摘要：焊縫是壓力容器上最薄弱的部分，如何保證焊縫質(zhì)量是壓力容器設(shè)計(jì)中非常關(guān)心的問(wèn)題，這其中不同鋼材的焊接材料的合理選用是一個(gè)關(guān)鍵因素。本文圍繞公司壓力容器的設(shè)計(jì)，從化學(xué)成分、力學(xué)性能、焊接性能等方面出發(fā)，探討了不同材質(zhì)的壓力容器設(shè)計(jì)中所使用焊接材料的選用問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：壓力容器;焊接材料;成分;強(qiáng)度;預(yù)熱溫度

一、前言

焊接是壓力容器制造中的非常重要的環(huán)節(jié)，根據(jù)不同的設(shè)備材料選擇焊接材料是保證設(shè)備安全、焊接質(zhì)量的一個(gè)重要的前提條件。壓力容器是具有爆炸危險(xiǎn)的特種設(shè)備，焊縫是壓力容器上最薄弱的部分，制造壓力容器用焊接材料應(yīng)比普通產(chǎn)品用焊接材料有更高的專(zhuān)門(mén)技術(shù)要求。

二、各種材料組合的焊接材料選用

1.低碳鋼、低合金高強(qiáng)度鋼之間的焊接材料選用

（1）低碳鋼、低合金高強(qiáng)度鋼的焊接應(yīng)按鋼材的抗拉強(qiáng)度等級(jí)選用相應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)的焊接材料，焊接接頭的抗拉強(qiáng)度應(yīng)不低于母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗拉強(qiáng)度下限值。

（2）焊接接頭的抗拉強(qiáng)度不僅取決于熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度，而且更大程度上受母材強(qiáng)度以及坡口截面尺寸的影響。因此，為改善接頭的抗裂性能和焊接工藝性能，允許在滿足第（1）條的前提下，選用熔敷金屬公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度比母材低10～30MPa，甚至低一級(jí)的焊條。

（3）對(duì)焊接接頭的韌性及抗裂性有較高或特殊要求時(shí)，應(yīng)選用具有下列特性的低氫焊條：

① 熔敷金屬?zèng)_擊功較高，或在較低溫度下具有較高沖擊功;

②焊條的藥皮含水量或熔敷金屬的擴(kuò)散氫含量比一般標(biāo)準(zhǔn)要求更低的超低氫焊條。

（4）設(shè)計(jì)中常用的各種強(qiáng)度級(jí)別鋼材的手工電弧焊焊條應(yīng)根據(jù)接頭的性能和工藝要求按表1選用。焊接時(shí)，應(yīng)根據(jù)厚度、接頭的拘束程度、環(huán)境、氣溫等條件確定預(yù)熱溫度。

（8）不同強(qiáng)度級(jí)別的低碳鋼、低合金高強(qiáng)度鋼之間的異種鋼焊接材料選用

不同強(qiáng)度級(jí)別的低碳鋼、低合金高強(qiáng)度鋼之間的異種鋼焊接，一般要求焊接接頭的強(qiáng)度應(yīng)不低于強(qiáng)度較低一側(cè)母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗拉強(qiáng)度下限值，而接頭的塑性、韌性應(yīng)不低于強(qiáng)度較高而塑性、韌性較差一側(cè)的母材。

2.奧氏體不銹鋼之間的焊接材料選用

（1）奧氏體不銹鋼的焊接材料選用應(yīng)保證熔敷金屬的Cr、Ni、Mo或Cu等主要合金元素的含量不低于母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的下限值。

（2）對(duì)于有防止晶間腐蝕要求的焊接接頭，應(yīng)采用熔敷金屬中含有穩(wěn)定化學(xué)元素Nb（氬弧焊時(shí)可含Ti），或保證熔敷金屬含碳量小于等于0.04%的焊接材料。

（3）奧氏體不銹鋼的手工電弧焊，推薦采用電弧穩(wěn)定、飛濺少、成型好、且脫渣容易的鈦鈣型酸性焊條，而低氫堿性焊條由于工藝性能較差，僅用于深坡口、低溫（≤-196℃）等有限場(chǎng)合。

常用奧氏體不銹鋼手工電弧焊焊條應(yīng)按表3選用。

四、結(jié)論

壓力容器焊接材料的合理選用是保證壓力容器安全的一個(gè)關(guān)鍵因素，在選擇焊接材料時(shí)，要嚴(yán)格遵守化學(xué)成分、力學(xué)性能匹配的原則。不同鋼號(hào)的碳素鋼、低合金鋼之間的焊縫金屬應(yīng)保證力學(xué)性能。推薦采用與強(qiáng)度級(jí)別較低的母材匹配的焊接材料。碳素鋼、低合金鋼與奧氏體高合金鋼之間的焊縫金屬應(yīng)保證抗裂性能和力學(xué)性能。推薦采用鉻鎳含量較奧氏體高合金鋼母材高的焊接材料。

參考文獻(xiàn)：

1.GB/T150.1～150.4-2011《壓力容器》

2.HG/T20581-2011《鋼制化工容器材料選用規(guī)定》

3.王為國(guó) 等《承壓設(shè)備用中外焊接材料標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比研究》

作者簡(jiǎn)介：

錢(qián)媛（1980-）女，漢，遼寧盤(pán)錦人，中油遼河工程有限公司，工程師，本科學(xué)歷，現(xiàn)從事化工設(shè)備與機(jī)械設(shè)計(jì)工作。