大型金屬儲(chǔ)罐焊接過程中的質(zhì)量通病及預(yù)防措施探尋

杜勝利

摘? 要：本文對(duì)金屬儲(chǔ)罐器焊接中的問題進(jìn)行分析研究，通過人力、機(jī)械、材料、工藝、校核等多個(gè)當(dāng)面對(duì)金屬焊接技術(shù)的改進(jìn)提出建議，希望給相關(guān)工作者提供借鑒。

關(guān)鍵詞：金屬焊接技術(shù);應(yīng)用分析

引言：

金屬儲(chǔ)罐器在工業(yè)領(lǐng)域中的使用非常普遍，隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷加深，該設(shè)備的需求量也隨之加大，因而對(duì)生產(chǎn)的技術(shù)要求也不斷提高。金屬焊接作為金屬儲(chǔ)罐器制造的核心環(huán)節(jié)，其技術(shù)水平直接決定著整個(gè)產(chǎn)品的使用效果，因此對(duì)于金屬焊接技術(shù)的研究意義非常重大。

1金屬儲(chǔ)罐焊接過程中的常見問題及原因分析

1.1儲(chǔ)罐橫向焊縫中的常見問題

①罐底焊縫造型劣質(zhì)，誘導(dǎo)因素：焊接方向或角度錯(cuò)誤，分部件的焊接區(qū)域面積較大，焊接時(shí)發(fā)生夾雜現(xiàn)象。②焊接穿透;誘導(dǎo)因素：焊接速度不均勻，電火花集中過久，局部出現(xiàn)穿透;電焊機(jī)通電過強(qiáng)。③罐體外部焊縫造型劣質(zhì);誘因：焊接時(shí)焊機(jī)角度沒有擺正4焊接面出現(xiàn)氣泡;誘因：焊接時(shí)局部有水分，高溫下蒸發(fā)，水汽膨脹，產(chǎn)生氣泡。⑤焊接面有雜質(zhì)，誘因：焊接面形狀不規(guī)則，使得焊接殘?jiān)鼰o法及時(shí)排出，留在焊接區(qū)域內(nèi)，產(chǎn)生夾雜。

1.2儲(chǔ)罐豎向焊縫常見問題

①焊接面粗糙;誘因：電焊機(jī)電壓不夠，焊接點(diǎn)和底部焊縫距離太近，斜向焊接區(qū)域尺寸過大。②焊接區(qū)域表面不平整，誘因：罐體和銅板之間有縫隙，兩者尺寸不一致。③焊接面傾向一端;誘因：銅板軸線和坡口軸線平行度較差，存在位移。④焊接面有氣泡;誘因：焊接時(shí)表面存在大量水分，高溫下膨脹產(chǎn)生氣泡。

2改善焊接變形現(xiàn)象的措施

2.1人為方面

①招聘時(shí)，生產(chǎn)單位必須對(duì)應(yīng)聘人員進(jìn)行嚴(yán)格考核，確?；炯寄苁炀?，還要對(duì)身體狀況進(jìn)行檢查，以免存在安全隱患。

②企業(yè)要想保障產(chǎn)品質(zhì)量，首先要提高工作人員的職業(yè)技能，這些技能主要包括：熟練使用工程圖，掌握加工工藝、工序和工步，明確加工標(biāo)準(zhǔn)、審核標(biāo)準(zhǔn)等等。

③所有員工必須保證持證上崗，證件是基本職業(yè)素養(yǎng)的體現(xiàn)。相關(guān)本門應(yīng)當(dāng)加大監(jiān)管力度，一旦發(fā)現(xiàn)無證上崗的現(xiàn)象必須追究所在單位的責(zé)任。

④由于金屬焊接工作非常復(fù)雜，且工藝水平要求很高，所以招聘單位不僅要檢查應(yīng)聘人員的證件，還要對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考核，對(duì)理論和實(shí)踐進(jìn)行分別考核，確保具備熟練的技能才可以上崗[1]。

2.2加工設(shè)備的維護(hù)和修復(fù)工作

在技術(shù)焊接中，焊接機(jī)是主要的加工設(shè)備，也是維護(hù)和修復(fù)的主要對(duì)象。該設(shè)備在工作時(shí)會(huì)從空氣中吸附灰塵，因此定期的清理和保養(yǎng)是不可避免的。其中，主要的檢查和維護(hù)項(xiàng)目有：對(duì)焊接機(jī)各類儀表的檢查，對(duì)于三相電平衡性的校驗(yàn)，對(duì)于放大器輸入輸出電壓的測(cè)驗(yàn)，對(duì)于電源電線接地性的檢查等。焊接機(jī)的安全性直接影響著整個(gè)加工過程的安全性，意義非常重大，檢修人員務(wù)必認(rèn)真謹(jǐn)慎。

2.3設(shè)備組裝與焊接

2.3.1組裝過程技術(shù)要點(diǎn)

對(duì)于大型金屬儲(chǔ)罐的組裝和焊接，國家給出了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，焊縫要分散，分布對(duì)稱，不僅加工人員，管理人員也要經(jīng)常閱覽相關(guān)文件，務(wù)必將標(biāo)準(zhǔn)銘記在心[2]。

2.3.2焊接技術(shù)要點(diǎn)

在焊接工作開始前，要先由工程師制定焊接指導(dǎo)書，明確加工目標(biāo)、加工工藝、工序以及每一工步的技術(shù)要求。開工前還要對(duì)工人進(jìn)行集中培訓(xùn)，務(wù)必確保每個(gè)人都把任務(wù)書看明白。下面對(duì)焊接的順序和工藝做簡要說明。

金屬儲(chǔ)罐焊接順序。選用中等尺寸焊接板→焊縫位置應(yīng)距離罐底板邊30cm→罐頂采用縱向焊縫→包邊板與頂板焊接→縱向壁板與環(huán)形包角板焊接→邊緣板和焊縫→邊緣板和罐底板。對(duì)于不同的焊接件可以選用不同的焊接工藝，如：熔焊、壓焊、釬焊等等[3]。

由于焊接是一個(gè)局部的快速加熱和冷卻的工藝，加工區(qū)域受到板件自身的限制無法自由脹縮，在加工過程中受到周圍各種應(yīng)力共同作用容易產(chǎn)生變形，因此需要及時(shí)矯正，下面簡述罐底焊接變形的矯正措施：

1）罐壁周邊選用隔縫焊接，從外部30cm出開始，焊絲從里向外移動(dòng)接頭處保持三到五厘米距離，罐壁周邊預(yù)留一定的收縮縫，其他工序完成后再對(duì)其進(jìn)行焊接。

2）中幅板焊接順序是：短焊縫、長焊縫、通長縫。

3）罐底與罐壁曲面焊接順序：縱向焊縫，環(huán)向焊縫、底圈縱向焊縫、底圈罐壁與罐底。此外還要注意，先焊接相鄰板件，再焊中間的換箱焊縫。焊接時(shí)要注意均勻分布，同方向分段進(jìn)行。

③罐壁焊接順序和工藝要點(diǎn)。

壁板豎向焊板→環(huán)形焊板兩個(gè)成對(duì)進(jìn)行→豎向焊縫焊接活口→兩圈環(huán)形板→豎向焊縫活焊縫→下一圈壁板縱向焊縫。其余類似。

焊接變形是焊接工藝中的常見現(xiàn)象，也是需要克服的主要難題，下面簡單介紹預(yù)防焊接變形的措施：

1）焊接順序要正確，焊縫分布要堆成，焊接方向要一致。這就對(duì)施工人員的理論功底和實(shí)踐本領(lǐng)都提出了一定的要求。施工人員在加工前要認(rèn)真學(xué)習(xí)相應(yīng)的技術(shù)手冊(cè)，熟記加工工藝和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，還要注意積累加工經(jīng)驗(yàn)，這樣才能保證工作的高效性和準(zhǔn)確性。

2）焊接罐底時(shí)，要進(jìn)行分段焊接。

3 ）在對(duì)厚度較小的板件進(jìn)行焊接時(shí)，要將電焊機(jī)的電流調(diào)小，焊接時(shí)也要加快速度，以免出現(xiàn)局部穿透現(xiàn)象。

④罐底焊接工藝要點(diǎn)。

1）豎向焊縫選用間隔焊接，焊接順序自中間向兩邊進(jìn)行，并且保持勻速進(jìn)行。

2）焊接頂層與包邊抗拉環(huán)、抗壓環(huán)時(shí)，焊工應(yīng)對(duì)稱分布，按I順序并同一方向分段跳焊，速度均勻、焊接距離不能太遠(yuǎn)。

2.3.3改善焊接應(yīng)力的方法

①設(shè)計(jì)方面：在保證焊接穩(wěn)固性的基礎(chǔ)上盡量將焊接區(qū)域的面積減小，科學(xué)布置焊縫分布。

②加工方面：使用較小的電流為焊機(jī)供電從而降低焊接區(qū)塑性形變量。此外，氫氣的存在會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中，加重板件的變形，因此選用含氫量較小的焊條來焊接，焊后按照相關(guān)要求進(jìn)行再處理，務(wù)必消除氫氣。焊接完成后，使用振動(dòng)的方式來消滅殘余應(yīng)力并科學(xué)設(shè)計(jì)焊接順序，焊接后馬上對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行保溫吹，使其緩慢冷卻，以免驟冷形成應(yīng)力集中變形。焊接結(jié)束后要進(jìn)行熱處理，這樣可以有效降低氫氣存在產(chǎn)生的負(fù)面效果，層間錘擊也可以一定程度消除殘余應(yīng)力。另外，針對(duì)不同材質(zhì)的焊接體，也要選擇不同的焊條，這一點(diǎn)需要施工人員合理把握。

2.3.4改善焊接變形的方法

焊接變形是焊接工藝中重要的質(zhì)量控制點(diǎn)，很大程度上決定著整個(gè)焊接效果的好壞，然而由于局部高溫處理和驟冷，焊接中變形是不可避免的，只能盡可能地減小形變量，形變量越小的焊接面質(zhì)量也越好。下面對(duì)改善焊接變形的方法進(jìn)行簡述。

①設(shè)計(jì)出科學(xué)的焊接工藝：焊接加工是一項(xiàng)有機(jī)的整體性加工工藝，需要各環(huán)節(jié)相互協(xié)調(diào)，統(tǒng)籌兼顧。這就對(duì)設(shè)計(jì)人員的綜合素養(yǎng)提出了較高的要求，從某種程度上來講，工程師的水平?jīng)Q定著工藝的優(yōu)良，從而進(jìn)一步?jīng)Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量。

②焊接方法的評(píng)定：在焊接工藝確定之后，還要進(jìn)行方法評(píng)定。由于影響加工效果的因素非常多，因此選擇焊接方法非常重要，需要技術(shù)人員共同討論評(píng)定，爭取選擇最優(yōu)的方案。

2.4焊縫校驗(yàn)

焊縫校驗(yàn)是焊接工藝的重要環(huán)節(jié)，旨在及時(shí)發(fā)現(xiàn)焊接缺陷，保障產(chǎn)品質(zhì)量。焊縫校驗(yàn)需要注意以下方面。①外觀校驗(yàn)：焊縫校驗(yàn)首先要觀察外形尺寸是否符合目標(biāo)要求。焊接區(qū)域是否存在裂縫、穿透，是否有氣泡和夾雜現(xiàn)象，焊接是否牢固等都是外觀校驗(yàn)的重要項(xiàng)目。②無損檢測(cè)：利用特殊設(shè)備對(duì)焊接件進(jìn)行無損檢查。

3小結(jié)

金屬焊接在工業(yè)領(lǐng)域有著重要的地位，不容忽視，本文對(duì)金屬焊接的工藝要點(diǎn)進(jìn)行闡述，旨在彌補(bǔ)焊接中存在的缺陷，提高工藝水平，希望可以為工作人員提供參考，也為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳智.淺談大型金屬儲(chǔ)罐焊接過程中的質(zhì)量通病及預(yù)防措施[J].價(jià)值工程， 2019， 38（18）：119-122.

[2]葉宏志， 邢穎， 牛業(yè)光.提高儲(chǔ)油罐焊接質(zhì)量的措施探討[J].工程技術(shù)：引文版， 2016（12）：186.

[3]張明英.淺析大型儲(chǔ)罐焊接技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].名城繪， 2020（3）：30 -31.