摘要：压力容器是工业生产中的常见特种设备之一，其在物质和能量存储、运输和回收等方面有着重要的应用价值。由于在实际生产中，压力容器往往存在一定的爆炸风险，因而其质量要求都很高。同时，受到焊接技术、制造设备、加工工艺和人员技能等多种因素的影响，压力容器的制造也往往会存在一定的安全隐患。尤其是，在焊接过程中，若是一些变形没有得到及时控制和矫正，就会严重影响压力容器的质量和安全性。因此，对焊接变形的控制和矫正就十分有必要。
关键词：压力容器；变形；控制
压力容器是热能动力工程领域中的一类特种设备，在能量的生产、储运、转化、回收等环节被广泛使用。针对生产因素人机料法环会在压力容器的焊接、切割、拼装的过程中，导致各种变形缺陷，需进行有效控制，以保障产品质量。
1焊接变形原因分析
压力容器需要有良好的密封性，且能够承受一定的压力。这就对焊接工艺提出了很高的要求。然而，在焊接过程中，由于受热不均匀的影响，母材很可能出现焊接变形问题。对于压力容器而言，导致焊接变形的常见因素有以下几点：
一是法兰的变形。法兰是压力容器常见的组成部分。在焊接法兰的过程中，由于法兰直径大、焊道长等因素的影响，采用平焊法进行焊接时，往往需要消耗大量的焊接时间。由于时间间隔长，这就会导致焊缝熔合区和焊缝等处出现受热不均的现象，极易引起焊接变形的问题。
二是薄板的变形。薄板焊接变形也是压力容器焊接中常见的问题之一。薄板变形通常可以分为整体变形和局部变形两种。局部变形主要是受到截断面积、焊接工艺、焊接材料及焊缝数量等因素的影响，其主要体现在角变形和波浪变形等方面。而整体变形主要表现在压力容易结构比例或者尺寸变化等方面。对于薄板变形而言，材料的物理性能，比如热扩散率和热膨胀系数等，都会对其焊接变形产生重要影响。而且，由于在实际工艺中，为了实现一次性成型，薄板焊接往往需要采用高焊接电流和电压的方法。这种方法则会大大提高薄板焊接变形的发生概率。
三是管板的变形。焊接工艺参数设置和焊接层数等因素都会导致压力容器的管板变形。而且，对于管板焊接而言，若是层数过多，就需要对材料进行重复焊接。这样的话，材料在反复的加热和冷却过程中，很容易出现变形问题，甚至还可能会导致压力容器出现角变形问题。
2应对策略
针对人机料法环引起压力容器焊接变形的原因进行PDCA循环分析改进。（1）计划阶段（Plan）。分析出现变形的主要原因，制订改善焊接质量、消除变形的措施，提出计划。（2）实施阶段（Do）。根据措施计划，严格贯彻工艺标准来执行，完成焊接工作。（3）检查阶段（Check）。检查焊接质量是否到达预期，并关注是否存在新问题。（4）处理阶段（Action）。针对检查结果进行总结、处理，消除不良的变形。
2.1人
招聘有经验丰富的焊接工人，培养企业内焊接人员；对焊接工人进行技能及全面质量管理的培训。加强质量意识，劳动纪律的培训，贯彻工艺文件执行纪律。应记录施工过程中的电流、电压、温度、时间、无损检测等数据，核实确认后，收集归档，作为可追溯文件。
2.2机
购置相应的原材料、半成品、成品的检验设备，设计开发创新型工装模具。进行智力投入，从工艺技术手段，增加适当的工装模具，来消减甚至消除因机械设备而造成的焊接变形。
2.3原
材料建立健全原材料的检验手段，使不符合生产要求的原材料被拒绝在生产环节外。在符合设计要求且成本允许的前提下，选择机械强度符合设计需求、塑性、韧性、稳定性优良的原材料；选择具有良好的热加工性、焊接性能，且有腐蚀性介质、耐蚀性、抗氢性；选择在高温下具有良好的热稳定性，且低温下有良好的韧性。
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2.4法
法作为生产工序中的工程语言，具有可追塑性。在生产过程中，应实施全面质量控制，贯彻工艺文件，执行工艺纪律，监督检查工艺纪律，对工艺技术文件进行定期及不定期的改进与考核。在某种程度上，焊接工艺是决定压力容器质量的关键因素。工艺文件应符合图纸、标准法规，具备正确性、统一性、完整性、可操作；定期对工艺技术文件的使用情况进行检查，及时对工艺文件进行修订完善。
2.5环
优化作业环境，使作业环境与规范、作业指导书所要求的条件尽量一致。同时，应提倡人文的工作环境，建立起上下沟通的通道，及时反馈问题。
3焊接变形矫正
在实际焊接中，尽管采取了一定的措施控制压力容器的焊接变形，但由于影响焊接变形的因素过多，施焊后，很难保证压力容易不会出现一处焊接变形问题。因此，做好焊接变形的矫正工作，对压力容器的质量保证也极为重要。尤其是，一些地方的焊接变形过大，超过技术标准，这个时候，就必须通过变形矫正，减小因变形问题带来的隐患。对于压力容器的焊接变形而言，常见的矫正方法有两种。一是热矫正方法。这种方法是通过局部加热的方式，使得焊接处进行反向变形。通过反向变形，可以抵消该处原有的变形，从而实现对变形部位的矫正。热矫正方法在使用过程中应该注意严格控制加热温度，一定要避免温度过高，避免导致材料金相结构的改变；二是冷矫正方法。冷矫正方法主要通过机械或者手工的方式矫正变形处。利用千斤顶、液压机等机械设备，对变形处施加压力或者拉力，从而实现对变形的强行矫正。
4针对气孔和杂渣措施
气孔和杂渣是在焊缝中出现的问题，虽然这种现象目前还无法得到根本性的解决，但从操作手段上来看的话，要想促进整体缺陷的进一步防治，首先就要降低焊接速度，同时在进行焊接时也要格外重视焊接的角度和焊条的具体情况。气孔和杂渣作为操作技术不恰当所引发的问题，只要将误操作过程相关的各方面因素控制好，完全可以将此缺陷克服。值得一提的是，虽然气孔和杂渣在压力容器焊接过程中比较难以根除，但与错边和角变形不同，气孔和杂渣并不会产生扩散，因此在整个生产过程中完全不用担心气孔和杂渣带来的后续连带问题。因此只需要将气孔和杂渣的程度控制好，努力降低其在设备的压力容器焊接过程中的影响，就能够将其得到彻底的防治，从而为压力容器焊接技术水平的提高创造技术层面的支持。同时，还可以从根本上促进整个机器设备制造行业的长远发展。
结语
实际应用中，压力容器的承载力往往需要超过0.1兆帕斯卡，因此，做好其焊接变形的控制和矫正工作对保证承载力至关重要。母材受热不均和冷热循环时间过长是导致压力容易焊接变形的最主要原因之一。因此，在结构设计方面，需要考虑到焊缝的位置、形状和参数等，避免热量过于集中。而在工艺参数方面，也要考虑部位的受热膨胀和冷却收缩问题。另外，可以采用热矫正方法和冷矫正方法对一些部位的变形加以矫正。未来，随着材料的改进和工艺的优化，焊接变形控制效率也会进一步提高，从而能够更好的保证压力容器的质量和安全性能。
参考文献
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作者简介
马焕生，男，1984.05.24，河北省乐亭县，工程师，大本学历，研究方向：压力容器制造，身份证号：13022519840524741X。
论文作者:马焕生
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/8
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