壓力容器是當(dāng)前現(xiàn)代化工產(chǎn)業(yè)中的重要設(shè)備之一，應(yīng)用于很多行業(yè)和領(lǐng)域，常見(jiàn)的應(yīng)用主要是在石油化工、國(guó)防、科研、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。壓力容器焊接技術(shù)是保證壓力容器的強(qiáng)度的重要手段，是壓力容器安全使用的重要保障。壓力容器的焊接質(zhì)量存在著缺陷，出現(xiàn)的后果有滲漏、泄漏，甚至引起壓力容器爆炸事故，造成人民安全和重大的財(cái)產(chǎn)損失。為此，保證壓力容器在制造過(guò)程中的焊接質(zhì)量，是保證壓力容器安全運(yùn)行的重要手段。

　　摘要：壓力容器的焊接性能對(duì)于壓力容器的設(shè)計(jì)制造具有重要作用，是壓力容器質(zhì)量控制的關(guān)鍵。隨著現(xiàn)代焊接技術(shù)的進(jìn)步，壓力容器的焊接質(zhì)量控制也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，不斷更新焊接方法，保證壓力容器的安全可靠性。本文主要對(duì)壓力容器焊接技術(shù)的發(fā)展過(guò)程的中的幾種新技術(shù)進(jìn)行了分析探討。

　　關(guān)鍵詞：壓力容器,焊接技術(shù),質(zhì)量問(wèn)題,提升對(duì)策

　　一、壓力容器焊接性能的重要性

　　壓力容器的質(zhì)量很大程度上決定于其焊接工藝的質(zhì)量，壓力容器的焊接性能很大程度上直接決定了壓力容器的質(zhì)量和安全性能，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)制造過(guò)程中的成本和生產(chǎn)效率都有極大的影響。壓力容器焊接過(guò)程十分復(fù)雜，焊接工藝要求高，因此通常在壓力容器焊接施工的過(guò)程中容易出現(xiàn)一些常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題。就目前我國(guó)壓力容器制造現(xiàn)狀來(lái)看，壓力容器因焊接造成的質(zhì)量缺陷從變現(xiàn)上看主要有內(nèi)外兩種缺陷，具體上講主要有焊接尺寸不合格、表面飛濺、咬邊、氣孔、裂紋、熔合度差等。壓力容器焊接過(guò)程中的內(nèi)部缺陷主要是由于人為操作和其它因素造成。氣孔作為焊接過(guò)程中較為常見(jiàn)的焊接質(zhì)量問(wèn)題，造成氣孔的原因很多，例如在焊接過(guò)程中，焊機(jī)熔渣中以及焊接表面有油污時(shí)，可能造成氣孔，此外如果焊接過(guò)程中由于操作不當(dāng)，熔池結(jié)晶過(guò)快也會(huì)造成氣孔。周圍環(huán)境對(duì)焊接過(guò)程也會(huì)造成一定的影響。在潮濕的環(huán)境中，空氣中的水汽或液體在熔渣中形成氣泡導(dǎo)致焊接過(guò)程中的質(zhì)量受到影響，嚴(yán)重的內(nèi)部缺陷最后可能導(dǎo)致壓力容器在高壓環(huán)境下演變成裂紋，形成巨大安全隱患�？傊�在實(shí)際焊接過(guò)程中，從人員操作到環(huán)境影響，從材料到設(shè)備的性能都可能造成焊接質(zhì)量的缺陷，各種因素綜合在一起構(gòu)成了影響壓力容器焊接質(zhì)量的因素。因此要控制壓力容器焊接過(guò)程中的質(zhì)量，優(yōu)化壓力容器焊接工藝就要控制以上影響因素。外部缺陷一般在焊接接頭的位置出現(xiàn)，通常肉眼就能看出來(lái)，一般表現(xiàn)為焊縫尺寸偏差大、焊縫截面不規(guī)整、焊縫過(guò)小或過(guò)大、表面有氣孔甚至裂紋。裂紋對(duì)壓力容器的影響非常大，壓力容器通常承受著較大的壓力、壓強(qiáng)，同時(shí)伴隨著腐蝕性氣體或液體的影響，裂紋極易擴(kuò)大，最后造成整體的崩潰，嚴(yán)重時(shí)可能造成極大的安全事件事故，影響群眾是生命財(cái)產(chǎn)安全，造成社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失。由此可見(jiàn)，在壓力容器的設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，壓力容器的焊接性能十分重要。

　　二、壓力容器焊接新技術(shù)及其應(yīng)用

　　1、窄間隙埋弧焊技術(shù)

　　對(duì)于厚壁壓力容器的焊接，當(dāng)壁厚超過(guò)100mm，繼續(xù)沿用常規(guī)的U型或V型坡口的焊接方法已經(jīng)是很困難了，這也是對(duì)材料、能源、勞力和工時(shí)的浪費(fèi)。近一段時(shí)間以來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)于窄間隙焊接技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用給予了高度的關(guān)注，不少企業(yè)也在應(yīng)用不同形式的窄間隙焊接方法。但是如何看待窄間隙焊接技術(shù)，并不都是很清楚。一些人認(rèn)為厚壁容器的焊接，效率是主要的，因此間隙越小越好。其實(shí)不然，厚壁容器的焊接質(zhì)量穩(wěn)定性是最重要的，因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)焊接缺欠，間隙越小的焊縫越難修復(fù)，甚至無(wú)法處理而必須切斷，重新加工坡口，效率也就無(wú)從談起了。窄間隙埋弧焊設(shè)備中除了一些基本功能外，還應(yīng)特別注意一些關(guān)鍵的功能：例如，必須具有可靠的雙側(cè)橫向與高度的自動(dòng)跟蹤功能；每條焊道必須保證與坡口側(cè)壁的均勻良好熔合，但又不過(guò)多熔入母材金屬，因母材的含碳量一般較高；焊道應(yīng)盡可能薄而寬，可以充分利用后一道焊道焊接時(shí)的熱量對(duì)前一層焊道的熱影響區(qū)進(jìn)行有效的熱處理，改善過(guò)熱粗晶區(qū)的性能；具有較高的熔敷效率，提高焊接生產(chǎn)率，但又不對(duì)母材造成較大的熱輸入而損害母材熱影響區(qū)性能等。

　　2、接管自動(dòng)焊接技術(shù)

　　接管的自動(dòng)焊接有兩種情況：一種是接管與筒體的焊接；另一種是接管與封頭的焊接，通常都采用接管插入的形式。

　　2.1接管與筒體的自動(dòng)焊接

　　以往傳統(tǒng)的馬鞍形狀埋弧焊接設(shè)備運(yùn)動(dòng)軌跡已經(jīng)無(wú)法充分的滿足當(dāng)前焊接設(shè)備的實(shí)際需求，并且也不適合應(yīng)用到厚度較大、存在窄間隙坡口的焊接工作中。在這種情況下，就可以使用近幾年開(kāi)發(fā)的接管馬鞍形埋弧焊接設(shè)備，該設(shè)備自身有著高度的自動(dòng)化，所使用的控制方式極為便捷、迅速，有著極強(qiáng)的適應(yīng)能力。自動(dòng)化馬鞍形埋弧焊接設(shè)備其自身自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)原理主要是利用接管所具有的內(nèi)徑來(lái)決定，采用四連桿夾緊的方式，來(lái)達(dá)到自動(dòng)定心的目的；該設(shè)備的焊槍在運(yùn)行軌跡主要是以焊接對(duì)象的筒體和接管直徑來(lái)作為主要的焊接參數(shù)，通過(guò)焊接參數(shù)，能夠使得焊接的數(shù)學(xué)模型在期間完全自動(dòng)化的生成；利用人機(jī)交互的界面，可以直接對(duì)焊接的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行控制，達(dá)到多道連續(xù)進(jìn)行焊接的目的。并且其焊接的焊道能夠在這一過(guò)程中自動(dòng)排列；具有斷點(diǎn)記憶，自動(dòng)復(fù)位功能，這一點(diǎn)對(duì)馬鞍形空間曲線焊縫的焊接非常重要；超薄大功率焊槍適合大厚度、窄間隙坡口，對(duì)于窄間隙坡口，采用一層兩道的方式進(jìn)行自動(dòng)埋弧焊。

　　2.2接管與封頭的自動(dòng)焊接

　　接管與封頭的焊接有兩種形式：向心接管的焊接和非向心接管的焊接。封頭接管埋弧自動(dòng)焊機(jī)具有6個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，懸掛在十字操作機(jī)上。自動(dòng)焊接前，首先對(duì)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)定心，通過(guò)焊槍對(duì)接管外壁進(jìn)行自動(dòng)尋位，使焊槍的旋轉(zhuǎn)中心自動(dòng)定位在接管的中心線上，相對(duì)人工定位中心，效率大幅度提高；再通過(guò)焊絲端部對(duì)坡口底部進(jìn)行自動(dòng)尋位，記錄焊縫高度方向上的變化，實(shí)現(xiàn)高度方向上的自動(dòng)跟蹤，這樣可以完成非向心接管的焊接；設(shè)備帶有橫向跟蹤傳感器，在自動(dòng)焊接過(guò)程中，始終跟蹤接管的外壁，保證焊絲與坡口側(cè)壁的距離一致。

　　3、彎管內(nèi)壁堆焊技術(shù)

　　3.130°彎管內(nèi)壁堆焊裝備

　　30°彎管內(nèi)壁堆焊采用沿圓周環(huán)向方式進(jìn)行自動(dòng)堆焊，工藝方法為填絲的鎢極氬弧焊或弱壓縮等離子弧焊。30°彎管內(nèi)壁自動(dòng)堆焊機(jī)采用5軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，依據(jù)一定的數(shù)學(xué)模型，自動(dòng)排列焊道。工件進(jìn)行3軸運(yùn)動(dòng)，第一，進(jìn)行勻變速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，與焊槍擺幅寬窄變化相匹配，保持焊接速度不變；第二，工件每焊一圈，進(jìn)行擺角變位，使下一圈焊縫處于與焊槍垂直的平面內(nèi)；第三，工件每焊一圈，進(jìn)行平移變位，使下一圈焊縫圓心處于旋轉(zhuǎn)中心上。焊接機(jī)頭進(jìn)行2軸運(yùn)動(dòng)，每完成一圈的堆焊后，焊槍后退一個(gè)位移，進(jìn)行下一圈的堆焊；焊接過(guò)程中，焊槍做變擺幅運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)彎管的內(nèi)外母線，擺幅從小到大再到小，使堆焊層厚度均勻一致。對(duì)應(yīng)各軸運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，以彎管的曲率半徑R和內(nèi)徑d為參數(shù)，為保證自動(dòng)堆焊過(guò)程穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)備具有弧壓自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)和斷點(diǎn)記憶、自動(dòng)復(fù)位功能。

　　3.290°彎管內(nèi)壁堆焊

　　90°彎管內(nèi)壁堆焊采用沿彎管母線縱向方式進(jìn)行自動(dòng)堆焊，工藝方法為熔化極氣體保護(hù)焊（GMAW）。工件安裝在二維變位機(jī)上，工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程；工件翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使每一條焊道處于平焊位置；90°彎曲焊槍安裝在三維導(dǎo)軌上，用于焊槍的自動(dòng)變位。

　　三、結(jié)束語(yǔ)

　　壓力容器是工業(yè)生產(chǎn)中的一種常用設(shè)備，其很多組成部件需要高質(zhì)量的焊接工作連接而成。作為一種特殊的承壓容器，其質(zhì)量的好壞關(guān)系深遠(yuǎn)。而焊接工藝的好壞則直接影響其質(zhì)量的優(yōu)劣性。隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，壓力容器的焊接技術(shù)也在不斷提升與改進(jìn)，以上敘述的幾種焊接方法，都有各自的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，在使用的過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)具體情況，采取最適合的焊接工藝。

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