玉门油田分公司机械厂抽油机与容器车间甘肃省酒泉市735200
摘要：压力容器是我国工业生产中应用十分普遍的设备,压力容器的生产自然也就成为了我国工业生产中十分重要的工作,而压力容器的生产加工过程中,焊接工作的质量直接影响着其质量。现在的压力容器生产和加工工作中,出现了很多新的焊接工艺和技术,使得压力容器的焊接质量显著提高,但是在具体的应用中,仍然存在着很多的问题,很多的因素会对其焊接质量产生不利影响。所以在现代工业领域中,需要对压力容器的焊接工作进行重点关注,提高压力容器的焊接质量。
关键词：压力容器；焊接工艺；技术
1压力容器和焊接技术的含义和作用
压力容器主要指的是.一种设备,而这种设备是具有一定压力承载能力的密闭式设备。这种设备的作用是对工业等行业中的气体或者液体进行盛装。在对压力容器进行制造和使用时,技术和步骤都较为复杂,其中涉及的关键技术有对原材料的验收,切割和应用。
焊接技术主要是指同种或者异种的材质通过高热或者高压的形式实现永久的结合,在压力容器的制造中都会使用此技术。当对压力容器进行制造时,有40%以上的工作都是进行焊接,特别是对厚板压力相关容器进行制造时,应用的更加频繁,已经占据了整体工作的一半以上。同时,焊接技术中的很多因素都会直接影响压力容器的焊接质量。如技术选择的准确性和接头焊接的可靠性等。所以,在压力容器制造时,必须选择科学合理的焊接技术,才能达到质量要求。
2焊接材料
压力容器在焊接的过程中,对于焊接材料也有着比较高的要求,而且焊接材料的不同,也会影响焊接工艺的选择,所以在选择焊接材料时,需要注意以下基本原则:(1)利用低合金耐热钢作为焊接材料时,要保证焊接处的金属与母材金属的强度相同,其焊接温度要不低于母材的温度下限。(2)压力容器在焊接的过程中,由于选择的焊接材料的特殊性,所以其内部含有大量的金属元素,为了保证最终的压力容器焊接质量,要求这些金属元素的含量要不低于母材的标准值要求,保证焊接缝的金属性能与母材金属性能相同。(3)焊接材料中除了主要的金属元素之外,还包含了大量的微量元素,这些微量元素的存在会影响到焊接工作的质量,所以必须要对其进行严格控制,保证焊接材料的回火脆性与母材相同。(4)焊接材料中的碳元素含量一般都比较高,碳含量会影响到最终的焊接缝的抗裂性,所以必须要控制好焊接材料中的碳含量,要在保证其最终的焊接质量的基础上,尽量降低其中的碳含量,尤其是要低于母材的碳含量,提高其抗裂性。
3压力容器焊接工艺和技术
3.1底层焊接
压力容器在焊接的过程中,需要按照顺序进行逐步焊接,首先需要进行底层焊接,保证压力容器里层的质量和稳定性。焊接时通常会采用氢弧焊的方法,从上到下以点焊的方式进行焊接,在焊接的过程中,必须要保证焊缝的均匀性,防止出现裂纹。
3.2多丝多弧焊接技术
多丝多弧焊接技术可以提高工作效率、增加熔敷率,广泛应用于各类弧焊方法中。目前较为常见的是熔化极焊接法。该方法下的多丝多弧焊接技术可以分为两大类,一类是多丝共电,另一类为多丝多电。多丝共电是多根焊丝共用一个电源和一个导电设备,而多丝多电是每一根焊丝应用一个电源,送丝结构和调节设备也均是独立工作的。多丝多电情况下,技术人员可以通过改变焊丝位置进行焊接作业,完成一道、多道焊缝的同步施工。多丝共电可以用于中板、厚板、长焊缝焊接,焊接速度可以达到4-5m/min的水平,可以满足三根以上、六根以下焊丝的同步工作,熔敷率能达到100kg/h以上的水平。
3.3窄间隙埋弧焊技术分析
通常情况下,压力容器制作过程中经常会碰到较厚的压力容器壁。当压力容器壁大于100毫米时,如果使用传统的U型坡口技术来进行焊接,不能达到很好的焊接效果,从而影响制作压力容器的质量,造成大量的时间,材料和人力资源的浪费。而新型的窄间隙埋弧焊技术可以很好的解决这个问题。它主要是以传统焊接方法和工艺为基础而建立起来的,主要是利用特殊的焊丝和保护气,在先进的导入技术和焊缝自动跟踪技术配合下来完成的。自窄间隙焊接技术应用后,由于具有很快的焊接速度,能够提高整体的生产效率。同时,在焊接的过程中,前道焊道可以对后面工序进行基础的奠定,而后道焊道也可以对前一焊道进行回火,以此来确保焊接接头性能,提高整体质量。另外,此技术已经实现了自动化生产,它具有很高的熔敷率,大大提高了工作效率,也不会对母材热影响区域产生更大影响。正是由于这些优势,此技术受到了广大企业的热烈欢迎。但是,在实际焊接中,厚壁压力容器的焊接必须确保一定的稳定性,如果在焊接中出现缝隙等问题,会很难进行修复,甚至无法处理,从而提高了企业的成本投入,大大降低了工作效率和质量。
3.3气体保护焊接技术
压力容器焊接涉及到一个基本问题,即焊接过程中的金属氧化。为解决这一问题,气体保护焊接技术得到重视,目前最常用的保护气体是二氧化碳。应用二氧化碳进行焊接保护,成本较低且材料形变小,可以借助设备实现高度自动化作业。以焊丝作为划分标准,将常用二氧化碳保护焊接技术划分为药芯焊丝保护焊和实心焊丝保护焊两种。以药芯焊为例,该方式能够满足不同钢材的焊接作业,具有较高的适应性,而且焊剂的比例可以方便快速的调节,在焊接过程中应用气渣实现联合保护使熔滴过渡均匀。此外,药芯焊的熔敷率高、速度快,在相同焊接电流下药芯焊丝的电流密度大,其熔敷率为85%~90%,生产率比焊条电弧焊高3~5倍。目前压力容器的制备中,美国、德国、日本均大量应用药芯焊丝保护,占其生产总比例的25%以上。
3.4中层焊接
在开始中层焊接以前,需要对焊缝区进行处理,将熔渣以及氧化皮等除去干净,通过打磨机保证其表面质量,对整个焊缝区进行检查。如果出现质量问题,就要返工重做,而不能凑合了事。中层焊接时,焊接接头的位置应该与底层焊接有错位,这个错位间距在10mm左右。基于以上考虑,焊条的直径最好选取3.2mm,走法最好采用直线型,焊接的厚度要适中,一般为焊条直径的0.8-1.2倍。如底层焊接一样,焊接完成以后需要对焊缝质量进行检测,以保证下一个工序正常进行。如果焊缝质量未能达标,则需要重新焊接。
3.5焊后热处理
压力容器焊接的过程中,在对所有结构进行焊接之后,还需要对其进行焊后热处理,重新处理焊缝位置,尽量消除焊接处的残余应力,优化焊缝的质量,防止裂纹的产生。焊后热处理能够有效保证压力容器焊接工作的质量,所以在压力容器的焊接工作中是必不可少的。
结论
综上所述,随着社会经济和科学技术的快速发展,焊接制造水平也得到了很大的提高,特别是在对大型压力容器生产项目中,已经存在了自主建设的制造厂,从而促进了我国压力容器企业的快速发展。但是,在总体的管理中,焊接研发装备制造单位的设计,制造和用户关系中应该更加重视,促进焊接装备应用的更加广泛,以此来提高我国焊接生产水平,尽快的与世界焊接技术相接轨,从而促进我国制造业的快速发展。
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