耐熱鋼壓力容器焊接技術研究策略

范家庚 丁大朋 孫洪林 節春

摘 要：隨著時代的發展和進步，我國的耐熱鋼壓力容器制造技術也得到了廣泛關注。本文旨在針對耐熱鋼壓力容器焊接技術研究策略展開論述，通過對現行焊接技術的應用情況及發展方向進行總結，為我國耐熱鋼壓力容器焊接技術的提升提供參考。

關鍵詞：耐熱鋼；壓力容器；焊接技術；策略

在新形勢的發展背景下，除了提高鋼鐵材料和焊接材料的的品質、設備裝備先進性之外，只有更好的促進我國耐熱鋼壓力容器焊接技術水平的提升，才能夠更好地實現我國壓力容器制造行業的長遠發展，才能更好的促進我國經濟實力的增強和大國地位的提升，才能夠更好的使經濟增長變理想為現實。

一、焊接技術在耐熱鋼壓力容器制造過程中的重要性

常規壓力容器的制造過程中，焊接技術占據了其工藝的絕大部分，其所占比例基本達到了全部工作量的一半以上，同時耐熱鋼壓力容器的生產制作逐步向大型化發展，大型壓力容器直徑可達幾米、甚至十幾米，壁厚超過200mm，這樣就對焊接接頭質量和焊接效率的要求越來越高，而常規的焊接方法很難滿足這樣發展需求。

從我國目前耐熱鋼壓力容器制造的過程來看，檢驗手段和質量控制標準要求相當嚴格，對任何焊接接口管理就必須以焊接技術優化與創新為導向。因此，在未來的發展形式下，要想從根本上促進壓力容器制造水平的提升，首先就必須重視其焊接技術的應用，就必須從提高焊接技術水平方面著手。

二、耐熱鋼壓力容器的焊接特點

耐熱鋼是化學成分、組織和性能十分復雜的合金體系，通過某些合金元素的添加以保證材料的高溫持久強度、抗氧化性、耐腐蝕性，最終適應各種高溫、高壓、腐蝕的使用工況。但凡事有利就一定會有弊，部分微量元素的加入同樣也會使焊接接頭焊接冷裂紋敏感性和組織淬硬脆化傾向增加，這種冷裂紋還具有一定延遲性，對壓力容器制造的使用存在極大的質量隱患。耐熱鋼焊接技術的選擇及工藝控制不當，極易獲得不理想焊接接頭的組織及晶粒度，這種焊接接頭處在高溫、高壓的環境長期運行過程中，Cr-Mo合金耐熱鋼極易發生回火脆化問題，而高合金耐熱鋼極易產生晶間腐蝕、組織脆化問題，最終導致耐熱鋼壓力容器焊接接頭的失效。

三、耐熱鋼壓力容器內的焊接技術

1.手工電弧焊技術

手工電弧焊技術是通過人工操作焊條來進行焊接的一項傳統的焊接技術，目前在我國壓力容器制造中使用的較為普遍。金屬棒上熔化的藥皮最終會形成氣體和殘渣，一方面能夠保護耐熱鋼材的表皮，另一方面還能夠避免焊接熔池受到周圍空氣和其他因素的影響，從而保證金屬棒的正常使用。手工電焊弧技術是我國幾千年前就已經形成的傳統焊接技術，在我國已經有很多年的歷史，也已經受到相關焊接工作人員的廣泛使用。手工電焊弧技術的設備比較簡單，并且比較容易操作，不僅能夠對材料進行全方位的焊接，而且還能夠廣泛應用在各個焊接行業。但隨著時代的不斷發展和進步，傳統的手工電焊弧技術已經無法滿足時代的需要，由于手工電焊弧的生產效率較低，加之由于受到單根焊條的限制只能完成短焊縫的焊接，因此要想更好地促進我國耐熱鋼材行業的長遠發展，就必須探尋更多的更加靈活多樣的焊接技術。

2.埋弧焊技術

埋弧焊技術是一種電弧在焊劑層下燃燒進行焊接的方法。隨著時代的快速發展和進步，之前的手工電焊技術已經無法滿足時代對焊接技術的需要，通過埋弧焊技術的廣泛應用，可以暫時彌補焊接技術在工程中應用的缺失。通過自動引弧、送絲、移動和收弧等過程，不僅能夠大幅度提高焊接效率，而且焊接一次合格率也得到大幅度提高。通過埋弧焊技術的應用，可以讓我國的耐熱鋼壓力容器制造逐漸趨于自動化和機械化，但常規的埋弧焊僅適用于焊接大批量、較長、較厚的直線和直徑較大的環形焊縫。

隨著各種裝置規模的擴大， 大型耐熱鋼容器壁厚不斷增加， 采用傳統埋弧焊設備的導電嘴尺寸較大， 為了實現深坡口的焊接，需要加大坡口寬度，不僅增加了焊材和能源的消耗， 而且存在較大的殘余應力和變形。同時，傳統埋弧焊控制手段落后， 難以精確控制， 容易產生未熔合、夾渣等缺陷， 且自動化程度低。為了確保焊接質量以及焊接效率， 窄間隙埋弧焊應用得越來越多。窄間隙埋弧焊是由窄間隙氣電立焊演變而成，是近年來發展起來的一種高效、節能的埋弧焊焊接技術。

3.熔化極氣體保護焊技術

熔化極氣體保護焊技術是在兩極間高溫電弧熱和氣體的保護兩者共同作用下，利用焊絲和焊件兩個極性電極不同之間的電弧熔化連續送給的焊絲和母材，進而形成熔池和焊縫的焊接方法。由于熔化極氣體保護焊技術是將焊絲作為電極，因此比較容易控制焊接的進度和質量，且方式比較簡單容易操作。在加之操作過程中不容易掉落焊渣和其他的碎屑，因此它不需要進行清渣，這也是熔化極氣體保護焊技術的生產效率如此之高的主要原因。但由于這種方式是采用電極發電的方式來進行加工，因此它對周圍的設備要求比較嚴格，設備使用也比較復雜，要想將其進行廣泛應用，首先就必須將它涉及到的方方面面落實到位，這樣才能夠更好的為容器及氣體保護焊技術的廣泛推廣打下堅實的基礎。

4.電渣焊技術

電渣焊技術指的是將電渣作為原料，將電流通過熔渣時所產生的熱量作為主要的能源物質，進而來更好的作為焊接技術所需要的能源，更好地將我國不斷推行的綠色發展措施落實到位的具體表現。電渣焊技術比較適用于焊接厚板，因為它可以進行提前的預熱，能夠進行均勻加熱，不容易形成氣孔、裂紋等細小的缺陷。但是電渣焊技術在進行高溫時的時間較長，很容易出現嚴重的過熱現象，由此可能會對焊接容器的質量產生極大的影響。在新形式的發展背景下，要想從根本上更好的促進我國焊接技術的發展，就必須綜合各個方面的方法，使之能夠做到靈活使用。

四、結語

當前，我國焊接技術水平同國外發達國家相比差距仍然比較巨大，而耐熱鋼設備大型化的需求下，在焊接技術的適應性和創新性的道路上，仍需要我們不懈的努力。爭取焊接技術的更大進步，為我國的現代化建設貢獻無窮的力量。

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