單面焊雙面成形在壓力容器管道中的重要性

姜斌

摘要：本文主要闡述焊接壓力容器、管道時，對焊接構件的各個環節認真細致的評估、分析，對焊接過程中產生的裂紋、氣孔、夾渣等現象，如何加以避免，從而達到單面焊雙面成形的實際效果。這就要如何對焊接過程中的質量控制把住關，才能真正有效解決壓力容器及管道中的安全性和可靠性。

關鍵詞： 壓力容器和管道;單面焊雙面成形;焊接質量控制，技術實踐;質量檢驗

工程建設項目中的壓力容器和管道，主要采用焊接的連接方式，為此焊接是容器、管道中的最重要、最關鍵的一道工序，同時也顯現了焊接質量在施工過程中的層層把關也尤為重要。影響焊接質量是由多方面因素引起的，如材料質量、焊接工藝、焊接方法、焊條的質量、焊工的資質、能力等等。

1 單面焊雙面成形的焊接工藝和質量缺陷

1.1 單面焊雙面成形的類型：

單面焊雙面成形的最主要方法有熄弧焊和連弧焊兩種方法：

1.1.1 熄弧焊法是通過控制電弧間隙燃燒和間隙熄弧時間和運條的動作，來控制熔池的形狀，使熔池的溫度及熔池中液態金屬厚度的一種單面焊雙面成形的機理。主要靠電弧的穿透力和熔池的表面張力及電磁的收縮，當電弧穿透坡口間隙后融化坡口兩側和前一個熔池，從而形成一個新的熔池，通過即時的滅弧和熔池表面張力來控制熔池溫度，形狀和位置，達到焊縫正常形成。

1.1.2 連弧焊法是在焊接過程中電弧連續不斷的燃燒，采用較小的破口，鈍邊間隙，選擇較小的電流，始終保持短弧連續不斷的一種施焊方法。從而達到單面焊雙面成形的效果。

1.2 焊縫質量缺陷的類型：

其分為表面質量缺陷和內部質量缺陷：

1.2.1 表面質量缺陷是能通過肉眼直接看到的缺陷，主要有咬邊、錯口、夾渣、變形、裂紋、氣孔、焊瘤、未焊透、余高過大、角焊縫不足或不對稱、焊縫寬窄不一、弧坑等情況。

1.2.2 內部質量缺陷是通過儀器才能看到的缺陷，主要有氣孔、未熔合、夾縫、裂紋、未焊透等情況。

1.2.3 表面質量缺陷和內部質量缺陷最常見的幾種如下圖：

1.3 產生焊縫質量缺陷的最主要原因：

1.3.1 夾渣：

1.3.1.1 焊接電流的強度太小，運條速度不當產生。

1.3.1.2 焊條的規格選用不當。

1.3.1.3 焊條的潮濕，沒有保持干燥。

1.3.2 氣孔：

1.3.2.1 焊接構件或焊條接觸到油類、油污等，使其受熱后釋放出氣體侵入熔池。

1.3.2.2 焊條的潮濕也是一大原因。

1.3.2.3 施焊的地方風速過大、過快，溫度低，氣體來不及從焊縫中釋放出來。

1.3.2.4 電弧過長使空氣侵入熔池或電弧過短熔池中的氣體來不及逸出。

1.3.3 裂紋：

1.3.3.1 焊接前的點焊處尺寸過小，受外力或焊接應力作用而破裂。

1.3.3.2 焊件的剛性高，焊接措施不當，比如未進行預加熱或退火處理。

1.3.3.3 管件組對不正確，倒焊低碳鋼時坡小，間隙小，使填充金屬少，強度低，焊縫冷卻快，應力較大，產生裂紋。

1.3.3.4 材料的化學成分不同，例如焊件與焊條的型號不匹配，含碳量較高，容易產生裂紋。

1.3.3.5 焊接時產生夾角缺陷（如針狀氣孔、咬邊、未焊透等），未檢查，未及時修復，應力的作用而發展成裂紋。

1.3.4 未熔合：

1.3.4.1 電流強度小，沒有正確的運條方法產生。

1.3.4.2 焊條規格不合適或焊條角度不合理產生偏差。

1.3.4.3 焊件的散熱太快使得金屬迅速冷卻。

1.3.4.4 組件裝配對接時，預留間隙過小或鈍邊過厚。

1.4 組件對接單面焊雙面成形的焊接工藝分析：

分為焊前準備，焊接過程控制兩部分：

1.4.1 焊前準備：

1.4.1.1 材料或部件進場的檢驗，必須按照圖紙所需管材和焊材的質量要求，對材料質量證明文件進行檢查，對材料外觀的質量檢查，對需要復檢的材料先進行抽樣復驗，滿足各項指標，方可進入下一道工序。

1.4.1.2 接下來便是焊件的加工，對需要施焊的容器或管道加工成V型坡口，使V型坡口達到600左右，對12mm以內的壁厚，不需要鈍邊，適度控制間隙距離，使其保持在3mm左右。

1.4.1.3 在施焊前對焊件的清理，用磨光機、銼刀清理V型槽內的垃圾，氧化物及油污等，使其金屬露出光澤。

1.4.1.4 選用匹配的電焊條，直徑由2.5～4mm不等，焊前須經1500～3000烘培1～2小時，對不同的材質，焊機的選用也不盡形同（交流弧焊機、直流弧焊機），對電焊條與焊機電流的關系如下表：

1.4.1.5 焊件裝配及定位焊，選用連弧焊裝配，一般坡口間隙可以定為：始焊前間隙為2.5mm，終焊端間隙為3mm，視焊縫的長度，適度考慮余量，反變形的角度在50～100為宜，也是視焊縫的長度決定;對接內壁應平、齊、錯口不得超過壁厚的10%，且不大于1mm，外壁差值不超過壁厚的10%加1mm，且不大于3mm;然而每個定位點在10mm～20mm，間距在300mm～500mm。

1.4.2 焊接過程控制：

1.4.2.1 手工焊接操作法主要適用于有板狀對接接頭，管狀對接接頭，騎座式管板接頭按接頭位置不同分為平焊、豎焊、橫焊、仰焊。

1.4.2.2 單面焊雙面成形焊接方法一般用于V型坡口對接焊，適用于容器殼體板狀對接焊，小直徑容器環縫及管道對接焊，它雖然不同于一般的平、豎、橫、仰焊，但操作要點和要求基本一致，焊縫內不應出現氣孔、夾渣、根部均勻焊透，背面不應有焊瘤、凹陷和未熔合等現象。