浅谈DN800液膜水洗接触器壳程焊接制作

陈辉 王光辉 梁春城

摘要：未熔合夹渣现象是C0₂气体保护焊在焊接压力容器中最常见、并且危害性大、特别是未熔合现象及其不容易被发现的缺陷、占缺陷总数的60%。分析认为，未熔合产生的主要原因是电流过大、焊接速度慢及操作不当等，夹渣主要是出现在厚板焊接中的第二三层、原因是焊接过程中电压与电流调整不当及焊接中未摆动或者摆动方法不正确。施焊时应采取合理的焊接参数，正确的焊接角度，同时保证焊丝的摆动幅度，依据母材厚度选择合适的焊接层数，尽量做到多层多道焊，防止未熔合及夹渣的产生。

关键词：液膜水洗接触器;C0₂气体保护焊;未熔合;X射线检测;焊接电流

中图分类号：TQ028.8    文献标识码：A     文章编号：1671-2064（2019）17-0000-00

0 引言

液膜水洗接触器R11-345壳程直径800mm、厚度12mm、壳程材质Q345R，A、B类焊缝要求内平，压力容器类型：Ⅱ类，介质：油，性质：易燃易爆，工作压力2.0MPa，设计压力2.2MPa，A、B类要求100%X射线检测Ⅱ级合格。由此可见设备的重要性以及对焊缝的高要求，从制造角度讲应精益求精，引起各制作部门的重视，由于此设备的重要性应从以下几点入手。

1 焊前准备

（1）焊机：ZXG-300整流弧焊机（直流反接）和HG500逆变式C0₂气体保护焊机

（2）焊件：壳程板材使用Q345R钢材经下料后用刨边机开30度外坡口，焊缝及焊缝边缘用180磨光机打磨出金属色及打磨掉油污等。

（3）焊接材料：使用牌号为H08Mn2SiA直径?2.5mm焊丝氩弧焊打底，使用牌号为ER50-6直径?1.2mm实心C0₂气体保护焊丝填充，最后使用牌号为E5016 J507直径?5.0mm手工电弧焊条盖面。

（4）定位装配：板材经过卷板机预卷后装配A缝，装配间隙2.5mm，无错变量及从一端点焊一点后每隔500mm左右用氩弧焊点焊定位。焊接完成后校圆完成后装配B类焊缝，B类焊缝装配前需用180磨光机打磨坡口及坡口边缘50mm至露出金属色，然后进行装配，装配间隙为2.5mm并调整壳程直线度和错边量，用氩弧焊对焊缝进行装配点焊，每隔500mm点焊一点，视情况而定可增加焊点。

3 焊接

（1）焊接方法：壳程A、B类焊缝采用手工氩弧焊打底，C0₂气体保护填充，手工电弧焊盖面及焊后壳程内焊缝磨平的方式。

（2）焊接顺序：A类焊缝使用中对称焊法进行焊接，B类焊缝使用对称定位焊一段后再使用分段焊法进行焊接。此法可以防止B类焊缝在焊接中出现直线度变形以及错变量变形。

（3）焊接层数：由于母材板厚度12毫米，因此需要采取合理的焊接层数，以便能够达到较好的焊接质量，此设备采用氩弧焊打底C0₂填充加焊条电弧焊盖面，因此特设定总层数5层，氩弧打底一层，C0₂填充3层，手工电弧焊盖面一层。

4 焊接措施

（1）准备：B类坡口两边打磨除锈后组对及调整直线度，用氩弧焊点焊，焊点8个点焊缝分成8等份，然后将设备放在焊接滚轮架上进行氩弧焊打底焊接，焊接电流150A可根据设备热量吸收速度适当调整电流，焊缝先进行分段对称焊接，以防止直线度变形，然后退焊法打底焊接，打底完成后进行C0₂气体保护焊焊接，使用?1.2实心焊丝填充3层，CO₂气体保护焊第一层打底焊使用160A-180A电流，26-30V电压，根据焊机性能选择合适的电压，根据熔池情况调整合适的电流电压。最后用手工电弧焊盖面，焊条使用直径?5毫米J507焊条，电流220A-250A焊接余高2mm-3mm。焊接完成后对焊缝周围飞溅进行清理，打磨过高的焊接接头，对设备内焊缝进行内平打磨。

（2）产生未熔合的原因分析：未熔合的主要原因是操作不当造成的，未熔合现象主要发生在焊缝内部，在焊缝表面无法看到，需借助超声波和射线检查才能发现缺陷，在平焊位置，未熔合主要发生在母材坡口面或多层焊的层间，且在压力容器焊接中发生最多的是层间未熔合，产生这种缺陷的主要原因是焊接电流大且焊接速度过慢造成的，導致焊丝熔化后的铁水流向熔池前方较远的地方，铁水与周围的低温母材接触，温度降低后凝固，覆盖在低温的层间表面从而造成未熔合，也就是造成了熔池推动铁水向前，形成层间无夹渣或极少夹渣，但层间无法熔合的现象。如果形成的是无夹渣现象，还有一种情况就是坡口较宽大时焊丝摆动弧度不够大而导致焊道两侧温度低，焊丝熔化后的铁水被迅速冷却后覆盖在坡口上造成未熔合，在射线检测下是很难检测到，当使用气刨返修时发现层间焊缝形成了一个空洞，这种情况只有超声波才能发现，而射线却很难发现。

（3）未熔合的危害：未熔合不仅直接减少了容器的有效厚度，而且在容器的使用过程中，未熔合边缘很容易产生应力集中，从而很快从边缘向外扩展形成裂纹，最终导致焊缝开裂。此外，未熔合缺陷一般产生在焊缝内部，在焊缝表面看不到，如果检测不及时或者检测不到，会对容器整个质量造成严重影响。