摘要：压力容器的焊接质量能够在很大程度上确保其安全运行，在化工行业中，从焊接方案的设计到焊接产品的出产各个环节中，焊接质量控制措施均起到重要的作用。因此，这就要求相关人员在实际焊接过程中应该严格遵守相关生产检验标准及程序，以进一步提高焊接质量。
关键词：压力容器；焊接缺陷；焊接技术；质量控制
引言
焊接作为一种特殊工艺，产品焊缝质量不能通过直接检测确认，需要通过从接头设计、焊接工艺、产品施焊到焊后检验等全过程、各种手段的综合控制来保证焊接质量，保证压力容器的安全性，本文对过程控制中的要点进行了简述，有助于焊接工作的执行者及检验者在工作中明确要点，有的放矢，更好地确保焊接质量。
1压力容器缺陷
1.1外部原因
（1）焊缝尺寸缺陷。主要原因在于焊接设备实际焊接速度过快、电流过小或焊接弧长过长等，除了会导致焊缝尺寸出现缺陷外也会造成焊接熔池大小不符合标准。如此便会导致焊接残余应力主要集中在焊缝与热影响区，最终使得压力容器失效。（2）焊接缝隙表面裂纹。包括宏观性与显微形式裂纹，出现原因在于焊接过程中出现严重内应力，同时也会导致焊接时破坏其原子结构，从而会在焊缝上再次形成焊接缝隙。（3）焊接咬边。焊条的运行速度过快与电弧实际热量过高，均会导致焊接咬边的发生，同时也导致实际焊接角度存在问题。如存在焊接电流过大，在电弧焊接缝隙边缘部分进行融化过后没有得到熔敷金属补充等。（4）焊缝余高过高。该类问题的发生主要由于焊工的习惯性行为，焊缝过高前提下的焊接过程中容易导致应力过于集中，出现过早坏损，同时也会出现角焊缝出现单边与下陷等问题。除此之外，也会导致工件与焊条间存在夹角不合适状况，焊接参数与焊接工艺要求不符等。
1.2内部原因
（1）焊接夹渣。焊接操作前为全面清理干净焊件表面，从而使得焊接表面存在残留油与焊接残留锈等，或者是由于焊接运行速度过快或电流过小等因素，最终导致焊接金属熔池温度控制失调，液态金属及其熔渣无法发生分离或焊接熔渣没有及时浮出，从而便导致熔池凝固而产生缺陷。（2）焊接气孔。导致焊接气孔的发生因素需要在于需要填充焊接口位置的金属表面可能存在一定的残留油污或锈等，从而便导致实际冷却速度过快，或者在相关人员在使用焊条前未对其进行完全的烘干措施，在实际的焊接中，周围的环境过于潮湿等。这些因素的存在均会导致焊接气孔的发生，而焊接气孔在焊接缝隙内部属于非常常见的缺陷。气孔主要集中地产生于焊接靠近表面位置，而焊接气孔的发生也是导致焊接过程中裂纹出现的重要因素。
2压力容器的焊接技术
2.1多丝多弧焊接技术
多丝多弧焊接技术可以提高工作效率、增加熔敷率，广泛应用于各类弧焊方法中。目前较为常见的是熔化极焊接法。该方法下的多丝多弧焊接技术可以分为两大类，一类是多丝共电，另一类为多丝多电。多丝共电是多根焊丝共用一个电源和一个导电设备，而多丝多电是每一根焊丝应用一个电源，送丝结构和调节设备也均是独立工作的。多丝多电情况下，技术人员可以通过改变焊丝位置进行焊接作业，完成一道、多道焊缝的同步施工。多丝共电可以用于中板、厚板、长焊缝焊接，焊接速度可以达到4～5m/min的水平，可以满足三根以上、六根以下焊丝的同步工作，熔敷率能达到100kg/h以上的水平。
2.2气体保护焊接技术
压力容器焊接涉及到一个基本问题，即焊接过程中的金属氧化。为解决这一问题，气体保护焊接技术得到重视，目前最常用的保护气体是二氧化碳。应用二氧化碳进行焊接保护，成本较低且材料形变小，可以借助设备实现高度自动化作业。以焊丝作为划分标准，将常用二氧化碳保护焊接技术划分为药芯焊丝保护焊和实心焊丝保护焊两种。以药芯焊为例，该方式能够满足不同钢材的焊接作业，具有较高的适应性，而且焊剂的比例可以方便快速的调节，在焊接过程中应用气渣实现联合保护使熔滴过渡均匀。此外，药芯焊的熔敷率高、速度快，在相同焊接电流下药芯焊丝的电流密度大，其熔敷率为85%～90%，生产率比焊条电弧焊高3～5倍。目前压力容器的制备中，美国、德国、日本均大量应用药芯焊丝保护，占其生产总比例的25%以上。
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2.3热丝填充技术
热丝填充技术也被称为热丝等离子弧堆焊技术，是一种以等离子弧为热源，以一定成分的合金粉末作为填充金属的表面强化技术。该技术优点突出，加工精度高而且费用相对较低，能够很好的保证原设计尺寸，保证压力结构的高结合强度，而且，残余应力极小，几乎可以忽略不计。热丝填充技术应用的过程中，一般要求电压波动较小，因此往往选取恒压直流电，同时应保证电流较大，具备良好的可控性和保护能力。额定电流为1500～25O0A。焊剂在热丝填充技术的应用中也较为重要，由于输出电流较大，要求焊剂导电性能出色，电导率应大于普通焊剂至少4倍。磁控装置上，考虑到磁收缩效应，一般要求应用外加磁场防治咬边，该方式也被称为磁控方式。
2.4金属粉添加技术
在焊接过程中，应用金属粉末的主要目的是提升熔敷率。压力容器的制造与常规容器不同，必须严格控制其精度。熔敷率越高，焊接过程中的小缝隙越能得到有效的控制，容器的性能越出色。金属粉末添加技术一般应用于埋弧焊。焊接过程中，保持电弧能量的稳定，通过持续添加金属粉末，可以提升熔敷率40%～50%，将多丝埋弧焊和金属粉末结合使用能够获取更好的效果。
3压力容器焊接质量的控制
3.1从焊接工作人员方面
由于压力容器的焊接技术是由手工操作占支配地位的焊条电弧焊和气体保护焊，所以对操作人员的个人技能和谨慎态度对焊接质量非常重要。自动化技术很高的埋弧自动化的调节和焊接也不能完全离开人的操作，即使半自动化焊接技术中的电弧沿焊接方向的移动也是靠人员掌控。操作人员的工作态度对焊接质量至关重要。因此，要做到压力容器的焊接质量控制，就要对操作人员的质量意识和工作素养进行培训。首先，要做到对焊接工人上岗资格的控制，组织焊接工人在焊接压力容器前按照《锅炉、压力容器、压力管道焊工考试与管理规则》进行培训、考试、获得上岗资格，才能进行压力容器焊接。单位要指定人员检查和监督焊接工作，组织经验丰富的焊接操作人员，根据实际情况和产品参数，严格执行国家标准，对焊接操作人员进行岗位培训，加强操作人员的质量意识，提高操作人员的工作责任感，专职检查焊接工序。
3.2焊接材料的选择和检验
精湛的焊接工艺远远比不上焊接材料的选择对焊接质量的影响大。焊接材料的选择要考虑综合因素，包括产品结构、焊接工艺、材料刚度等，根据不同的需要，选择不同的材料和工艺。不同强度级别的材料焊接，原则上应选择低强度的焊接材料，特殊情况下可以采用高强度的焊接材料。焊缝金属合金的选择，要使其合金含量高于母材，控制焊材中的硅、氧等微量元素，使其具有较小的回火脆性，严格控制焊材中的含碳量，使其符合国家标准，含碳量在0.1%左右，使焊缝具有合格的抗裂性。在焊接前的检验程序中，要检验材料的质量、焊缝组对的间隙、钝边的大小、坡口是否清理干净，以免产生未焊透、焊瘤、气孔等，影响压力容器的质量。焊接过程中，不要选用十字焊缝，相邻筒节间的纵缝和封头拼接焊缝与相邻的筒节间的纵缝应错开，其焊缝中间线之间的外圆弧长一般大于筒体壁厚的三倍，并不小于100mm。清理坡口边缘的水分和油污，严格按照规定保存和烘焙材料。焊条变质、锈蚀甚至剥落时，应严格控制其进入焊接过程。调整焊剂的化学成分，焊剂变质时要及时清理处理。临时吊耳和拉筋的垫板割除后留下的焊瘤要打磨至平滑，表面无裂痕。选择合理的耐热钢材料，材料也符合国家标准，尽量选择强度高的焊接材料，保证焊缝的力学性能比原材料的力学性能要高。焊接后要进行无损检测，主要包括外观检测、无损探伤、耐压和致密性检验。
3.3焊接环境的控制
由于压力容器的焊接经常在室外露天进行，经常受到外界环境的影响，可能造成焊接的质量问题，当外界环境不符合规定要求时，可以进行适当预热。应避免在潮湿环境中作业，以免空气中的水汽进入熔渣形成气泡，造成严重的隐藏缺陷，甚至可能形成裂纹。
结束语
通过分析压力容器的焊接技术与对策，得到相关理论。压力容器功能特殊，对焊接要求也较高，目前常见的焊接技术包括多丝多弧焊接技术、气体保护焊接技术、热丝填充技术、金属粉添加技术等。为保证焊接工作的质量，还要求推行相关对策，如自动化焊接技术的应用、设备更新、技术研发等。后续工作中，各企业也应重视压力容器焊接技术的应用，提升工作水平。
参考文献：
［1］李殿科．关于压力容器在焊接过程中的常见缺陷分析与总结［J］．中国化工行业，2014，04：24．
［2］宋丹丹．浅析压力容器在焊接过程当中的防治要点［J］．哈尔滨化工大学，2015，03：26．
［3］赵一涵．浅谈压力容器在焊接过程当中的焊接缺陷及防范措施［J］．吉林化工部门，2016，18：52．
论文作者:任春媛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/11
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