大型金属储罐焊接过程中的质量通病及预防措施探寻

杜胜利

摘  要：本文对金属储罐器焊接中的问题进行分析研究，通过人力、机械、材料、工艺、校核等多个当面对金属焊接技术的改进提出建议，希望给相关工作者提供借鉴。

关键词：金属焊接技术;应用分析

引言：

金属储罐器在工业领域中的使用非常普遍，随着我国工业化进程的不断加深，该设备的需求量也随之加大，因而对生产的技术要求也不断提高。金属焊接作为金属储罐器制造的核心环节，其技术水平直接决定着整个产品的使用效果，因此对于金属焊接技术的研究意义非常重大。

1金属储罐焊接过程中的常见问题及原因分析

1.1储罐横向焊缝中的常见问题

①罐底焊缝造型劣质，诱导因素：焊接方向或角度错误，分部件的焊接区域面积较大，焊接时发生夹杂现象。②焊接穿透;诱导因素：焊接速度不均匀，电火花集中过久，局部出现穿透;电焊机通电过强。③罐体外部焊缝造型劣质;诱因：焊接时焊机角度没有摆正4焊接面出现气泡;诱因：焊接时局部有水分，高温下蒸发，水汽膨胀，产生气泡。⑤焊接面有杂质，诱因：焊接面形状不规则，使得焊接残渣无法及时排出，留在焊接区域内，产生夹杂。

1.2储罐竖向焊缝常见问题

①焊接面粗糙;诱因：电焊机电压不够，焊接点和底部焊缝距离太近，斜向焊接区域尺寸过大。②焊接区域表面不平整，诱因：罐体和铜板之间有缝隙，两者尺寸不一致。③焊接面倾向一端;诱因：铜板轴线和坡口轴线平行度较差，存在位移。④焊接面有气泡;诱因：焊接时表面存在大量水分，高温下膨胀产生气泡。

2改善焊接变形现象的措施

2.1人为方面

①招聘时，生产单位必须对应聘人员进行严格考核，确保基本技能熟练，还要对身体状况进行检查，以免存在安全隐患。

②企业要想保障产品质量，首先要提高工作人员的职业技能，这些技能主要包括：熟练使用工程图，掌握加工工艺、工序和工步，明确加工标准、审核标准等等。

③所有员工必须保证持证上岗，证件是基本职业素养的体现。相关本门应当加大监管力度，一旦发现无证上岗的现象必须追究所在单位的责任。

④由于金属焊接工作非常复杂，且工艺水平要求很高，所以招聘单位不仅要检查应聘人员的证件，还要对其进行现场考核，对理论和实践进行分别考核，确保具备熟练的技能才可以上岗[1]。

2.2加工设备的维护和修复工作

在技术焊接中，焊接机是主要的加工设备，也是维护和修复的主要对象。该设备在工作时会从空气中吸附灰尘，因此定期的清理和保养是不可避免的。其中，主要的检查和维护项目有：对焊接机各类仪表的检查，对于三相电平衡性的校验，对于放大器输入输出电压的测验，对于电源电线接地性的检查等。焊接机的安全性直接影响着整个加工过程的安全性，意义非常重大，检修人员务必认真谨慎。

2.3设备组装与焊接

2.3.1组装过程技术要点

对于大型金属储罐的组装和焊接，国家给出了相关標准，焊缝要分散，分布对称，不仅加工人员，管理人员也要经常阅览相关文件，务必将标准铭记在心[2]。

2.3.2焊接技术要点

在焊接工作开始前，要先由工程师制定焊接指导书，明确加工目标、加工工艺、工序以及每一工步的技术要求。开工前还要对工人进行集中培训，务必确保每个人都把任务书看明白。下面对焊接的顺序和工艺做简要说明。

金属储罐焊接顺序。选用中等尺寸焊接板→焊缝位置应距离罐底板边30cm→罐顶采用纵向焊缝→包边板与顶板焊接→纵向壁板与环形包角板焊接→边缘板和焊缝→边缘板和罐底板。对于不同的焊接件可以选用不同的焊接工艺，如：熔焊、压焊、钎焊等等[3]。

由于焊接是一个局部的快速加热和冷却的工艺，加工区域受到板件自身的限制无法自由胀缩，在加工过程中受到周围各种应力共同作用容易产生变形，因此需要及时矫正，下面简述罐底焊接变形的矫正措施：

1）罐壁周边选用隔缝焊接，从外部30cm出开始，焊丝从里向外移动接头处保持三到五厘米距离，罐壁周边预留一定的收缩缝，其他工序完成后再对其进行焊接。

2）中幅板焊接顺序是：短焊缝、长焊缝、通长缝。

3）罐底与罐壁曲面焊接顺序：纵向焊缝，环向焊缝、底圈纵向焊缝、底圈罐壁与罐底。此外还要注意，先焊接相邻板件，再焊中间的换箱焊缝。焊接时要注意均匀分布，同方向分段进行。

③罐壁焊接顺序和工艺要点。

壁板竖向焊板→环形焊板两个成对进行→竖向焊缝焊接活口→两圈环形板→竖向焊缝活焊缝→下一圈壁板纵向焊缝。其余类似。

焊接变形是焊接工艺中的常见现象，也是需要克服的主要难题，下面简单介绍预防焊接变形的措施：

1）焊接顺序要正确，焊缝分布要堆成，焊接方向要一致。这就对施工人员的理论功底和实践本领都提出了一定的要求。施工人员在加工前要认真学习相应的技术手册，熟记加工工艺和相关标准，还要注意积累加工经验，这样才能保证工作的高效性和准确性。

2）焊接罐底时，要进行分段焊接。

3 ）在对厚度较小的板件进行焊接时，要将电焊机的电流调小，焊接时也要加快速度，以免出现局部穿透现象。

④罐底焊接工艺要点。

1）竖向焊缝选用间隔焊接，焊接顺序自中间向两边进行，并且保持匀速进行。

2）焊接顶层与包边抗拉环、抗压环时，焊工应对称分布，按I顺序并同一方向分段跳焊，速度均匀、焊接距离不能太远。

2.3.3改善焊接应力的方法

①设计方面：在保证焊接稳固性的基础上尽量将焊接区域的面积减小，科学布置焊缝分布。

②加工方面：使用较小的电流为焊机供电从而降低焊接区塑性形变量。此外，氢气的存在会导致应力集中，加重板件的变形，因此选用含氢量较小的焊条来焊接，焊后按照相关要求进行再处理，务必消除氢气。焊接完成后，使用振动的方式来消灭残余应力并科学设计焊接顺序，焊接后马上对焊接区域进行保温吹，使其缓慢冷却，以免骤冷形成应力集中变形。焊接结束后要进行热处理，这样可以有效降低氢气存在产生的负面效果，层间锤击也可以一定程度消除残余应力。另外，针对不同材质的焊接体，也要选择不同的焊条，这一点需要施工人员合理把握。

2.3.4改善焊接变形的方法

焊接变形是焊接工艺中重要的质量控制点，很大程度上决定着整个焊接效果的好坏，然而由于局部高温处理和骤冷，焊接中变形是不可避免的，只能尽可能地减小形变量，形变量越小的焊接面质量也越好。下面对改善焊接变形的方法进行简述。

①设计出科学的焊接工艺：焊接加工是一项有机的整体性加工工艺，需要各环节相互协调，统筹兼顾。这就对设计人员的综合素养提出了较高的要求，从某种程度上来讲，工程师的水平决定着工艺的优良，从而进一步决定着产品的质量。

②焊接方法的评定：在焊接工艺确定之后，还要进行方法评定。由于影响加工效果的因素非常多，因此选择焊接方法非常重要，需要技术人员共同讨论评定，争取选择最优的方案。

2.4焊缝校验

焊缝校验是焊接工艺的重要环节，旨在及时发现焊接缺陷，保障产品质量。焊缝校验需要注意以下方面。①外观校验：焊缝校验首先要观察外形尺寸是否符合目标要求。焊接区域是否存在裂缝、穿透，是否有气泡和夹杂现象，焊接是否牢固等都是外观校验的重要项目。②无损检测：利用特殊设备对焊接件进行无损检查。

3小结

金属焊接在工业领域有着重要的地位，不容忽视，本文对金属焊接的工艺要点进行阐述，旨在弥补焊接中存在的缺陷，提高工艺水平，希望可以为工作人员提供参考，也为相关领域的发展贡献自己的力量。

参考文献：

[1]陈智.浅谈大型金属储罐焊接过程中的质量通病及预防措施[J].价值工程， 2019， 38（18）：119-122.

[2]叶宏志， 邢颖， 牛业光.提高储油罐焊接质量的措施探讨[J].工程技术：引文版， 2016（12）：186.

[3]张明英.浅析大型储罐焊接技术的应用与发展[J].名城绘， 2020（3）：30 -31.