壓力容器焊接缺陷的成因與控制

齊霽

摘要：隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的迅猛發(fā)展，壓力容器成為石油、化工等行業(yè)中必不可少的重要設(shè)備，而焊接質(zhì)量的好壞是保證壓力容器強(qiáng)度和致密性的關(guān)鍵。分析探討焊接缺陷的成因，控制焊接缺陷的形成，保證焊接質(zhì)量的提高極為重要。

關(guān)鍵詞：壓力容器；焊接缺陷；成因；控制

1、引言

焊接質(zhì)量的好壞，直接影響壓力容器的安全性能和使用性能。焊接質(zhì)量不好，有可能發(fā)生介質(zhì)泄露或?qū)е卤ǖ仁鹿实陌l(fā)生，給人民生命和財(cái)產(chǎn)造成重大損失。筆者從事壓力容器制造監(jiān)督檢驗(yàn)多年，現(xiàn)就壓力容器制造過程中，經(jīng)常遇到的焊接缺陷的形成加以分析，以便達(dá)到預(yù)防和控制的效果。

2、常見焊接缺陷的種類

壓力容器制造過程中經(jīng)常遇到的焊接缺陷有：氣孔、咬邊、未熔合、未焊透、裂紋等。

3、缺陷的成因與控制

3.1氣孔的形成原因與控制

3.1.1氣孔的形成原因。氣孔是指焊接時(shí)，熔池中的氣泡在凝固時(shí)未能逸出而形成的空穴。產(chǎn)生氣孔的因素有：①坡口邊緣不清潔，有水分、油污和銹跡；②焊條或焊劑未按規(guī)定進(jìn)行烘干；③焊芯銹蝕或藥皮變質(zhì)、脫落；④低氫型焊條焊接時(shí)，電弧過長(zhǎng)，焊接速度過快；⑤埋弧自動(dòng)焊電壓過高等。這些因素的存在都容易產(chǎn)生氣孔，由于氣孔的存在，導(dǎo)致焊縫有效截面積減小，氣孔過大會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度，破壞焊縫金屬的致密性。

3.1.2 氣孔的預(yù)防與控制。預(yù)防和控制焊接氣孔的產(chǎn)生，要在焊接前注意以下幾點(diǎn)：①正確選擇合格的焊條、焊劑和焊絲，并掌握合適的烘干溫度和時(shí)間；②清理坡口處的水分、油污和銹跡；③選擇合適的焊接電流、電壓和焊接速度；④采用堿性焊條焊接時(shí)，要短弧焊，控制運(yùn)條速度和焊條角度等。

3.2咬邊的形成原因與控制

3.2.1咬邊的形成原因。咬邊是指由于焊接工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，或操作技術(shù)不正確，沿焊趾的母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷。產(chǎn)生咬邊的因素：①焊接電流過大，焊接速度過快；②堿性焊條的電弧過長(zhǎng)，焊條角度不當(dāng)；③焊接角焊縫時(shí)焊條角度和電弧長(zhǎng)度不合適，運(yùn)條不穩(wěn)。咬邊減小了母材接頭的工作截面，在咬邊處容易造成應(yīng)力集中，過大的咬邊會(huì)降低設(shè)備的承載能力，是引發(fā)裂紋的源頭。

3.1.2 咬邊的預(yù)防與控制。預(yù)防和控制焊接咬邊的產(chǎn)生，施焊焊工除了要有一定的責(zé)任心，還要注意以下兩點(diǎn)：①不用過大的焊接電流和過長(zhǎng)的弧長(zhǎng)，控制焊接速度不要過快；②正確掌握運(yùn)條技術(shù)，既要防止邊緣過分加熱，又要讓邊緣有足夠的熔敷金屬。

3.3未熔合的形成原因與控制

3.3.1未熔合的形成原因。未熔合是指？焊接時(shí)，焊道與母材之間或焊道之間，未完全熔化結(jié)合的部分。產(chǎn)生未熔合的因素有：①焊接電流過小，焊接速度過快；②電弧偏向坡口某一側(cè)，或電弧偏吹；③操作不當(dāng)，運(yùn)條方式不對(duì)，表面未清理干凈。未熔合減小了焊縫有效工作截面，使焊接接頭的承載能力下降。在未熔合處還可以引起應(yīng)力集中。

3.3.2 未熔合的預(yù)防與控制。預(yù)防和控制焊接未熔合的產(chǎn)生，要注意以下幾點(diǎn)：①正確選擇焊接參數(shù)，并在實(shí)踐中執(zhí)行；②加強(qiáng)技能培訓(xùn)，正確掌握操作方法，防止偏吹，不使用偏心焊條；③認(rèn)真清理坡口和焊道。

3.4未焊透的形成原因與控制

3.4.1未焊透的形成原因。未焊透？是指焊接時(shí)接頭根部未能完全熔透的現(xiàn)象。？產(chǎn)生未焊透的原因較多：①坡口角度過小、接頭間隙太小或鈍邊過厚；②雙面焊時(shí)，背面清根不徹底；③焊接接頭在氣焊前未經(jīng)清理干凈，如存在油污、氧化物等；④焊件的散熱速度過快，使得熔池存在的時(shí)間短，以致填充金屬與母材之間不能充分地熔合；⑤熔劑質(zhì)量不好或選擇不當(dāng)。未焊透不僅降低了焊接接頭的機(jī)械性能，而且在未焊透的缺口及末端處形成應(yīng)力集中，進(jìn)—步產(chǎn)生裂紋。在重要的焊縫中，若發(fā)現(xiàn)有未焊透缺陷，必須鏟除，重新補(bǔ)焊。

3.4.2 未焊透的預(yù)防與控制。防止未焊透應(yīng)采取的措施：①依據(jù)焊接方法選擇坡口形式和尺寸，組對(duì)時(shí)避免間隙過??；②在焊前進(jìn)行清理，徹底消除坡口兩側(cè)的氧化物和油污；③根據(jù)板厚正確選用相應(yīng)的焊嘴和焊絲直徑在焊接時(shí)選擇合理的火焰能率和焊接速度；④對(duì)厚大的鋁及鋁合金焊件，要進(jìn)行焊前預(yù)熱和在焊接過程中加熱焊件：選用合格的氣焊熔劑。

3.5裂紋的形成原因與控制

3.5.1裂紋的形成原因。？焊接裂紋是指在焊接應(yīng)力及其他致脆因素共同作用下，焊接接頭中局部地區(qū)的金屬原子結(jié)合力遭到破壞而形成的新界面而產(chǎn)生的縫隙。？焊接裂紋產(chǎn)生的原因有：①焊接材料和焊接工藝選擇不當(dāng)；②起焊點(diǎn)選擇不當(dāng)；③焊縫熔合不良，余高不足，應(yīng)力過于集中；④焊縫金屬冷卻速度太快；⑤定位焊縫太短；⑥焊縫收尾處沒有填滿或火焰撤離過快。焊接裂紋是最危險(xiǎn)的焊接缺陷，嚴(yán)重地影響著焊接結(jié)構(gòu)的使用性能和安全可靠性，裂紋是許多焊接結(jié)構(gòu)破壞事故的直接原因。

3.5.2 裂紋的預(yù)防與控制。防止裂紋產(chǎn)生的措施：①根據(jù)匹配關(guān)系合理選擇焊接材料和焊接工藝；②合理選擇起焊點(diǎn)位置；③保證余高，使焊接接頭處于自由狀態(tài)以減少應(yīng)力集中；④定位焊縫長(zhǎng)度、焊縫熔合要適當(dāng)，焊縫冷卻要緩慢；⑤焊縫收尾處一定要注意填滿，火焰應(yīng)緩慢離開熔池。

4、結(jié)束語

焊接缺陷的形成是影響壓力容器產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，多數(shù)缺陷的形成，直接導(dǎo)致設(shè)備母材有效截面積的降低，減小壓力容器的承載能力，嚴(yán)重的缺陷就會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生。筆者通過多年的監(jiān)督檢驗(yàn)工作和查閱書籍，對(duì)上述的常見的焊接缺陷進(jìn)行了分析與探討，希望能給操作者一定的啟示。

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（作者單位：錦州市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所）