(xù)焊接，實現(xiàn)內(nèi)、外馬鞍的自動焊接。同時該設(shè)備還具有斷點記憶的功能，在焊接作業(yè)的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)機械設(shè)備的自動復(fù)位。

（2）接管與封頭自動焊接。在進行接管與封頭自動焊接之前，要對自動焊機設(shè)備進行自動定心，通過設(shè)備自身的數(shù)據(jù)輸入和運作，確定中心線的位置。自動定心相比于人工定心來說，不僅能夠提高定心工作的效率，還能夠有效的保證定心的準確程度。該項設(shè)備在焊接的過程，實現(xiàn)了對焊接工作的自動跟蹤，通過輸入相關(guān)的參數(shù)，對焊接部位進行有規(guī)劃的自動焊接，有效的提高了壓力容器的焊接質(zhì)量。

（3）彎管內(nèi)壁堆焊技術(shù)。由于工作環(huán)境的需要，某些壓力容器的內(nèi)壁要進行防腐蝕層的焊接，對于壓力容器的直管部位，焊接相對比較容易，而彎管內(nèi)壁由于具有特殊性，在內(nèi)壁部位存在相應(yīng)的角度，增加了焊接工作的難度。對于不同角度的彎管，根據(jù)其內(nèi)壁的實際情況，需采用不同的焊接技術(shù)，目前我國對于彎管內(nèi)壁的堆焊技術(shù)研究已經(jīng)逐漸成熟。

1）30°彎管內(nèi)壁堆焊。30°彎管的堆焊是通過借助焊機自身的五軸協(xié)調(diào)運作，根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)學模型，焊機三軸運動進行自動焊接。在焊接的過程中，工件運作與焊機的搖擺幅度相協(xié)調(diào)，保持運行速度的穩(wěn)定不變。每當焊接完成一圈之后，需要對擺角位置進行變動，在移動焊機之后重新進行自動定位。在內(nèi)壁堆焊的過程中，需注意對焊機搖擺幅度的控制，一般情況下，搖擺幅度由小到大進行調(diào)整，焊機工作進入收尾部分是，再次將幅度調(diào)小，保證內(nèi)壁焊接的結(jié)構(gòu)和層次。在彎管內(nèi)壁堆焊時，需應(yīng)用數(shù)學模型對所需的參數(shù)進行計算。盡量選用具有自動追蹤和斷點記憶功能的焊機，其機械設(shè)備能夠自動復(fù)位，保證焊接過程的順利進行。

2）90°彎管內(nèi)壁堆焊。90°彎管內(nèi)壁堆焊的施工技術(shù)難度較大，在過去技術(shù)水平相對落后的情況下，是仿照30°彎管的施工操作流程進行焊接。因此，在進行90°彎管堆焊之前，需將彎管切割成三部分，依次進行防腐層焊接之后，再將彎管連接在一起，這樣的堆焊方式不僅操作復(fù)雜，過程繁瑣，焊接的效率也十分低下，在焊接過程中也容易存在安全隱患。如今，已經(jīng)研制出專門用于90°彎管內(nèi)壁堆焊的焊接設(shè)備，主要是運用彎管母線的縱向結(jié)構(gòu)，通過二維變位機對焊接點進行旋轉(zhuǎn)焊接。這種焊接方式大大提高到了壓力容器內(nèi)壁焊接的效率與焊接質(zhì)量。

（4）激光復(fù)合焊接。激光復(fù)合焊接是近幾年發(fā)展起來的新型焊接技術(shù)，這種焊接技術(shù)逐漸取代了對鎢極填絲氬弧焊技術(shù)。鎢極填絲氬弧焊技術(shù)的焊接質(zhì)量較為穩(wěn)定，在焊接的過程中無焊接材料飛濺的現(xiàn)象，接頭性能良好，一度得到廣泛應(yīng)用，但是這種焊接技術(shù)的工作效率低下，在特定的施工環(huán)境中焊接質(zhì)量不能得到有效的控制，制約了壓力容器質(zhì)量的提高。激光復(fù)合焊技術(shù)通過激光器的使用，具有焊接效率高、承受的熱應(yīng)力較小，不易發(fā)生焊接形變等優(yōu)點，能夠保證壓力容器焊接外部的美觀，提高焊接質(zhì)量。同時，激光復(fù)合焊接技術(shù)操作簡便，焊接的返工率很低，保證了壓力容器的安全性能。

3 結(jié)束語

綜上所述，壓力容器在現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的過程中發(fā)揮著重要的作用，提高壓力容器的質(zhì)量能夠有效的促進工業(yè)生產(chǎn)的安全。近年來，隨著科學技術(shù)水平的不斷發(fā)展和新技術(shù)的引進，我國的焊接技術(shù)的水準不斷提高，焊接技術(shù)不斷向數(shù)字化、機械化、自動化的方向發(fā)展，為大型壓力容器的制造提供了技術(shù)支持。通過新型焊接技術(shù)的應(yīng)用，有效的提高了壓力容器的質(zhì)量，對我國工業(yè)制造的發(fā)展有著積極的促進作用。

參考文獻：

[1]歐亞.淺析壓力容器的焊接技術(shù)[J].化學工程與裝備，2014（03） .