孙君1 杨琳2
1 淄博华鼎化工设备制造有限公司 山东淄博 255000；2 山东金柯工程设计有限公司 山东淄博 55000
摘要：压力容器制造过程中焊接质量较为关键，从某种层面而言，焊接质量决定着压力容器的最终质量。因此，焊接水平提高在压力容器制造中具有重要意义。近几年，压力容器焊接工艺在筒体和封头等焊接技术中，慢慢演变成了现代数字化技术，以此满足不同的需求，全面提升自动化水平，同时，操作方式也较为便捷。
关键词：压力容器；焊接技术；质量控制
一、压力容器及焊接系统的概述
1、压力容器基本要求。对于压力容器的基本要求主要是保证以安全运行为前提的有效的、长期的运行，主要表现在以下几个方面:内压力的作用下要保障强度符合标准，不能被破坏也不能失效。一旦有外力作用，要确保其有能力保持原态。封闭性能必须可靠，尤其是搅拌(反应)能力。使用寿命要充足，一般需要维持在10-15年之间。最好是可利于维修、检查、制造以及安装。
2、压力容器使用特点。压力容器需要在具有一定的压力之下进行使用，此压力会在压力容器的壳体中生成一定的应力，该应力只会生成一次，一旦壳体材料无法承载一次应力时，会造成压力容器破裂，从而产生安全事故。为了在一定程度上避免安全事故的发生，需要注意以下几个方面：温度和压力与介质相关的一些物理特征。材料受介质的腐蚀程度。
3、焊接质量控制系统。利用焊接质量控制系统中对于控制点以及控制环节等方面的控制，从而实现对焊接质量进行控制。其中控制环节主要包括对于焊接工艺的编制、管理焊接材料及设备、对焊接员工的管理、评定焊接工艺、管理产品焊接试件以及返修焊缝等。其中主要包含这些控制环节，环节中划分为24个控制点，只有将这些控制点管理到位，才能让焊接质量符合规定标准，保障压力容器质量得以被安全的使用于人们正常生产、生活之中，为企业带来良好的社会效益，并获取最大化经济效益。
二、压力容器制造所用焊接新技术
1、接管自动焊接
1.1接管和筒体之间的自动焊。原有马鞍式埋弧焊接设备所形成的运动轨迹不能完全满足不同焊接设备的相应需求，更不能应用在厚度较大、具有窄间隙坡口的情形中。基于这一条件，便可引入最近新研制出来的接管马鞍式埋弧焊接设备。这一设备具有明显的自动化特性，且所用控制手段高效、便捷，适应能力突出。自动化马鞍式埋弧焊接设备基本实现原理主要取决于接管内径，一般选取四连杆夹紧这一方式，实现自动定心目标；此设备的焊枪对应的运行轨迹是利用焊接对象筒体与接管直径充当基本焊接参数，利用参数能够让焊接模型处于自动化声场；借助人机交互界面能够有效调控焊接的每一个参数，完成多道连续焊接，另外，焊接的焊道可在上述过程自动排列。
1.2焊管和接头之间的自动焊接。接管和封头焊接存在两种形式，即向心与非向心接管焊接，且封头接管埋弧包含六个运动轴，并悬挂于操作机中。自动焊接前应面向设备实施自动定心处理，利用焊枪完成接管外壁的自动寻位，让焊枪旋转中心有效定位于接管中心线，此方法和人工定位相比，其效率能够显著提高。然后再经由焊丝端部围绕坡口底部实施自动寻位处理，精准记录焊接高度层面的具体变化，完成高度的全面跟踪，最终实现非向心接管的有效焊接。
2、窄间隙埋弧焊。在厚壁压力容器中，若壁厚大于100mm，选用普通U型会造成材料能量以及工时的不必要浪费。近期，国内在窄间隙埋弧焊中投入了较大的力度，一些企业开始尝试应用各种类型的窄间隙焊接手段。然而，如何正确认识窄间隙焊接却仍旧较为模糊，部分认为在厚壁容器焊接中，应以效率为主，所以，间隙应越小越好。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但恰恰相反，厚壁容器自身的质量稳定性才是最关键的，这是因为一旦发生焊接缺欠，小间隙焊缝无法有效修复，有些甚至不能处理一定要切断，要求对坡口进行再加工处理，整体效率也不理想。窄间隙埋弧焊所用设备应格外关注其基本功能和关键功能，一定要具备优良、理想的跟踪功能；各焊接道一定要和坡口侧壁有效熔合，同时，且不可过度融合母材金属，这是因为母材含碳量大多较高；焊道最好保证薄而宽，能够有效运用后一道焊接产生的热量，借此来对前一层焊道内部的热影响区实施热处理，优化过热粗品区的整体性能；它不仅具有良好的熔敷效率，而且还不会对母材形成较大热输入而威胁母材热影响区。
3、弯管内壁堆焊
3.1 30°弯管。这种内壁堆焊选择沿圆周环向这一方式实施自动堆焊，其基本工艺方法是离子弧焊。自动堆焊接选取5周协调运动，参照标准的数学模型有效排列焊道。工件实施3轴运动，首先，匀速旋转，和焊枪摆幅宽窄呈现的变化保持一致，且焊接速度始终不变；然后，待工件焊一圈，便实施摆角变位置，让下一圈焊缝始终处在和焊枪呈90°的平面中；最后，待工件焊一圈，则实施平移变位，让下一圈焊缝圆心始终处在旋转中心中。焊机接头完成2轴运动，当每进行一圈堆焊，焊枪便后退相应位移，着手下一圈堆焊操作。
3.2 90°弯管。90°弯管内壁堆焊选取沿弯管母线纵向样式开展自动堆焊，其基本工艺方法为GMAW。主要将工件装设于二维变位机中，通过工件旋转运动完成焊接；而翻转运动能够让每一条焊接到始终处在平焊位置；焊枪装设于三维导轨中，旨在借此实现自动变位。
三、压力容器制造质量控制措施
1、工艺质量控制措施。压力容器焊接工艺主要分为以下几个步骤:底层焊通常运用氢弧焊的方式，进行以上至下的点焊，操作完成之后要对底层焊进行检查，才能保障其焊缝均匀性，在一定程度上将裂纹出现几率降至最低。中层焊。在进行中层焊操作之前，需要对已经完成焊接的焊缝进行检查和清理。若是有重新施焊的需求，则必须保证底层焊缝接头要同焊缝接头错开，其距离最少要保证10mm之上。中层焊对焊条进行选择时，其直径最好为3．2，中层焊缝宽度保持在焊条直径8～12倍最优，运条方式最好采用直线型。表层焊。进行表层焊操作，对焊条进行选择时，需要以焊缝的已焊厚度为依据。保证每根焊条的收弧位置与起弧位置必须同中层焊缝的接头保持平行，表层焊缝表面必须保持完整，才能使压力容器圆滑性有一定的过度。焊后热处理是压力容器焊接工艺必须操作的步骤，该步骤可有效对焊接的残余应力进行消除，避免出现裂纹，从而对焊接接头力学性能进行相应优化。
2、焊前检验事项主要从焊接材料、母料等是否合格;仪表、焊接设备以及工艺装备是否完整;接头、焊接坡口等装配和清理是否符合焊接质量标准;焊工的技术是否合格;焊接工艺条件满足焊接需求。对焊中事项进行检验主要包括，焊接操作是否按规定进行，并且对于工艺以及材料稳定性、接头性能等方面进行考核;查看焊接参数是否满足工程要求;对于图样、工艺等技术类文件是否按规定执行;对焊接质量方面进行检验，例如，层间道间、焊缝清根、接头连接以及熔合区等;打底焊缝质量是否满足质量要求。焊后检验事项主要是要求施焊后，相关焊工应该完成自检工作，只有自检结果合格才能对其采取焊工钢印标识;当焊工完成自检后，需要相关检验人员再次进行检验;对于外观合格的焊缝，需要以相关标准和产品图纸为依据，对其进行无损检测。
结束语
综上所述，压力容器制造过程中焊接控制是不可缺少的环节之一，焊接质量的好坏直接影响着压力容器的安全性以及实用性。因此，焊接过程必须按照相关标准和要求进行焊接作业，对于焊接质量检验也要加强管理，让焊接质量有所保障，才能在一定程度上规避安全事故的发生。
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[3]赵亚宁.提高压力容器制造过程中焊接质量措施浅谈[J].化学工程与装备，2017(16):408．
论文作者:孙君1,杨琳2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/28
标签：压力容器论文; 质量论文; 焊枪论文; 间隙论文; 工件论文; 质量控制论文; 操作论文; 《防护工程》2018年第8期论文;