壓力容器的焊接技術(shù)應(yīng)用

張國(guó)精　馬永建

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高，金屬壓力容器行業(yè)也得到了快速發(fā)展，新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)對(duì)壓力容器的質(zhì)量提出了更高的要求。焊接技術(shù)在壓力容器制造的過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，能夠有效的提高壓力容器的質(zhì)量，滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。為了改善我國(guó)壓力容器制造技術(shù)落后的情況，相關(guān)制造單位在不斷的引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，提高壓力容器制造的效率和質(zhì)量。本文主要對(duì)壓力容器制造過(guò)程中焊接技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，研究提高壓力容器制造水平的新技術(shù)。

關(guān)鍵詞：壓力容器；焊接技術(shù)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.201

1 壓力容器焊接技術(shù)概述

焊接技術(shù)就是在高溫高壓的外部環(huán)境作用下，通過(guò)焊接材料的運(yùn)用將母料結(jié)合在一起的工作手法，在工業(yè)發(fā)展中有著非常廣泛的應(yīng)用。焊接技術(shù)能夠有效的保證壓力容器的密閉性和承壓能力，實(shí)現(xiàn)大型化的壓力容器制造。在壓力容器的制造過(guò)程中，焊接工作占據(jù)著很重要的地位，焊接的工作量占據(jù)總工作量的41%左右，在大型壓力容器中焊接工作量高達(dá)51%。目前，我國(guó)的焊接技術(shù)多種多樣，對(duì)于不同的壓力容器，需選擇與之相應(yīng)的焊接技術(shù)，以保證焊接質(zhì)量能夠滿足生產(chǎn)作業(yè)的要求。

焊接技術(shù)在工業(yè)發(fā)展占據(jù)著重要地位，在壓力容器的制造過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格注意對(duì)焊接質(zhì)量的控制，若焊接質(zhì)量過(guò)低，可能會(huì)導(dǎo)致壓力容器無(wú)法承載相應(yīng)的壓力，發(fā)生液體的泄露或者氣體爆炸，將帶來(lái)十分惡劣的影響，嚴(yán)重的危害人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，焊接技術(shù)對(duì)壓力容器的質(zhì)量有決定性的影響。

2 壓力容器焊接技術(shù)的應(yīng)用研究

2.1 窄間隙埋弧焊技術(shù)

窄間隙埋弧焊技術(shù)主要應(yīng)用于厚板焊接的領(lǐng)域，對(duì)于厚度超過(guò)100mm的母材焊接具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在壓力容器的制造得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。窄間隙埋弧焊技術(shù)焊接材料的利用效率更高，能夠有效的減少材料的使用量，在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)有效焊接。這種技術(shù)在焊接的過(guò)程中承受的應(yīng)力小，出現(xiàn)變形的機(jī)率相對(duì)較低，與普通的寬坡口埋弧焊技術(shù)相比，具有低成本、高效率、高質(zhì)量的優(yōu)勢(shì)。窄間隙埋弧焊技術(shù)在我國(guó)焊接領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展的相對(duì)成熟，經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐表明，該項(xiàng)技術(shù)能夠有效的提高壓力容器的焊接質(zhì)量，保證其在生產(chǎn)使用過(guò)程中的安全性能。

2.2 接管自動(dòng)焊接技術(shù)

（1）接管與筒體自動(dòng)焊接。 隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)不斷的朝著機(jī)械化、數(shù)字化方向發(fā)展，自動(dòng)焊接技術(shù)應(yīng)用不能能夠提高焊接工作的效率，也能夠充分保障壓力容器的焊接質(zhì)量。接管與筒體的自動(dòng)焊接，主要是通過(guò)馬鞍形埋弧自動(dòng)焊機(jī)實(shí)現(xiàn)。它能夠根據(jù)接管內(nèi)徑與四連桿夾緊裝置，輸入相應(yīng)的機(jī)械參數(shù)之后，機(jī)械設(shè)備按照一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、機(jī)械化的焊接。馬鞍形埋弧自動(dòng)焊機(jī)還能夠根據(jù)不同的焊接位置，進(jìn)行多層連續(xù)焊接，實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外馬鞍的自動(dòng)焊接。同時(shí)該設(shè)備還具有斷點(diǎn)記憶的功能，在焊接作業(yè)的過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)復(fù)位。

（2）接管與封頭自動(dòng)焊接。在進(jìn)行接管與封頭自動(dòng)焊接之前，要對(duì)自動(dòng)焊機(jī)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)定心，通過(guò)設(shè)備自身的數(shù)據(jù)輸入和運(yùn)作，確定中心線的位置。自動(dòng)定心相比于人工定心來(lái)說(shuō)，不僅能夠提高定心工作的效率，還能夠有效的保證定心的準(zhǔn)確程度。該項(xiàng)設(shè)備在焊接的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)焊接工作的自動(dòng)跟蹤，通過(guò)輸入相關(guān)的參數(shù)，對(duì)焊接部位進(jìn)行有規(guī)劃的自動(dòng)焊接，有效的提高了壓力容器的焊接質(zhì)量。

（3）彎管內(nèi)壁堆焊技術(shù)。由于工作環(huán)境的需要，某些壓力容器的內(nèi)壁要進(jìn)行防腐蝕層的焊接，對(duì)于壓力容器的直管部位，焊接相對(duì)比較容易，而彎管內(nèi)壁由于具有特殊性，在內(nèi)壁部位存在相應(yīng)的角度，增加了焊接工作的難度。對(duì)于不同角度的彎管，根據(jù)其內(nèi)壁的實(shí)際情況，需采用不同的焊接技術(shù)，目前我國(guó)對(duì)于彎管內(nèi)壁的堆焊技術(shù)研究已經(jīng)逐漸成熟。

1）30°彎管內(nèi)壁堆焊。30°彎管的堆焊是通過(guò)借助焊機(jī)自身的五軸協(xié)調(diào)運(yùn)作，根據(jù)預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型，焊機(jī)三軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)焊接。在焊接的過(guò)程中，工件運(yùn)作與焊機(jī)的搖擺幅度相協(xié)調(diào)，保持運(yùn)行速度的穩(wěn)定不變。每當(dāng)焊接完成一圈之后，需要對(duì)擺角位置進(jìn)行變動(dòng)，在移動(dòng)焊機(jī)之后重新進(jìn)行自動(dòng)定位。在內(nèi)壁堆焊的過(guò)程中，需注意對(duì)焊機(jī)搖擺幅度的控制，一般情況下，搖擺幅度由小到大進(jìn)行調(diào)整，焊機(jī)工作進(jìn)入收尾部分是，再次將幅度調(diào)小，保證內(nèi)壁焊接的結(jié)構(gòu)和層次。在彎管內(nèi)壁堆焊時(shí)，需應(yīng)用數(shù)學(xué)模型對(duì)所需的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。盡量選用具有自動(dòng)追蹤和斷點(diǎn)記憶功能的焊機(jī)，其機(jī)械設(shè)備能夠自動(dòng)復(fù)位，保證焊接過(guò)程的順利進(jìn)行。

2）90°彎管內(nèi)壁堆焊。90°彎管內(nèi)壁堆焊的施工技術(shù)難度較大，在過(guò)去技術(shù)水平相對(duì)落后的情況下，是仿照30°彎管的施工操作流程進(jìn)行焊接。因此，在進(jìn)行90°彎管堆焊之前，需將彎管切割成三部分，依次進(jìn)行防腐層焊接之后，再將彎管連接在一起，這樣的堆焊方式不僅操作復(fù)雜，過(guò)程繁瑣，焊接的效率也十分低下，在焊接過(guò)程中也容易存在安全隱患。如今，已經(jīng)研制出專門(mén)用于90°彎管內(nèi)壁堆焊的焊接設(shè)備，主要是運(yùn)用彎管母線的縱向結(jié)構(gòu)，通過(guò)二維變位機(jī)對(duì)焊接點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)焊接。這種焊接方式大大提高到了壓力容器內(nèi)壁焊接的效率與焊接質(zhì)量。

（4）激光復(fù)合焊接。激光復(fù)合焊接是近幾年發(fā)展起來(lái)的新型焊接技術(shù)，這種焊接技術(shù)逐漸取代了對(duì)鎢極填絲氬弧焊技術(shù)。鎢極填絲氬弧焊技術(shù)的焊接質(zhì)量較為穩(wěn)定，在焊接的過(guò)程中無(wú)焊接材料飛濺的現(xiàn)象，接頭性能良好，一度得到廣泛應(yīng)用，但是這種焊接技術(shù)的工作效率低下，在特定的施工環(huán)境中焊接質(zhì)量不能得到有效的控制，制約了壓力容器質(zhì)量的提高。激光復(fù)合焊技術(shù)通過(guò)激光器的使用，具有焊接效率高、承受的熱應(yīng)力較小，不易發(fā)生焊接形變等優(yōu)點(diǎn)，能夠保證壓力容器焊接外部的美觀，提高焊接質(zhì)量。同時(shí)，激光復(fù)合焊接技術(shù)操作簡(jiǎn)便，焊接的返工率很低，保證了壓力容器的安全性能。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，壓力容器在現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，提高壓力容器的質(zhì)量能夠有效的促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的安全。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展和新技術(shù)的引進(jìn)，我國(guó)的焊接技術(shù)的水準(zhǔn)不斷提高，焊接技術(shù)不斷向數(shù)字化、機(jī)械化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，為大型壓力容器的制造提供了技術(shù)支持。通過(guò)新型焊接技術(shù)的應(yīng)用，有效的提高了壓力容器的質(zhì)量，對(duì)我國(guó)工業(yè)制造的發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]歐亞.淺析壓力容器的焊接技術(shù)[J].化學(xué)工程與裝備，2014（03） .