壓力容器焊接質(zhì)量控制的具體措施

陳世忠 張 敏 李澤民

(青島荏原環(huán)境設(shè)備有限公司 山東青島 266000)

壓力容器焊接質(zhì)量控制的具體措施

陳世忠 張 敏 李澤民

(青島荏原環(huán)境設(shè)備有限公司 山東青島 266000)

在壓力容器焊接的過(guò)程中，質(zhì)量是一個(gè)極為關(guān)鍵的問(wèn)題。本文主要圍繞著壓力容器焊接質(zhì)量問(wèn)題展開(kāi)分析，探討了壓力容器焊接過(guò)程中存在的主要問(wèn)題，并提出了質(zhì)量控制的措施。

壓力容器；焊接；質(zhì)量控制；措施

一、前言

在壓力容器焊接的過(guò)程中，存在很多的質(zhì)量問(wèn)題，因此，為了提高焊接的質(zhì)量，一定要采取有效的措施來(lái)控制焊接的整個(gè)過(guò)程，進(jìn)而提高焊接的效果，為壓力容器的質(zhì)量提供保證。

二、鍋爐壓力容器的焊接技術(shù)簡(jiǎn)介

1、MAG自動(dòng)焊接

雙面脈沖 MAG自動(dòng)焊接是一種焊接效率較高，焊接質(zhì)量控制嚴(yán)格的焊接技術(shù)。雙面脈沖MAG自動(dòng)焊接技術(shù)多用在鍋爐水冷壁管焊接工藝中，該技術(shù)自被引用以來(lái)大大提高了水冷壁的焊接效率。MAG焊接實(shí)際是指熔化極活性氣體保護(hù)電弧焊，該方法解決了鍋爐水冷壁制造過(guò)程中在仰焊位置所需的特殊工藝問(wèn)題。其通常用的保護(hù)氣體有：氬氣、氦氣、CO2氣或這些氣體的混合氣。

2、MIG焊接技術(shù)

MIG焊接技術(shù)又被稱為熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊，該焊接技術(shù)的主要原理是利用連續(xù)送進(jìn)的焊絲與工件之間燃燒的電弧作熱源，由焊炬嘴噴出的氣體來(lái)保護(hù)電弧進(jìn)行焊接的。在鍋爐制造過(guò)程中，MIG焊接技術(shù)可以應(yīng)用在厚壁管對(duì)接接頭中，最典型的優(yōu)勢(shì)在于該種焊接技術(shù)的高效性。在鍋爐中有著上千個(gè)接頭需要焊接，因此該焊接技術(shù)獲得了廣泛的推廣。

3、TIG焊接技術(shù)

TIG焊接技術(shù)是指利用鎢極惰性氣體進(jìn)行焊接技術(shù)。TIG焊接技術(shù)根據(jù)自動(dòng)化程度可以分為手工焊、半自動(dòng)焊和自動(dòng)焊三類。TIG焊接技術(shù)由于在焊接過(guò)程中可不使用焊劑，故焊接后沒(méi)有雜質(zhì)和夾渣，焊接后的接口品質(zhì)良好。其中，利用TIG焊接技術(shù)進(jìn)行窄間隙熱絲，成功了解決了焊接過(guò)程中筒身轉(zhuǎn)動(dòng)、竄動(dòng)和跟蹤困難等實(shí)際問(wèn)題。該焊接技術(shù)在鍋爐制造工業(yè)獲得很大程度的推廣，為我國(guó)的鍋爐制造也作出了巨大貢獻(xiàn)。

三、壓力容器焊接質(zhì)量控制措施

1、焊接設(shè)備使用維護(hù)管理

焊接設(shè)備主要有焊機(jī)、焊條烘干箱、保溫桶、加熱器、鉗形電流表及溫度測(cè)量?jī)x。為保證焊接質(zhì)量，應(yīng)定期對(duì)焊接設(shè)備進(jìn)行全面的檢查和維護(hù)。焊機(jī)都應(yīng)裝配電流表、電壓表，焊條烘干箱要有溫度表等儀器，并定期對(duì)焊接設(shè)備的電流、電壓、溫度顯示進(jìn)行校驗(yàn)，確保焊接所使用的工藝參數(shù)的正確。另外每次對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面的檢查、維護(hù)和校驗(yàn)都要做記錄，并進(jìn)行保存，以便備查。

2、焊接材料管理

在焊條周轉(zhuǎn)或儲(chǔ)存過(guò)程中，由于保管不善或存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，都有可能發(fā)生焊條吸潮、銹蝕及藥皮脫落等缺陷，這就會(huì)影響焊條的使用性能，造成飛濺增大、產(chǎn)生氣孔、焊接過(guò)程中藥皮成塊脫落甚至焊條報(bào)廢等。管理不善還可能造成錯(cuò)發(fā)、錯(cuò)用，造成質(zhì)量事故。焊接材料的管理目的是確保壓力容器的焊接正確、焊縫合格，應(yīng)保證在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中焊條的領(lǐng)用有條不紊。焊接材料的管理包括焊接材料的采購(gòu)、驗(yàn)收、保管、烘干、發(fā)放和回收。焊接材料合格與否由焊材的訂貨、驗(yàn)收和復(fù)驗(yàn)來(lái)保證。焊接材料進(jìn)廠后，檢驗(yàn)人員應(yīng)根據(jù)材料質(zhì)量證明書、采購(gòu)合同、訂貨技術(shù)條件及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收。

3、焊接工藝評(píng)定及焊接檢驗(yàn)管理

（一）焊接工藝評(píng)定

焊接工藝評(píng)定是指為驗(yàn)證所擬定的焊件焊接工藝的正確性而進(jìn)行的試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果評(píng)價(jià)，即通過(guò)擬定正確的焊接工藝保證焊接接頭獲得所要求的使用性能。作為焊接的質(zhì)量管理，目前沒(méi)有條件制定以各種使用性能作為焊接工藝評(píng)定的判斷準(zhǔn)則，因此以焊接接頭的力學(xué)性能（拉伸、彎曲、沖擊）作為判斷焊接工藝的準(zhǔn)則。

（二）焊接檢驗(yàn)

焊接檢驗(yàn)是確保壓力容器可靠性必不可少的環(huán)節(jié)之一，包括焊前檢查、焊接過(guò)程中工藝執(zhí)行情況的檢查、焊后焊縫的外觀檢查及焊縫的無(wú)損檢測(cè)。焊前檢查的內(nèi)容包括確認(rèn)焊工資格、確認(rèn)焊接材料及其烘干溫度和保溫時(shí)間、焊縫坡口清理情況、焊縫裝配質(zhì)量、預(yù)熱溫度等的檢驗(yàn)。焊接過(guò)程中的檢查內(nèi)容，主要是監(jiān)督焊工是否按焊接工藝規(guī)程提供的參數(shù)進(jìn)行焊接，如焊接電流大小、焊接電壓、焊速、層數(shù)、層間溫度、后熱溫度及保溫時(shí)間的檢查等。

四、焊接質(zhì)量缺陷成因及控制措施

1、焊接變形

防止變形是和焊工的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)息息相關(guān)的。特別是大型壓力容器或者組合式和瓣片式造型容器容易發(fā)生變形。焊工在焊接時(shí)要對(duì)焊材和焊接工藝有一定的了解，在實(shí)際操作中能夠判斷是否會(huì)變形，預(yù)先在焊接件上向焊接變形相反的方向變形，這樣的反變形措施能夠抵消產(chǎn)品的實(shí)際變形。

2、裂紋

近幾年由于裂紋缺陷導(dǎo)致的壓力容器事故不在少數(shù)，裂紋具有形成因素復(fù)雜、預(yù)見(jiàn)性較低、形態(tài)各異等特點(diǎn)成為危害性極大的一類缺陷。在發(fā)現(xiàn)淺表裂紋時(shí)采用全部打磨法消除；超出規(guī)定尺寸裂紋時(shí)采用補(bǔ)焊法處理，能夠有效的減小裂紋的危害性。

3、氣孔和夾渣

氣孔是屬于深埋缺陷，一般是由于在焊接時(shí)有油污、水漬和銹跡等原因造成的。預(yù)防氣孔產(chǎn)生的具體措施是：根據(jù)氣孔的大小和性質(zhì)選擇合適的焊接速度和電流仔細(xì)清理污垢。但只有嚴(yán)重的氣孔才有消除的必要性，一般微小的氣孔危害不大，可以不必清理。

夾渣，一般是由于焊縫邊緣有氧割或碳弧氣刨殘留了熔渣；焊接速度過(guò)快；焊接電流過(guò)小等原因?qū)е碌摹?/p>

4、咬邊

往往焊工在操作中選擇電流過(guò)大、速度過(guò)快或焊接角度不當(dāng)?shù)仍蛉菀讓?dǎo)致咬邊的產(chǎn)生。咬邊的產(chǎn)生對(duì)焊接質(zhì)量有較大的影響，因此焊工在焊接技術(shù)水平上要有所提高，學(xué)會(huì)選擇合適的焊接電流，掌握熟練的運(yùn)條手法，隨時(shí)注意焊接的角度才能有效的防止咬邊的產(chǎn)生。

未焊透、未溶合，在焊接時(shí)，接頭末梢未徹底熔透的現(xiàn)象稱作未焊透；焊件與焊縫金屬層之間有局部未熔透現(xiàn)象稱作未熔合。這兩種現(xiàn)象對(duì)于焊接質(zhì)量而言都屬較嚴(yán)重的缺陷，若未及時(shí)進(jìn)行彌補(bǔ)可能會(huì)導(dǎo)致焊縫逐漸增大或突變，焊縫的牢固度降低，甚至還會(huì)引起裂紋的產(chǎn)生。因此，出產(chǎn)銷售的壓力容器是不允許有這樣的現(xiàn)象存在的。追溯它們產(chǎn)生的原因是非常復(fù)雜的，只有通過(guò)仔細(xì)檢查容器表面污漬并做好清潔；運(yùn)條運(yùn)用熟練；選擇適合的電流和速度；密切注意焊縫的熔合程度等細(xì)節(jié)才是正確的防范措施。

五、壓力容器焊接新技術(shù)

雙TIG焊、雙脈沖MIG焊是對(duì)傳統(tǒng)焊接技術(shù)的改進(jìn)及創(chuàng)新。雙TIG焊是在電源正負(fù)極上分別接上兩把常規(guī)TIG焊槍，電流從一把焊槍穿過(guò)工件流向另一把焊槍，然后在工件與兩把焊槍之間各分別建立一個(gè)電弧。雙TIG焊比傳統(tǒng)TIG焊電弧更加集中，熔深更大，厚板焊接的層數(shù)也更少，而且其HAZ更窄，焊后變形更小，不易產(chǎn)生裂紋。因此在保證焊接質(zhì)量的情況下也降低了成產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)率。雙脈沖MIG焊，用0.5-50Hz的低頻脈沖對(duì)單位脈沖的峰值和時(shí)間進(jìn)行調(diào)制，使單位脈沖的強(qiáng)度在強(qiáng)和弱之間低頻周期性切換，得到周期性變化的強(qiáng)弱脈沖群。雙脈沖MIG焊具有焊縫表面美觀，可焊接頭間隙范圍寬，降低氣孔發(fā)生率，細(xì)化焊縫晶粒，降低裂紋敏感性等優(yōu)點(diǎn)。

大功率激光器的出現(xiàn)，使得激光焊技術(shù)在厚壁壓力容器的焊接方面得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。相比于常用的CO2激光器，YAG激光器的功率得到了較大的提高。國(guó)外，法國(guó)F.Coste等人通過(guò)將2-3個(gè)YAG激光束耦合來(lái)提高光斑功率的辦法，采用多道焊技術(shù)實(shí)現(xiàn)了60mm厚不銹鋼的焊接；日本的X.D.Zhang等人采用6kW的激光功率，在焊接速度0.4m/min和送絲速度為5.5m/min時(shí)，共用8道焊道（純激光焊接和激光填絲焊）實(shí)現(xiàn)了 50mm、316L鋼板的雙面對(duì)接焊接，均取得了性能良好的焊縫質(zhì)量。

六、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，壓力容器焊接質(zhì)量控制一定要到位，采用有效的控制措施來(lái)進(jìn)行質(zhì)量的管控制，這樣才能夠提高壓力容器焊接的效果，進(jìn)而為壓力容器的使用奠定基礎(chǔ)。

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1007-6344（2017）02-0129-01