壓力容器焊接工藝的選取和應(yīng)用

徐龍勇

摘? 要：隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)壓力容器焊接工藝的要求也逐漸提高，壓力容器在品質(zhì)和品種的方面已經(jīng)開始向系列化發(fā)展，進(jìn)一步縮短了開發(fā)到應(yīng)用的周期，并且壓力容器在鋼開發(fā)的方面也逐漸開始顯現(xiàn)，因此該文主要對(duì)壓力容易焊接工藝的選取和應(yīng)用進(jìn)行了研究，希望能夠提供一點(diǎn)參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：壓力容器;焊接工藝;選取及應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TG457.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

壓力容器是工業(yè)生產(chǎn)過程中必不可少的重要設(shè)備，目前已經(jīng)在文體教育、醫(yī)療衛(wèi)生、國防等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，壓力容器往往因?yàn)槠鋸?fù)雜且數(shù)量較多的特點(diǎn)，同時(shí)在使用的過程中承受相關(guān)介質(zhì)貯存的壓力時(shí)還要承受容器內(nèi)的相關(guān)介質(zhì)產(chǎn)生的影響，所以如果其存在一定的問題或者偏差，就會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，所以壓力容器的焊接工作具有重要的作用，保證壓力容器的焊接工作才能對(duì)人們的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全進(jìn)行有效的保障，進(jìn)一步促進(jìn)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

1 壓力容器焊接技術(shù)存在的問題及作用

1.1 壓力容器與焊接技術(shù)的理論

壓力容器是指一種能夠承受一定壓力的密閉式的設(shè)備，被廣泛運(yùn)用于各種化工行業(yè)當(dāng)中，在具體操作以及制造壓力容器的過程比較煩瑣和復(fù)雜，要想保證其質(zhì)量，就必須擁有先進(jìn)的焊接工藝。

焊接工藝就是指將各種不同或相同的材料通過高壓或高熱等的形式進(jìn)行永久結(jié)合的一種工藝技術(shù)，焊接工藝的優(yōu)劣在很大程度上影響了壓力容器的質(zhì)量和制造壓力容器的效率，所以在制造壓力容器的過程中，要科學(xué)選擇、合理利用焊接技術(shù)，從而促進(jìn)我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1.2 我國壓力容器焊接技術(shù)存在的問題

隨著我國社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我國的冶金裝備也在不斷地發(fā)展當(dāng)中，其中壓力容器鋼開發(fā)方面的發(fā)展也比較好，在此基礎(chǔ)上，儲(chǔ)存類的壓力容器的鋼開發(fā)也在不斷地發(fā)展，目前的社會(huì)環(huán)境中，全球的經(jīng)濟(jì)交流越來越頻繁，其中石油的安全已經(jīng)成為各個(gè)國家在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的重要戰(zhàn)略，只有保證石油的儲(chǔ)存量才能在很大程度上提高其綜合實(shí)力，在大型的原油儲(chǔ)存的裝備中，由于其在施工的過程中采用的是大熱高效的輸入式的焊接技術(shù)，這種焊接技術(shù)會(huì)使接熱的影響區(qū)的強(qiáng)度以及韌性降低，并且隨著輸入的焊接熱不斷增加，其強(qiáng)度和韌性也在不斷下降，從而使儲(chǔ)存工作受到嚴(yán)重的影響，因此要有效克服接熱影響區(qū)面臨的問題，不斷提高壓力容器焊接的工藝，才能促進(jìn)我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

2 壓力容器焊接工藝的選取和應(yīng)用

2.1 窄間隙埋弧焊工藝

壓力容器的厚壁在焊接時(shí)如果其厚度超過了100 mm，使用常會(huì)的V型或者U型的坡口，其在焊接的過程中比較困難，并且也會(huì)在一定程度上浪費(fèi)能源、財(cái)力、物力等，隨著我國相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步，窄間隙埋弧焊工藝的方法開始在壓力容器焊接工作中得到使用。在對(duì)厚壁的壓力容器進(jìn)行焊接的過程中，保證其穩(wěn)定性尤為重要，因?yàn)橐坏┖附映霈F(xiàn)問題，厚壁壓力容器的間隙越小，其焊縫就很難得到修復(fù)，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，也影響了整個(gè)焊接工作的進(jìn)程效率。在使用窄間隙埋弧焊工藝時(shí)，能保證相關(guān)的設(shè)備具有雙側(cè)橫向和自動(dòng)跟蹤的功能，并且在每一條焊道上其同坡口的內(nèi)壁要保證能均勻融合，在焊接的過程中還要保證焊道薄寬度，讓產(chǎn)生的熱量能夠影響前一個(gè)焊道產(chǎn)生的熱量，并對(duì)其進(jìn)行熱處理，將過熱出品區(qū)的功能不斷改善，從而將焊接的生產(chǎn)率不斷提高，提高相關(guān)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 接管自動(dòng)焊接工藝

2.2.1 與筒體的自動(dòng)焊接

在實(shí)際的應(yīng)用過程中，這種焊接設(shè)備主要是通過將接管內(nèi)徑以后加緊連桿之后進(jìn)行自動(dòng)定心，然后其相關(guān)的焊槍馬鞍形的軌跡在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上自動(dòng)形成，最后在對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作時(shí)，通過在設(shè)備中將有關(guān)的參數(shù)直接輸入之后，就能進(jìn)行多層以及多道的連續(xù)焊接工作，該設(shè)備具有能夠自動(dòng)復(fù)位以及斷點(diǎn)記憶的功能，能夠在一定程度上完成自動(dòng)焊接的工作，并保證焊接的質(zhì)量。

2.2.2 與封頭的自動(dòng)焊接

接管與封頭進(jìn)行自動(dòng)焊接主要有2種形式：非向心接管和向心接管。其主要是先向設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)的定心工作之后，再采用封頭接管埋弧設(shè)備，讓焊槍能夠?qū)ν獗诤蟮男D(zhuǎn)中心自動(dòng)尋位并自動(dòng)定位在中心線上，并將焊縫高度方向的變化記錄下來。這種焊接設(shè)備的主要優(yōu)點(diǎn)就是能夠進(jìn)行較為精準(zhǔn)且自動(dòng)的定位工作，有效避免因?yàn)槿斯ざㄎ怀霈F(xiàn)的誤差，在很大程度上提高了焊接工作的效率。并且這項(xiàng)設(shè)備還有橫向跟蹤的功能，在進(jìn)行焊接工作的過程中，能夠跟蹤接管外壁，從而使焊接過程中其坡口的側(cè)壁以及焊絲的距離的一致性得到確保。

2.3 彎管內(nèi)壁對(duì)焊工藝

在焊接工作中，彎管的焊接比直觀焊接更加復(fù)雜，在傳統(tǒng)的彎管的內(nèi)壁焊接工作過程中，首先要將彎管分別將其割成3段之后再進(jìn)行焊接工作，最后再將其進(jìn)行連接，整個(gè)操作相對(duì)較為復(fù)雜和煩瑣，并且還在一定程度上降低了焊接的效率，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，無法再滿足時(shí)代發(fā)展下的要求。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)90°彎管進(jìn)行自動(dòng)堆焊的設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)了，它在很大程度上降低了彎管焊接的復(fù)雜度，并提高了焊接工作的效率。該文主要研究了彎管內(nèi)壁堆焊工藝對(duì)30°彎管內(nèi)壁以及90°彎管內(nèi)壁進(jìn)行堆焊的工作。

2.3.1 30°彎管內(nèi)壁堆焊

對(duì)30°彎管內(nèi)壁進(jìn)行堆焊工作主要是利用焊機(jī)設(shè)備自身五抽將協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，然后再在教學(xué)的模式下實(shí)現(xiàn)焊槍的排列，讓工件三軸的運(yùn)動(dòng)能得以維持，并且焊接的速度要保持不變，焊接完一圈之后將擺角的位置進(jìn)行變動(dòng)，保證下圈的圓心能夠回到中心地點(diǎn)。焊機(jī)設(shè)備的機(jī)頭踐行兩軸的運(yùn)動(dòng)，焊槍的擺幅會(huì)發(fā)生變化，主要變化的路徑是小——大——小，并且其內(nèi)部各個(gè)層次的厚度要保持一致性，最后計(jì)算出相關(guān)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。

2.3.2 90°彎管內(nèi)壁堆焊

其主要是通過彎管的母線，然后進(jìn)行縱向的自動(dòng)堆焊工作，有效利用二維的變位機(jī)旋轉(zhuǎn)完成各個(gè)焊道的焊接工作，在對(duì)90°彎管內(nèi)壁堆焊的過程中，還可以先安裝一個(gè)90°的彎曲焊槍，保證焊槍能夠進(jìn)行自動(dòng)變化，從而提高對(duì)彎管進(jìn)行焊接的效率。

2.4 新型激光復(fù)合焊接工藝

在傳統(tǒng)的壓力容器的焊接工作中，鎢極填絲氬弧焊得到了一定的應(yīng)用，因?yàn)槠湓诤附拥倪^程中不會(huì)出現(xiàn)飛濺的現(xiàn)象，并且焊接的質(zhì)量相對(duì)比較高，但是隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，由于使用該項(xiàng)技術(shù)在一定程度上影響了焊接的效率，加上熔化極氣體的保護(hù)焊不能將純氬氣作為其保護(hù)氣體，所以在使用的過程中無法有效控制純氬氣，從而導(dǎo)致焊接中經(jīng)常出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，在此基礎(chǔ)上，新型的激光復(fù)合焊接工藝出現(xiàn)了，并逐漸取代了鎢極填絲氬弧焊工藝。新型激光復(fù)合焊接工藝在使用的過程中，會(huì)產(chǎn)生一些相關(guān)的離子體，能引導(dǎo)電弧和吸引電弧，并且純氬氣在這項(xiàng)工藝當(dāng)中能夠作為保護(hù)氣體，保證電弧可以進(jìn)行穩(wěn)定的燃燒，從而保證整個(gè)容器焊接的高效性，也不斷將壓力容器焊接的質(zhì)量提高了，新型激光符合焊接工藝也具有鎢極填絲氬弧焊工藝中飛濺少、質(zhì)量高等的特點(diǎn)，因此已經(jīng)在各個(gè)容器的焊接工作中得到了較為廣泛的使用。

3 結(jié)語

目前焊接技術(shù)已經(jīng)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展得到了不斷地進(jìn)步，逐漸出現(xiàn)了像窄間隙埋弧焊工藝、接管自動(dòng)焊接工藝等新的焊接技術(shù)，在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中，要想保證這些焊接技術(shù)得到合理的應(yīng)用，需要相關(guān)人員進(jìn)行更加深入的研究，保證每個(gè)部分的協(xié)調(diào)發(fā)展，并不斷將新技術(shù)進(jìn)行完善，改善其存在的不足之處，才能使我國的焊接技術(shù)得到蓬勃的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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