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摘要：本文通过阐述锅炉压力容器焊接技术相关影响因素及发展方向，从焊接方法、焊接材料选择及焊接工艺三个方面论述了锅炉压力容器焊接技术具体应用，旨为焊接工艺优化、焊接材料选择及焊接手段应用提供参考。
关键词：锅炉；压力容器；焊接技术；应用
焊接技术是保障锅炉压力容器制造质量的根本，其对于锅炉设备正常、可靠使用有着重要影响。随着锅炉压力容器焊接技术不断进步，当前焊接技术已由传统的人工焊接转向包括自动调节、控制、自动检测和自动加工等在内的全自动化焊接，其不仅可减少人为生产质量隐患，还可大幅提高锅炉压力容器焊接质量和效率[1]。对此，本文主要通过阐述锅炉压力容器焊接有关内容，结合目前锅炉压力容器焊接技术发展方向，分析焊接技术实际应用情况。
1.影响锅炉压力容器焊接技术的相关因素
锅炉压力容器制造工艺复杂，在实际应用过程中，必须提升焊接技术工艺实施的先进性、准确性与合理性，进而通过相关工艺优化控制质量检验、材料选择，有效提升锅炉压力容器的整体质量。但在锅炉压力容器焊接过程中，其技术实施受相关因素影响，所以必须结合相关因素及当前锅炉压力容器焊接技术发展趋势，强化压力容器焊接技术应用。
通常在一些低合金高强钢中含有较多锰元素、碳元素及铌元素，这些元素不仅会增加钢材的硬度，且会在焊接操作后，释放淬硬效应。当锅炉压力容器刚性较大时，就会产生隐性冷裂纹。这些裂纹在短时期内不会迅速显现，但会给锅炉压力容器实际应用留下巨大的安全质量隐患。
与此同时，在锅炉压力容器焊接作业过程中，受高温因素影响，焊接接头热影响区域的相关元素就会在奥氏体中大量残留。因焊接后冷却迅速，因此这些残留元素无法及时析出，当在焊后进行热处理时，就会导致锅炉压力容器焊接接头变形开裂，加之其焊接线能量较小，受马氏体影响，热影响区域会产生大量裂纹。
另外，在锅炉压力容器焊接过程中，焊接线能量较大，热影响区域中的晶粒尺寸也会不断增大，同时还会降低热影响区域晶粒的可塑性。
此外，当锅炉压力容器焊接接头热影响区域产生软化区域时，也会降低锅炉压力容器应用的可靠性与安全性，由此会大大缩短其使用寿命。
2.当前锅炉压力容器焊接技术发展趋势
锅炉压力容器体积、结构较大，锅炉壁较厚，在制造锅炉压力容器时，焊缝的查找及微观组织的获取、焊件预热等工艺均比较复杂，而采用传统锅炉压力容器焊接技术进行作业，其无法满足当前时代背景下现代锅炉压力容器制造、焊接各项工艺需求。因此，在传统焊接工艺实施基础上，应结合锅炉压力容器焊接技术实施、应用的要求趋势，分别从精准性、简单化、智能化及自动化几个方面展开焊接技术应用的优化，以完善现代锅炉压力容器焊接技术工艺，提高质量性能。
3.锅炉压力容器焊接技术应用分析
3.1 选择合理的焊接方法
当前随着锅炉压力容器制造技术不断提高，其焊接方式及焊接技术也在进步。在具体焊接应用过程中，可根据母材、焊接位置差异，有针对性地选择锅炉压力容器焊接技术方法与手段。通常因母材差异、焊接位置差异，锅炉压力容器在焊接过程中，主要包括电渣焊、气体保护焊、埋弧自动焊及手工电弧焊等，其中最普通的焊接手段与技术方式为手工电弧焊接，其在工作应用过程中，主要采用手工方式，通过电弧产生的高温，融化锅炉压力容器焊接部位的母材，因此焊接应用灵活性较强。但在技术应用环节，采用这种方式进行焊接，对技术人员的效率和技术要求较高。而电渣焊较为特殊，其一般只适用于焊接面较大且需要进行热处理的焊接操作工艺中。由于锅炉压力容器一般体型大、重量大，呈圆球形状，因此在具体应用过程中，应根据不同焊接方式的优、缺点，选择合理的焊接方法展开作业。
3.2 选择适当的焊接材料
在焊接锅炉压力容器过程中，须从如下三个方面选择焊接材料，尽可能应用耐热性钢焊接材料焊接锅炉压力容器。相关应用注意事项如下：
首先，在选择耐热钢作为锅炉压力容器的焊接材料时，需确保母材与焊缝金属的实际强度指标一致。焊接过程中，除了保证常温状态下焊缝金属与母材强度一致外，还应使焊缝在高温状态下的强度≥母材实际标准值。
其次，焊接材料中的碳含量直接影响锅炉压力容器实际焊接效果，因此，在焊接技术应用过程中，应确保母材中的实际碳含量＞锅炉压力容器焊材中的碳含量，从而防止在锅炉压力容器焊接过程中产生金属裂纹。
此外，锅炉压力容器焊接材料中的碳含量不宜过小。由于焊后热处理时，产生的铁元素会降低锅炉压力容器焊接接头的整体韧性。因此，为有效提升金属与母材的等强焊接性能及金属冲击韧性，应将焊接材料中的碳含量值控制在 0.08%-0.12%范围内。
3.3 优化处理焊接技术工艺
常见的锅炉压力容器焊接技术工艺主要包括底层焊、中层焊、表层焊、焊后热处理工艺及无损检测技术工艺。
（1）底层焊
底层焊主要是指采用氩弧焊方式，以点焊方式从上到下依次展开进行焊接操作。为提升锅炉压力容器焊接技术水平，在底层焊工艺实施中，应系统检测焊接工艺实施情况，确保底层焊缝整体均匀，减少裂纹。
（2）中层焊
在中层焊接作业时，需事先检查并对底层焊缝进行清根处理。若要对锅炉压力容器进行重新焊接，需保证底层焊缝接头及焊接接头距离＞10mm。与此同时，还应选择φ3.2mm的焊条以“直线型”方式展开焊接操作，焊缝实际厚度应为焊条直径的 8-12倍。
（3）表层焊
在表层焊工艺应用过程中，要参考焊缝厚度确定焊条直径。确保每根焊条实际收弧与起弧位置与锅炉压力容器焊接接头相错，以提升锅炉压力容器焊接焊缝的圆滑性与完整性。
（4）焊后热处理工艺
焊后热处理工艺可有效消除锅炉压力容器焊接过程中形成的各种残余应力，从而能够进一步防止冷裂纹出现。但是，在具体焊接应用过程中，应根据锅炉压力容器焊接实际特点和需求，选择合理的热处理方法进行焊后热处理。
（5）无损检测技术工艺
在锅炉压力容器焊接作业开展之后，即可采用无损检测技术（NDT）按照相关质量规定，对焊缝内部及表面进行无损检测。其主要是基于声、光、磁和电等特性，在不影响或不损害被检对象性能前提下，通过对其缺陷或结构异常进行检测，进而准确了解和评价对象性质、状态、质量或内部结构的一种技术工艺[2]。具体方法如下：
图1 NDT检测方法结构体系示意图
结束语
焊接技术事关锅炉压力容器成品质量，要想使锅炉压力容器满足实际应用需求，在焊接工艺实施环节就应加强锅炉压力容器焊接质量控制，优化焊接技术手段，并从焊接材料、焊接方式及焊接设备、焊接工艺等方面不断优化和完善焊接技术应用体系，进而提升锅炉压力容器焊接技术实施先进性。
参考文献
[1] 苗春雨，刘丽.探析锅炉压力容器焊接技术[J].民营科技，2017（06）：34.
[2]尹继超，张东阁，柴成军.锅炉压力容器焊接技术及实施要点研究[J].中国战略新兴产业，2017（28）：165.
论文作者:赵艳红
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/6
标签：锅炉论文; 压力容器论文; 焊接技术论文; 过程中论文; 工艺论文; 材料论文; 裂纹论文; 《建筑学研究前沿》2018年第21期论文;