压力容器的焊接技术应用

张国精　马永建

摘 要：近年来，我国国民经济发展水平不断提高，金属压力容器行业也得到了快速发展，新的经济发展形势对压力容器的质量提出了更高的要求。焊接技术在压力容器制造的过程中发挥着重要的作用，能够有效的提高压力容器的质量，满足经济发展的要求。为了改善我国压力容器制造技术落后的情况，相关制造单位在不断的引进先进技术，提高压力容器制造的效率和质量。本文主要对压力容器制造过程中焊接技术的应用进行了分析，研究提高压力容器制造水平的新技术。

关键词：压力容器；焊接技术；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.201

1 压力容器焊接技术概述

焊接技术就是在高温高压的外部环境作用下，通过焊接材料的运用将母料结合在一起的工作手法，在工业发展中有着非常广泛的应用。焊接技术能够有效的保证压力容器的密闭性和承压能力，实现大型化的压力容器制造。在压力容器的制造过程中，焊接工作占据着很重要的地位，焊接的工作量占据总工作量的41%左右，在大型压力容器中焊接工作量高达51%。目前，我国的焊接技术多种多样，对于不同的压力容器，需选择与之相应的焊接技术，以保证焊接质量能够满足生产作业的要求。

焊接技术在工业发展占据着重要地位，在压力容器的制造过程中应严格注意对焊接质量的控制，若焊接质量过低，可能会导致压力容器无法承载相应的压力，发生液体的泄露或者气体爆炸，将带来十分恶劣的影响，严重的危害人民群众的生命财产安全，焊接技术对压力容器的质量有决定性的影响。

2 压力容器焊接技术的应用研究

2.1 窄间隙埋弧焊技术

窄间隙埋弧焊技术主要应用于厚板焊接的领域，对于厚度超过100mm的母材焊接具有独特的优势，在压力容器的制造得到了越来越广泛的应用。窄间隙埋弧焊技术焊接材料的利用效率更高，能够有效的减少材料的使用量，在较短的时间内实现有效焊接。这种技术在焊接的过程中承受的应力小，出现变形的机率相对较低，与普通的宽坡口埋弧焊技术相比，具有低成本、高效率、高质量的优势。窄间隙埋弧焊技术在我国焊接领域已经发展的相对成熟，经过大量的实践表明，该项技术能够有效的提高压力容器的焊接质量，保证其在生产使用过程中的安全性能。

2.2 接管自动焊接技术

（1）接管与筒体自动焊接。 随着科学技术水平的不断提高，工业生产不断的朝着机械化、数字化方向发展，自动焊接技术应用不能能够提高焊接工作的效率，也能够充分保障压力容器的焊接质量。接管与筒体的自动焊接，主要是通过马鞍形埋弧自动焊机实现。它能够根据接管内径与四连杆夹紧装置，输入相应的机械参数之后，机械设备按照一定的数学模型进行运作，实现自动化、机械化的焊接。马鞍形埋弧自动焊机还能够根据不同的焊接位置，进行多层连续焊接，实现内、外马鞍的自动焊接。同时该设备还具有断点记忆的功能，在焊接作业的过程中能够实现机械设备的自动复位。

（2）接管与封头自动焊接。在进行接管与封头自动焊接之前，要对自动焊机设备进行自动定心，通过设备自身的数据输入和运作，确定中心线的位置。自动定心相比于人工定心来说，不仅能够提高定心工作的效率，还能够有效的保证定心的准确程度。该项设备在焊接的过程，实现了对焊接工作的自动跟踪，通过输入相关的参数，對焊接部位进行有规划的自动焊接，有效的提高了压力容器的焊接质量。

（3）弯管内壁堆焊技术。由于工作环境的需要，某些压力容器的内壁要进行防腐蚀层的焊接，对于压力容器的直管部位，焊接相对比较容易，而弯管内壁由于具有特殊性，在内壁部位存在相应的角度，增加了焊接工作的难度。对于不同角度的弯管，根据其内壁的实际情况，需采用不同的焊接技术，目前我国对于弯管内壁的堆焊技术研究已经逐渐成熟。

1）30°弯管内壁堆焊。30°弯管的堆焊是通过借助焊机自身的五轴协调运作，根据预设的数学模型，焊机三轴运动进行自动焊接。在焊接的过程中，工件运作与焊机的摇摆幅度相协调，保持运行速度的稳定不变。每当焊接完成一圈之后，需要对摆角位置进行变动，在移动焊机之后重新进行自动定位。在内壁堆焊的过程中，需注意对焊机摇摆幅度的控制，一般情况下，摇摆幅度由小到大进行调整，焊机工作进入收尾部分是，再次将幅度调小，保证内壁焊接的结构和层次。在弯管内壁堆焊时，需应用数学模型对所需的参数进行计算。尽量选用具有自动追踪和断点记忆功能的焊机，其机械设备能够自动复位，保证焊接过程的顺利进行。

2）90°弯管内壁堆焊。90°弯管内壁堆焊的施工技术难度较大，在过去技术水平相对落后的情况下，是仿照30°弯管的施工操作流程进行焊接。因此，在进行90°弯管堆焊之前，需将弯管切割成三部分，依次进行防腐层焊接之后，再将弯管连接在一起，这样的堆焊方式不仅操作复杂，过程繁琐，焊接的效率也十分低下，在焊接过程中也容易存在安全隐患。如今，已经研制出专门用于90°弯管内壁堆焊的焊接设备，主要是运用弯管母线的纵向结构，通过二维变位机对焊接点进行旋转焊接。这种焊接方式大大提高到了压力容器内壁焊接的效率与焊接质量。

（4）激光复合焊接。激光复合焊接是近几年发展起来的新型焊接技术，这种焊接技术逐渐取代了对钨极填丝氩弧焊技术。钨极填丝氩弧焊技术的焊接质量较为稳定，在焊接的过程中无焊接材料飞溅的现象，接头性能良好，一度得到广泛应用，但是这种焊接技术的工作效率低下，在特定的施工环境中焊接质量不能得到有效的控制，制约了压力容器质量的提高。激光复合焊技术通过激光器的使用，具有焊接效率高、承受的热应力较小，不易发生焊接形变等优点，能够保证压力容器焊接外部的美观，提高焊接质量。同时，激光复合焊接技术操作简便，焊接的返工率很低，保证了压力容器的安全性能。

3 结束语

综上所述，压力容器在现代工业建设的过程中发挥着重要的作用，提高压力容器的质量能够有效的促进工业生产的安全。近年来，随着科学技术水平的不断发展和新技术的引进，我国的焊接技术的水准不断提高，焊接技术不断向数字化、机械化、自动化的方向发展，为大型压力容器的制造提供了技术支持。通过新型焊接技术的应用，有效的提高了压力容器的质量，对我国工业制造的发展有着积极的促进作用。

参考文献：

[1]欧亚.浅析压力容器的焊接技术[J].化学工程与装备，2014（03） .