梁青(青海鹽湖鎂業(yè)有限公司,青海 格爾木 816000）

壓力容器焊接新技術(shù)及其應(yīng)用

梁青(青海鹽湖鎂業(yè)有限公司,青海 格爾木 816000）

二十一世紀(jì)，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，使得中國的化工業(yè)、冶金業(yè)等也得到了迅速的發(fā)展，這就對壓力容器這一密閉設(shè)備提出了更加高的要求，既要滿足工業(yè)的發(fā)展需求，還要保持壓力容器自身的穩(wěn)定性。焊接技術(shù)作為壓力容器制造過程中的重要環(huán)節(jié)，其效果直接影響著壓力容器的質(zhì)量。所以伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新型的壓力容器焊接技術(shù)如雨后秋筍般出現(xiàn)，并得到了廣泛應(yīng)用。本文從壓力容器和焊接技術(shù)的介紹出發(fā)，詳細(xì)描述了幾種焊接新技術(shù)及其具體的應(yīng)用。

壓力容器；焊接新技術(shù)；

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種類型的壓力容器廣泛出現(xiàn)在冶金、化工等各個(gè)領(lǐng)域，這對壓力容器的各項(xiàng)工作參數(shù)提出了更高的要求。雖然壓力容器的生產(chǎn)過程包括很多的步驟，但像筒體、封頭等控制環(huán)節(jié)隨著信息化大多實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化操作。而焊接作為壓力容器制造流程中不可或缺的一步，是很重要的。它影響著壓力容器的安全性、價(jià)格等。所以提升焊接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)焊接技術(shù)的數(shù)字化發(fā)展是目前壓力容器制造領(lǐng)域的當(dāng)務(wù)之急。我國經(jīng)過長期研究，最近在焊接技術(shù)方面取得了一定的成就，研制出了窄間隙埋弧焊焊接技術(shù)等新型技術(shù)，這些技術(shù)因獨(dú)特的優(yōu)勢得到了廣泛應(yīng)用。壓力容器中焊接技術(shù)的發(fā)展不僅能夠大大提高工作效率，還能夠保障工作人員的安全、企業(yè)的財(cái)產(chǎn)安全。

1 壓力容器和焊接技術(shù)

壓力容器，顧名思義就是能夠承載一定壓力的一種封閉設(shè)備。應(yīng)用于冶金等行業(yè)，裝放各種工業(yè)氣體、液體。壓力容器的生產(chǎn)過程很復(fù)雜，包括有驗(yàn)收、切割原材料，機(jī)械加工、組對，焊接、壓力測驗(yàn)等。

焊接技術(shù)是壓力容器生產(chǎn)的其中一環(huán)。焊接指的是利用高壓、高熱形式將材料永久結(jié)合在一起的一種技術(shù)。焊接包括有對壓力容器的殼體、封頭等多處進(jìn)行焊接。焊接在普通的壓力容器制作中工作量占40%左右，在厚板壓力容器中工作量占一半以上。不僅如此，對焊接技術(shù)的選擇要根據(jù)具體情況進(jìn)行，因?yàn)檫@直接影響壓力容器的質(zhì)量。常見焊接技術(shù)包括埋弧焊、手工電弧焊和氬弧焊等。

2 焊接新技術(shù)的介紹及具體應(yīng)用

2.1 窄間隙埋弧焊技術(shù)及應(yīng)用

對壓力容器進(jìn)行焊接時(shí)，壓力容器不同，采取的焊接技術(shù)是不同的。壓力容器壁厚度小于100mm時(shí)可以采用U型、V型坡口焊接。在厚度超過100mm時(shí)，再使用這樣的技術(shù)不僅效果無法令人滿意，還會(huì)造成資源的浪費(fèi)，此時(shí)，應(yīng)用窄間隙埋弧焊這一新技術(shù)問題就迎刃而解了。

窄間隙埋弧焊技術(shù)在傳統(tǒng)焊接的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，利用了特殊的焊絲以及保護(hù)氣，還引進(jìn)了先進(jìn)的導(dǎo)入技術(shù)、焊縫跟蹤技術(shù)。該技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用受到了我國廠家的廣泛重視。其優(yōu)勢明顯，包括有焊接的速度快；節(jié)約能源，如焊絲、電能等；實(shí)際焊接時(shí)，前道工序能為接下來的工序預(yù)熱，后道工序能為前一道工序進(jìn)行回火，確保焊接的接頭機(jī)械性能；利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)；降低殘余應(yīng)力、形變影響等等。但在應(yīng)用上也有缺陷，厚壁壓力容器對焊接質(zhì)量要求很高，裝配所需時(shí)間久；應(yīng)用這一焊接技術(shù)出現(xiàn)問題時(shí)，修復(fù)很困難，對技術(shù)人員的要求極高等等。人們在應(yīng)用中對窄間隙焊接技術(shù)的認(rèn)識(shí)并不完善，認(rèn)為間隙越小越好，但間隙越小，修復(fù)越難甚至無法修復(fù)，所以要正確認(rèn)識(shí)這一技術(shù)。在應(yīng)用窄間隙埋弧焊技術(shù)時(shí)，要做到具備可靠的雙側(cè)橫向、較強(qiáng)的自動(dòng)跟蹤功能；焊道要與坡口側(cè)壁均勻的熔合，同時(shí)保證熔入的母材金屬量適當(dāng)；焊道則要做到薄而寬，從而可以達(dá)到改善過熱粗晶區(qū)性能的目的。

2.2 接管自動(dòng)焊接技術(shù)及具體應(yīng)用

接管自動(dòng)焊接包括接管與筒體、接管與封頭兩種。

接管與筒體的自動(dòng)焊接。當(dāng)前傳統(tǒng)馬鞍形埋弧焊技術(shù)無法適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)情況。新興的接管馬鞍形埋弧焊技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。它具有高度的自動(dòng)化水平，接管內(nèi)徑通過夾緊四連桿自動(dòng)定心；焊槍的運(yùn)動(dòng)軌跡的主要參數(shù)是接管的直徑與筒體，通過相關(guān)焊接參數(shù)建立恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化。此外，通過在機(jī)器上輸入?yún)?shù)能實(shí)現(xiàn)多道工序的自動(dòng)焊接，包括內(nèi)馬鞍、外馬鞍和水平環(huán)焊縫的焊接。具體應(yīng)用中，厚且間隙窄的坡口用超薄的大功率焊槍，窄間隙坡口用一層兩道自動(dòng)埋弧焊方法。

接管與封頭的自動(dòng)焊接，包括向心、非向心接管焊接兩種形式。封頭接管埋弧自動(dòng)焊機(jī)有6個(gè)運(yùn)動(dòng)軸。自動(dòng)焊接前進(jìn)行設(shè)備的自動(dòng)定心，再利用焊槍在接管外壁自動(dòng)尋位保證焊槍旋轉(zhuǎn)中心定位于接管中心線。自動(dòng)定心后，焊絲端部再自動(dòng)尋位記錄焊縫高度方向的變化。這一技術(shù)還可以橫向跟蹤，使得焊絲與焊口側(cè)壁距離一致。

2.3 激光復(fù)合焊接技術(shù)及應(yīng)用

鎢極填絲氬弧焊由于熔化極氣體的保護(hù)無法使用純氬氣作為保護(hù)氣體，使得電弧在純氬氣中難以控制并具有一定的不穩(wěn)定性使得應(yīng)用效率低。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，激光電弧復(fù)合熱源這一新型焊接技術(shù)出現(xiàn)了，它可以取代鎢極填絲氬弧焊，具體應(yīng)用時(shí)可以在電弧的熔池中形成孔隙，其中可充滿金屬蒸汽，還可產(chǎn)生等電離子體，吸引電弧。所以激光電弧復(fù)合熱源焊接中，可以采用純氬做保護(hù)氣體，此時(shí)電弧可穩(wěn)定燃燒，對壓力容器的焊接會(huì)產(chǎn)生一定的高效性，提升了焊接的質(zhì)量。數(shù)字化焊接電弧和激光復(fù)合焊接技術(shù)的出現(xiàn)使得該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)飛濺少，焊接穩(wěn)定且壓力容器質(zhì)量高，目前正慢慢地應(yīng)用于各壓力容器的焊接過程中。

3 結(jié)語

綜上所述，經(jīng)過科研人員的研究，我國新型焊接技術(shù)不斷出現(xiàn)并得到了應(yīng)用，取得了一定的成就。目前與焊接技術(shù)發(fā)達(dá)的德國等國相比雖仍顯不足，但隨著我國對高效、節(jié)能壓力容器焊接技術(shù)的研究，日后焊接技術(shù)會(huì)更加快速的發(fā)展，縮小與發(fā)達(dá)國家焊接技術(shù)的差距，與國際接軌，開拓國際市場。

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梁青（1984-）男，學(xué)歷:本科，專業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 職稱:化工設(shè)備助理工程師 研究方向:壓力容器焊接新技術(shù)及其應(yīng)用。