壓力容器焊接工藝方法

　　焊接，也稱作熔接、镕接，是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬或其他熱塑性材料如塑料的制造工藝及技術。下面是壓力容器焊接工藝方法，請參考！

　　壓力容器焊接工藝

　　1、壓力容器焊接工藝的準備

　　壓力容器的制作工藝需要做到很精細，不能夠出現任何的差錯。而其中的焊接工序也是同樣需要很精細，造成焊接工序出差錯的原因就是材料選取的不正確。如果在焊接時選取的鋼制材料性能較差的時候，就會在焊接的接頭上出現一些裂痕，這些裂痕對于壓力容器是致命的傷害；如果在選取材料時選取了鋼號或者是化學成分不對的材料，這時在使用過程中就會出現各種腐蝕的現象；而且如果我們選用的鋼制材料的轉化溫度高于壓力容器的溫度時，就會使壓力容器在制作的過程中突然斷裂。所以，綜合以上幾點所論述，我們在選取壓力容器的制作材料時，必須要考慮到壓力容器的工作條件、工作壓力、各個介質之間的腐蝕性、鋼制材料的溫度，還要重點注意鋼制材料的力學性能、物理性能、化學性能等等一系列的科學因素。當然，在進行壓力容器的焊接工序的時候，還需要技術方面的硬性要求。在焊接工序的準備階段，在選取壓力容器容器外圈的時候，要選用低碳鋼、不銹鋼、低合金鋼，在焊接卷板之前應該提前清理干凈依附在板面上，可能對壓力容器造成損傷的硬物和雜物，同時還要檢查好焊接時的焊接接口位置等等一些工序，使之符合焊接所需的一切標準。在壓力容器焊接成型的階段，不能直接將鋼板彎曲，應該先有一個預彎的過程，在鋼板卷成一個圓形的時候，必須要在機器上擺放端正，可以采用在機器和鋼板上做記號的方式來確定鋼板是否已經擺正，卷軸鋼板的時候嚴禁一次就將鋼板卷制完成，要采取循序漸進的方式，一次次不間斷的進行卷制，而每次卷制的程度不得高于上一次的百分之三十，在焊接時要選取一個已經焊接合格的樣板來進行比對，確認是否符合一切準則，在焊接時，必須嚴格按照確定好的接口進行焊制，并且在焊制的過程當中要及時的清理在焊接時產生的雜質和脫落的鋼材，以免對壓力容器造成傷害。在壓力容器焊接成型之后我們就需要對她進行矯正和檢查，矯正就是需要驗證壓力容器的制作是否符合科學界所規定的一些數據，而檢查就需要看，在壓力容器焊接完畢之后，內外表面是否光滑、沒有劃痕、沒有壓傷、起皺、裂痕、等等的缺陷，與此同時還要按照技術條件進行檢查各項參數，確定制作完成的壓力容器符合硬性文件上的各項技術要求。

　　2、壓力容器的焊后檢查和焊后返修

　　任何的一種科技制品，在完成之后都需要有事后的檢查和返廠維修，壓力容器也不列外。壓力容器在焊接完畢之后，應當首先檢查它的焊縫外觀和尺寸是否符合預定目標和目標參數、實驗壓力容器焊接完畢之后的抗熱能力和對熱的處理、檢查壓力容器是否在焊接的時候出現裂痕等損傷、檢查壓力容器在制作之后的致密性是否良好，是否有透氣的現象出現。關于壓力容器在焊接完畢之后的返廠檢查必須要嚴格做到以下幾點：

　　（1）焊接的返修次數不宜超過兩次；

　　（2）如果需要對焊接之后的壓力容器進行返廠檢修，必須要提交它要返修的原因并且對原因作出分析，同時提出要維修的建議；

　　（3）在壓力容器回廠返修之前，必須要將其清洗干凈，可以采用表面掃描的方式確定已經清洗干凈；

　　（4）等待補焊的部位一定要開闊、平整、以便于進行補焊工作的進行。

　　3、結束語

　　通過以上文章的論述，我們已經對壓力容器制造的焊接工藝有了一個初步的認識，我們必須明確一點，就是在壓力容器制作焊接的過程當中一定要謹慎、嚴格、細心，否則就會出現很嚴重的危害，比如其沖擊破的產生會造成人員的傷亡和建筑物的破壞，在沖擊波造成容器毀壞之后，產生的碎片又會使得人員傷亡，城市建設管道的破壞，并且在壓力容器里泄露出的有害氣體會造成空氣的污染，嚴重時可能會導致此區域不再適合人類的生存。因此，保證壓力容器在焊接過程當中的安全可靠是非常重要的，政府應該發揮宏觀控制和帶頭作用，使得我們的壓力容器越來越安全，越來越可靠。

　　壓力容器按設計壓力分四個等級：

　　（1）低壓容器P=0.1～1.6Mpa；

　　（2）中壓容器P=1.6～10Mpa；

　　（3）高壓容器P=10～100Mpa；

　　（4）超高壓容器P＞100Mpa。

　　壓力容器是一種能夠承受壓力的密閉容器。壓力容器的用途極為廣泛，它在工業、民用、軍工等許多部門以及科學研究的許多領域都具有重要的地位和作用。其中以在化學工業與石油化學工業中用最多，僅在石油化學工業中應用的壓力容器就占全部壓力容器總數的50 %左右。

　　壓力容器制造工序一般可以分為:原材料驗收工序、劃線工序、切割工序、除銹工序、機加工(含刨邊等)工序、滾制工序、組對工序、焊接工序(產品焊接試板)、無損檢測工序、開孔劃線工序、總檢工序、熱處理工序、壓力試驗工序、防腐工序。

　　不同的焊接方法有不同的焊接工藝。焊接工藝主要根據被焊工件的材質、牌號、化學成分，焊件結構類型，焊接性能要求來確定。首先要確定焊接方法，如手弧焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護焊等等，焊接方法的種類非常多，只能根據具體情況選擇。

　　原理

　　預熱

　　預熱能降低焊后冷卻速度，有利于降低中碳鋼熱影響區的最高硬度，防止產生冷裂紋，這是焊接中碳鋼的主要工藝措施。預熱還能改善接頭塑性，減小焊后殘余應力。通常，35和45鋼的預熱溫度為150～250℃。含碳量再高或者因厚度和剛度很大，裂紋傾向大時，可將預熱溫度提高至250～400℃。

　　若焊件太大，整體預熱有困難時，可進行局部預熱，局部預熱的加熱范圍為焊口兩側各150～200mm。

　　焊條條件

　　許可時優先選用酸性焊條。

　　坡口形式

　　將焊件盡量開成U形坡口式進行焊接。如果是鑄件缺陷，鏟挖出的坡口外形應圓滑，其目的是減少母材熔入焊縫金屬中的比例，以降低焊縫中的含碳量，防止裂紋產生。

　　工藝參數

　　由于母材熔化到第一層焊縫金屬中的比例最高達30%左右，所以第一層焊縫焊接時，應盡量采用小電流、慢焊接速度，以減小母材的熔深，也就是我們通常說的灼傷（電流過大時母材被燒傷）。

　　熱處理

　　焊后應在200-350℃下保溫2-6小時，進一步減緩冷卻速度，增加塑性、韌性，并減小淬硬傾向，消除接頭內的擴散氫。所以，焊接時不能在過冷的環境或雨中進行。焊后最好對焊件立即進行消除應力熱處理，特別是對于大厚度焊件、高剛性結構件以及嚴厲條件下(動載荷或沖擊載荷)工作的焊件更應如此。焊后消除應力的回火溫度為600～650℃，保溫1-2h,然后隨爐冷卻。

　　若焊后不能進行消除應力熱處理，應立即進行后熱處理。

　　焊接工藝基礎知識

　　焊接是通過加熱、加壓，或兩者并用，用或者不用焊材，使兩工件產生原子間相互擴散，形成冶金結合的加工工藝和聯接方式。焊接應用非常廣泛，既可用于金屬，也可用于非金屬。

　　操作方法

　　金屬焊接方法有40種以上，主要分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。

　　熔焊

　　熔焊是在焊接過程中將工件接口加熱至熔化狀態，不加壓力完成焊接的方法。熔焊時，熱源將待焊兩工件接口處迅速加熱熔化，形成熔池。熔池隨熱源向前移動，冷卻后形成連續焊縫而將兩工件連接成為一體。

　　在熔焊過程中，如果大氣與高溫的熔池直接接觸，大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進入熔池，還會在隨后冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，惡化焊縫的質量和性能。

　　為了提高焊接質量，人們研究出了各種保護方法。例如，氣體保護電弧焊就是用氬、二氧化碳等氣體隔絕大氣，以保護焊接時的電弧和熔池率；又如鋼材焊接時，在焊條藥皮中加入對氧親和力大的鈦鐵粉進行脫氧，就可以保護焊條中有益元素錳、硅等免于氧化而進入熔池，冷卻后獲得優質焊縫。

　　壓焊

　　壓焊是在加壓條件下，使兩工件在固態下實現原子間結合，又稱固態焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊，當電流通過兩工件的連接端時，該處因電阻很大而溫度上升，當加熱至塑性狀態時，在軸向壓力作用下連接成為一體。

　　各種壓焊方法的共同特點是在焊接過程中施加壓力而不加填充材料。多數壓焊方法如擴散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒有熔化過程，因而沒有象熔焊那樣的有益合金元素燒損，和有害元素侵入焊縫的問題，從而簡化了焊接過程，也改善了焊接安全衛生條件。同時由于加熱溫度比熔焊低、加熱時間短，因而熱影響區小。許多難以用熔化焊焊接的材料，往往可以用壓焊焊成與母材同等強度的優質接頭。

　　釬焊

　　釬焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釬料，將工件和釬料加熱到高于釬料熔點、低于工件熔點的溫度，利用液態釬料潤濕工件，填充接口間隙并與工件實現原子間的相互擴散，從而實現焊接的方法。

　　焊接時形成的連接兩個被連接體的接縫稱為焊縫。焊縫的兩側在焊接時會受到焊接熱作用，而發生組織和性能變化，這一區域被稱為熱影響區。焊接時因工件材料、焊接材料、焊接電流等不同，焊后在焊縫和熱影響區可能產生過熱、脆化、淬硬或軟化現象，也使焊件性能下降，惡化焊接性。這就需要調整焊接條件，焊前對焊件接口處預熱、焊時保溫和焊后熱處理可以改善焊件的焊接質量。

　　注意事項

　　另外，焊接是一個局部的迅速加熱和冷卻過程，焊接區由于受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮，冷卻后在焊件中便產生焊接應力和變形。重要產品焊后都需要消除焊接應力，矯正焊接變形。

　　現代焊接技術已能焊出無內外缺陷的、機械性能等于甚至高于被連接體的焊縫。被焊接體在空間的相互位置稱為焊接接頭，接頭處的強度除受焊縫質量影響外，還與其幾何形狀、尺寸、受力情況和工作條件等有關。接頭的基本形式有對接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。

　　對接接頭焊縫的橫截面形狀，決定于被焊接體在焊接前的厚度和兩接邊的坡口形式。焊接較厚的鋼板時，為了焊透而在接邊處開出各種形狀的坡口，以便較容易地送入焊條或焊絲。坡口形式有單面施焊的坡口和兩面施焊的坡口。選擇坡口形式時，除保證焊透外還應考慮施焊方便，填充金屬量少，焊接變形小和坡口加工費用低等因素。

　　厚度不同的兩塊鋼板對接時，為避免截面急劇變化引起嚴重的應力集中，常把較厚的板邊逐漸削薄，達到兩接邊處等厚。對接接頭的靜強度和疲勞強度比其他接頭高。在交變、沖擊載荷下或在低溫高壓容器中工作的聯接，常優先采用對接接頭的焊接。

　　搭接接頭的焊前準備工作簡單，裝配方便，焊接變形和殘余應力較小，因而在工地安裝接頭和不重要的結構上時常采用。一般來說，搭接接頭不適于在交變載荷、腐蝕介質、高溫或低溫等條件下工作。

　　采用丁字接頭和角接頭通常是由于結構上的需要。丁字接頭上未焊透的角焊縫工作特點與搭接接頭的角焊縫相似。當焊縫與外力方向垂直時便成為正面角焊縫，這時焊縫表面形狀會引起不同程度的應力集中；焊透的角焊縫受力情況與對接接頭相似。

　　角接頭承載能力低，一般不單獨使用，只有在焊透時，或在內外均有角焊縫時才有所改善，多用于封閉形結構的拐角處。

　　焊接產品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕，對于交通運輸工具來說可以減輕自重，節約能量。焊接的密封性好，適于制造各類容器。發展聯合加工工藝，使焊接與鍛造、鑄造相結合，可以制成大型、經濟合理的鑄焊結構和鍛焊結構，經濟效益很高。采用焊接工藝能有效利用材料，焊接結構可以在不同部位采用不同性能的材料，充分發揮各種材料的特長，達到經濟、優質。焊接已成為現代工業中一種不可缺少，而且日益重要的加工工藝方法。

　　在近代的金屬加工中，焊接比鑄造、鍛壓工藝發展較晚，但發展速度很快。焊接結構的重量約占鋼材產量的45%，鋁和鋁合金焊接結構的比重也不斷增加。

　　未來的焊接工藝，一方面要研制新的焊接方法、焊接設備和焊接材料，以進一步提高焊接質量和安全可靠性，如改進現有電弧、等離子弧、電子束、激光等焊接能源；運用電子技術和控制技術，改善電弧的工藝性能，研制可靠輕巧的電弧跟蹤方法。

　　另一方面要提高焊接機械化和自動化水平，如焊機實現程序控制、數字控制；研制從準備工序、焊接到質量監控全部過程自動化的專用焊機；在自動焊接生產線上，推廣、擴大數控的焊接機械手和焊接機器人，可以提高焊接生產水平，改善焊接衛生安全條件。 （來源：焊接資訊）

　　主要器材

　　1、手工焊條電弧焊焊機

　　2、二氧化碳保護焊機

　　3、氬弧焊機

　　4、電阻焊焊機

　　5、埋弧焊機

　　6、焊絲

　　7、焊劑

　　8、焊接輔助材料等

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