压力容器焊接工艺论文

本文一共涵盖3篇精选的论文范文,关于《压力容器焊接工艺论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。摘要：对目前我国水电站压力钢管的焊接特点以及国外使用的主要压力钢管焊接技术进行阐述，针对在压力钢管焊技术中存在的一些问题进行仔细的研究和分析，并列出一些我国大型水利水电工程中所使用的压力钢管焊接工艺，为水利水电工程压力钢管的现场焊接提供参考。

第一篇：压力容器焊接工艺论文

焊接机器人在核反应堆压力容器顶盖焊接中的应用及分析

摘要：针对核反应堆压力容器顶盖焊缝的焊接进行了实例分析，设计了顶盖焊缝焊接机器人系统，完成了使用焊接机器人J型坡口自动焊焊接工艺评定、焊工考试和焊接工艺规程。结合RPV顶盖焊缝的特点，分析焊接机器人焊接关键技术及难点，重点围绕焊接机器人的焊接轨迹、焊接定位、焊接变形等关键技术难点以及产品焊接过程中的质量控制，提出解决措施，为焊接机器人在核反应堆压力容器顶盖J型焊缝焊接中的应用提供了理论依据和实践指导。

关键词：焊接机器人;J型坡口;RPV顶盖焊缝

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.10.10

0    前言

焊接是机械设备制造中的一个重要工艺，其工作强度大、对操作人员的技能水平要求高且存在潜在职业危害[1]。而焊接机器人具有提高焊接质量、改善劳动环境、提高工作效率、焊接一致性好等优点，其应用日益广泛[2-3]。近年来随着科技和工业的发展，焊接机器人在制造业的应用已成为发展的必然趋势，据相关数据统计，我国工业机器人销量由2012年的不到2.5万台增长到2019年的18万台，2020年更是超过20万台，其中焊接機器人占据整个工业机器人总量的40%以上[4]，但焊接机器人在核电设备制造业的应用目前还处于研究阶段。文中选取核反应堆压力容器（RPV）顶盖焊缝焊接作为研究对象，对焊接机器人在该焊缝焊接中的应用进行分析，为焊接机器人在核电设备制造过程中的普及应用提供实践参考。

1 RPV顶盖焊缝概述

核反应堆压力容器是核电站的核心设备，它是装有由核燃料元件等组成的放射性活性区，裂变反应就在活性区内进行，并使高温、高压的冷却剂保持在一个密封的壳体内，因此其连接焊缝的质量关系到整个核电厂的运行安全，其中RPV顶盖焊缝就是设备制造过程中关键焊缝[5]。RPV顶盖焊缝是核反应堆压力容器顶盖与控制棒驱动机构（CRDM）贯穿件的承压密封焊缝，焊缝位置及结构如图1所示，该焊缝为J型焊缝，其坡口狭窄、空间曲面复杂、对焊接变形要求苛刻[6]，加之为镍基材料焊接，焊接难度大，很容易出现焊接缺陷。同时，该焊缝还具有以下特点：①处于反应堆一回路中的关键位置;②焊缝空间位置复杂，焊缝坡口不对称，易产生缩颈和弯曲变形;③冶金过程复杂并常常伴随很高的残余应力。因此，该焊接过程是反应堆压力容器制造的难点之一。

受焊接技术能力所限，上述J型焊缝均采用手工焊方式，其焊接质量不稳定、焊接效率低下。国内外RPV制造商与焊接设备制造商均尝试过采用自动焊方式焊接J型焊缝，以解决J型焊缝的自动化焊接问题。

2 焊接机器人关键技术

2.1 焊接机器人系统

采用法国 POLYSOUDE 的 J 型坡口焊接机器人系统，配置6轴机器人本体，如图2所示。机器人具有自动平衡能力，装配于悬臂梁式操作机上，通过第六轴独特的回转式设计使该机器人适用于狭窄空间内环型焊缝的焊接，在第六轴上装载不同的焊枪可实现不同功能的焊接应用。该焊接机器人系统主要包括机器人本体、焊接电源、机器人控制柜、特制的GTAW焊枪、数据采集系统和摄像监控系统等，如图3所示。机器人路径测量系统由数字式控制完成，控制系统能实时检测各个环节，当误操作或程序出现异常时，能及时终止程序。焊接设备用焊接电源与机器人控制进行数据交换，其带有的气体流量检测装置会在保护气体和气体压力出现异常时，促使系统报警并终止焊接工作。

2.2 焊接机器人焊接工艺

为了确保机器人焊接工艺在RPV顶盖产品焊接中的成功应用，焊接工艺评定试验母材和填充金属与产品一致，通过对13种J型坡口的单个试验件和1∶1 封头模拟件进行焊接试验，试验件和模拟件分别如图4、图5所示。

通过不断的工艺调整、编程优化，最终完成了焊接机器人J型坡口自动焊焊接工艺评定、焊工考试及焊接工艺规程，焊接工艺参数如表1所示。

2.3 焊接机器人产品焊接

RPV顶盖焊缝为J型焊缝，为承压压力边界，其包括镍基隔离层堆焊和密封焊，这两道焊缝的焊接主要过程类似，焊接机器人在RPV顶盖焊缝的焊接过程如下：

（1）根据焊接机器人的空间可覆盖范围将RPV顶盖放置于专用的支承辅具上，并进行定位。

（2）将特制的镍基隔离层堆焊焊枪装配在焊接机器人第六轴上，将焊接坡口的外形尺寸参数和相对位置参数预置到控制系统中，通过对坡口进行空间精确定位后，生成焊接轨迹控制程序，并对焊接机器人的焊接轨迹进行验证。

（3）在焊接轨迹被合理验证后，启动焊接编程程序，开始焊接。焊接机器人控制焊枪起弧位置为坡口的6点位置，随后逆时针方向向上焊接至12点位置。焊接结束后焊枪熄弧上抬并自动行走至6点位置，然后顺时针方向向上焊接至12点位置，自动完成第一道焊缝，如图6所示。程序设定保证收弧搭接，实现焊道平整。如此反复，直至完成整个坡口的堆焊。

（4）当RPV顶盖镍基隔离层堆焊焊接结束，更换特制的密封焊焊枪。焊接机器人控制焊枪的起弧位置和焊接顺序与镍基隔离层堆焊焊接顺序相同，即采用半周上坡焊的方式进行填充焊接，如图7所示。

3 焊接机器人应用技术难点及分析

RPV产品顶盖焊缝由于坡口狭小，空间曲面异常复杂，使用焊接机器人进行自动焊接难度大，其影响因素包括焊接次序、焊接位置的实时变化，需要不同的焊枪轨迹、焊接电流、焊接电压、频率、收弧时间、焊接速度、钨极距边量等，其操作过程中任何细节参数的变化均可能造成焊缝缺陷的产生，尤其是焊接机器人焊接轨迹编程、密封焊焊接变形控制、焊枪的定位及焊接过程中质量控制等参数的影响。

3.1 焊接轨迹

RPV顶盖焊缝属于多层多道焊的焊接工艺，焊接轨迹是复杂的空间曲线，每一道焊缝的焊枪姿态和焊接角度都不相同，即使在同一焊道中，焊枪姿态和焊接角度也有很大变化，因此焊接机器人机头需要进行多维度位置适时变化，如图8所示。

在产品焊接过程中，随着CRDM贯穿件到RPV顶盖中心位置的改变，J 型坡口角度和形状发生改变，焊接轨迹也存在差异。因此为保证焊接轨迹的准确度，需要对每种不同尺寸的J型坡口焊接进行单独编程。以某项目RPV顶盖焊缝为例，通过建立数学模型，根据坡口形状、角度分类等差异，将顶盖焊缝分为13组，各自单独编程。

3.2 焊接变形控制

由于J型焊缝密封焊坡口是一个非轴线对称、力矩不平衡的坡口，在进行密封焊过程中，焊接应力会对CRDM贯穿件产生偏心的力矩，造成CRDM贯穿件的焊接变形。为了保证密封焊焊接完毕后CRDM贯穿件的变形满足产品图纸的要求，有必要增加防变形装置。在实际的产品焊接中，专门设计并制造CRDM贯穿件防变形—水冷一体式装置，如图9所示，通过该装置同时实现CRDM贯穿件的焊接防变形作用和水冷作用，可有效性控制CRDM贯穿件的焊接变形。

3.3 焊接定位及干涉

RPV顶盖J型坡口形状复杂，对焊接坡口准确定位比较困难。为实现焊接机器人对焊接坡口的精准定位，在焊接机头设置激光定位仪，用于识别 J 型坡口上、下、左、右四个位置，计算出坡口中心，再通过模拟行走，进行程序设定、调整和焊接。而在焊接較大角度坡口处时，焊机机头导电嘴容易对工件的坡口边缘产生干涉，需要通过及时调整参数方可施焊。

3.4 焊接质量控制

（1） 坡口的装配精度误差。

RPV顶盖焊缝坡口的装配如存在误差，会影响焊接机器人根据编程对坡口的精准识别，从而影响焊接质量。因此焊接的坡口装配，需要进行严格的质量控制和焊接的检查。

（2）焊接过程加热。

RPV顶盖产品焊接需要在热态下进行（121 ℃～

200 ℃），常规的加热方式为工件倒置，采用专用工装从工件的下方加热，但RPV顶盖因有8个堆侧接管，结构上限制了电加热装置的覆盖范围，尤其是靠近封头边缘的J型坡口存在加热不到位的风险，这就需要采取局部火焰加热的方式辅助加热，并在产品焊接过程中做好温度的监控。

（3）焊接过程工件变形。

RPV顶盖为多坡口，需要频繁变换焊接坡口，每次重新对待焊坡口位置进行定位时，在顶盖组件焊接过程中，因焊接过程中的温度较高，工件整体出现热变形，导致J 型坡口与工件中心的相对位置产生变化，最大的位置变化可达 2～3 mm，因此焊接过程中需要重新调整焊接参数，重新使用激光定位寻找坡口位置。

（4）焊接过程观察。

由于RPV顶盖结构限制及自动焊机机头体积较大，且焊接过程是加热焊接，因此人员不便在熔池附近观察，在封头边缘观察距离较远，不便于熔池观察、调整、控制。为实现远程观察焊缝外观质量，及时避免焊接缺陷，在焊接机头设置高清摄像头，焊接过程可全程在显示屏中观察，对于紧急情况可随时暂停焊接。

（5）焊接环境。

镍基焊接对环境清洁要求严苛，外来异物的带入会使焊接产生气孔、夹渣等缺陷。因此焊接机器人需要做好对焊接环境清洁度的控制，在RPV顶盖产品焊接过程中，可将焊接工位进行专门的隔离防护或在单独的清洁车间进行焊接。

4 焊接应用及效果

通过焊接技术分析和采取的技术预防控制措施，焊接机器人目前已经成功应用于核电RPV顶盖J型坡口焊接中。实践结果显示，使用焊接机器人后，焊接效率及质量较手工焊有了显著提高，焊后焊缝渗透探伤（PT）显示不合格率从超过80%降低至10%以下，焊接外观成型良好，焊接过程无飞溅，显著减少了打磨和返修工作量，从而保证了焊缝尺寸，有利于后续的加工。某项目RPV顶盖产品最终焊缝的外观质量如图10、图11所示。

5 结论

在核电设备制造过程中引入焊接机器人，对于提高产品质量和生产效率有明显的帮助，尤其是针对结构复杂、焊接工作量大的RPV顶盖J型坡口焊缝，可显著提高工作效率。

（1）通过对比13种 J 型坡口的单个试验件、1∶1封头模拟件的焊接试验，完成了焊接机器人 J 型坡口自动焊焊接工艺评定、焊工考试及焊接工艺规程，掌握了焊接机器人 J 型坡口自动焊焊接参数，对同类焊缝焊接工艺的制定具有借鉴意义。

（2）对于焊接机器人而言，RPV顶盖焊缝的焊接轨迹是复杂的空间曲线，通过焊接工艺的实施，对比发现焊接每一道焊缝时焊枪的姿态与角度都不相同，因此焊接机器人机头需要进行多维度位置适时调整。应根据坡口形状、角度等差异，对顶盖焊缝进行分组，单独编程，实现J型焊缝焊接轨迹离线编程。

（3）由于J型焊缝密封焊坡口是非轴线对称、力矩不平衡的坡口，防止变形至关重要。专门设计并制造了CRDM贯穿件防变形—水冷一体式装置，可有效防止变形。

（4）RPV顶盖J型坡口形状复杂，通过焊接机头设置激光定位仪，精准定位焊接坡口，掌握了焊接坡口定位及避免发生干涉的控制方法。

（5）焊接机器人在RPV项盖焊缝焊接中，掌握焊接过程的风险及预防措施，为焊接机器人在RPV顶盖J型焊缝焊接中的应用提供了参考和借鉴。

参考文献：

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[4]肖润泉，许燕玲，陈善本，等.焊接机器人关键技术及应用发展现状[J].金属加工：热加工，2020（10）：24-31.

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[6]李汉宏.核电压力容器J型坡口自动焊接[J].电焊机，2010，40（2）：84-87.

作者：孔永红，高俊根，吴义党，李志杰，肖鹏

第二篇：探讨工程压力钢管的焊接工艺

摘 要：对目前我国水电站压力钢管的焊接特点以及国外使用的主要压力钢管焊接技术进行阐述，针对在压力钢管焊技术中存在的一些问题进行仔细的研究和分析，并列出一些我国大型水利水电工程中所使用的压力钢管焊接工艺，为水利水电工程压力钢管的现场焊接提供参考。

关键词：水利水电工程;压力钢管;焊接

水利水电工程是中国重要的基础设施和基础产业，是通过在水上建造建筑物从而使水能聚集，然后利用引水发电建筑物将水的势能转变为水轮机的动能、进而通过电磁感应原理转变为电能等一系列大型土木工程的统称。其中，水利水电工程运行中水的引导、输送由输水建筑物负责，由于长期承受压力水流的冲蚀破坏，运行工况差，因而对其结构设计、施工质量等都提出了更高的要求。

近年来，我国水利水电压力管道发展迅猛的新结构形式为钢衬钢筋混凝土管道，目前已成为高水头、高流速水利水电项目输水建筑物结构设计的首选。而钢衬钢筋混凝土结构的重要组成部分压力钢管，也迅速成为工程建设者关注的对象，它担负着水利水电工程进水口和水轮机涡壳或球阀的连接作用，对进水口的水有引导作用，让它们流向涡壳或球阀，借助水的动力让水轮机转动。随着我国水利水电事业的发展，高山峡谷地区、高水头、大型、超大型水利水电工程日益增多，而内水给压力钢管带来的压力也越来越大，而且水流常常不稳定，一旦有质量问题出现，就势必带来非常严重的后果，因此，对压力钢管的管径、厚度、材质强度、制作强度、制作难度以及它焊缝的塑、韧性和强度等要求也在逐渐加大。故而，通常根据压力钢管承受内水压的特点和所在地的气温条件，然后选用相应的材料和焊接技术焊制压力钢管[1]。

1 压力钢管焊接的特点

在水电水利设置建设中，随着高参数、大容量机组的普遍使用，压力管道也相应的在升级，结构尺寸庞大，使用钢材可达数百吨乃至数千吨[2]。就黄河小浪底水利枢纽工程来说，直径7.8m的压力钢管共有6根，每根钢管的中心线平均长度为189.31m，达1135.87m的总长度，钢管采用美国ASME标准的A517和A537材料，其中A517板厚为32mm和34mm 2种，A537板厚为20mm、22mm、24mm、28mm、30mm、32mm 6种。根据这些数据可以看出，这是一个非常巨大且复杂的工程。

综上所述，大型水利水电工程的压力钢管因为制造工程量非常巨大，因而工厂是不可能制造为成品，然后在运到施工现场，大多时候都是在施工现场根据实际情况进行下料、卷板、纵缝焊接等各方面工序。钢管纵缝焊接采用手工电弧焊或全自动气体保护焊完成，必要时也可设置专门的纵缝滚焊台车，在水平状态下完成纵缝焊接。然后将做好的管节运输到安装位置，固定在基础支墩上，接着进行环缝焊接。从这些复杂而又精细的工序中可以看出，水利水电工程压力钢管的焊接特点与制造厂内的焊接生产是有区别的。此外，由于压力钢管是在现场焊接，所以焊接质量不可避免的就会受到施工环境差，焊接位置复杂多变，作业条件恶劣，对口质量参差等诸多因素的影响。同时，焊接工作的另一困难就是现场劳动条件差、劳动强度高[2]。

2 国内外水利水电工程压力钢管焊接工艺的现状

2.1 目前国内水利水电工程压力钢管焊接技术现状大致如下

手工焊基本在焊接工程中占主导地位，这也是造成作业条件差、焊接生产率低、生产成本高、劳动强度大的主要因素;手工电弧焊和埋弧焊技术是钢管纵缝焊接大多采用的焊接技术，然而，埋弧焊技术的应用在一些直径较大的钢管上非常受限制;进行环缝焊接时，几乎全部采用手工电弧焊技术完成。只有少数水利水电工程采用国外先进的半自动焊接工艺技术，但仍然存在一些问题。

2.2 国外水利水电工程压力钢管的焊接工艺状况

为了缩短工期，降低成本，国外压力钢管焊接基本上采用高效率焊接方法。埋弧焊技术是被广泛采用的，也经常使用半自动或自动立焊技术以及药芯焊丝电弧焊方法。在环缝焊接中，手工电弧焊仍然是主导，然而对环缝焊接的自动化焊接技术的开发研究从未间断过。比如日本在很多水利水电工程中使用过熔化极氢弧焊全位置自动焊接技术，但此技术也只适合于直径比较小的钢管，大直径钢管的焊接技术仍处于研究状态。这样，大直径厚壁压力钢管因其开发应用难度较大，而尚未采用自动化的全位置焊接技术[3]。

3 压力钢管自动焊技术

水利水电建设在高速发展，其机组参数也在不断增大，为了适应施工生产的需要，焊接大直径厚壁压力钢管必须采用比较先进的全位置自动化焊接技术。但全位置自动化焊接技术在大直径厚壁压力钢管焊接施工中应用还有一定困难，通过分析，吸取国内外同类焊机的成功经验，全位置自动焊机应运而生。该焊机具有焊矩摆幅自适应坡口宽度和自动跟踪功能，焊机稳定可靠，整体设计合理，机构紧凑轻便，在我国一些水利水电工程压力钢管焊接施工中得以成功应用。

该焊机不仅要让焊接小车沿焊缝自动行走，让焊丝自动输送、调整、摆动及对中等机电控制，还要解决焊丝的熔滴过渡形式，从而让全位置焊接的焊缝成型质量得到保证，还可以对各种位置的焊接规范自动调整。但是受到现场拼装的焊缝对装质量差、施工环境恶劣等因素的影响，自动化焊接技术还较难实现。

4 我国一些水电站压力钢管的焊接工艺

4.1 广州市西江引水工程中的压力钢管焊接

广州市西江引水工程属特大型引水工程，在我国已建的引水工程中仅次于南水北调工程和上海青草沙水源地工程，名列第三。压力钢管制作工程总量为143831.40t，总长度为75736.48m。工程量巨大，且钢材规格组合多变、压力钢管直径规格品种多，壁厚变化大、钢岔管焊接工艺复杂，制作难度大。在焊接工艺上，在焊接双面非对称坡口时，先焊深坡口侧部分、后焊浅坡口侧、最后焊深坡口侧剩余的焊缝;确定好节点形式、焊缝布置、焊接顺序后，优先采用一些能量密度相对较高的焊接方法，如熔化极气体保护焊或药芯焊丝自保护焊等，同时还采用较小的热输入;在焊接大型、厚板构件时，采取分部组装焊接、分别矫正变形后再进行总装焊接的施工方法;采用先焊纵缝，后焊环缝的焊接顺序;同时为了减小焊缝应力，还采用了锤击焊缝消应力的方法[4]。

4.2 仁宗海水库电站压力钢管焊接工艺

仁宗海水库电站为引水式龙头水库电站，位于四川省甘孜州康定县私雅安市石棉县交界处。电站压力钢管道共长955m，主管直径3.6m，压力钢管制作安装工程量为3428t。工程采用的是低焊接裂纹敏感性高强度钢板，从而在焊接技术上采用有针对性的焊接工艺方法。在钢管施焊时，直管纵缝及对接环缝、弯管纵缝采用埋弧白动焊，弯管环缝采用手工电弧焊，定位焊采用二氧化碳气体保护焊，加劲环、止水环等附件的焊接选用手工电弧焊[5]。

4.3 龙开口水电站压力钢管焊接工艺

龙开口水电站压力钢管共5条，内径10m，每条钢管56节，5条钢管共制作280节，安装280节，钢管壁材质为高强钢。高强度钢管制造纵缝、安装环缝、加强环角焊缝焊接均采用手工电弧焊。本工程中，纵缝受力是环缝的2倍，因此，要尽可能让每条焊缝都自由收缩，从而尽量降低焊接拘束应力。在压力钢管焊接时，无论是大节的制造安装，还是瓦片的安装，都必须按照先纵缝、后环缝的顺序。同时在安装过程中，沿安装方向逐条进行环缝焊接，严禁跳焊。除凑合节最后一条合拢环缝和预留环缝，其余焊缝都能自由收缩。

5 结语

目前，在我国水利水电工程压力钢管焊接工艺中，手工焊基本在焊接工程中占主导地位，且大多手工电弧焊和埋弧焊技术。这些技术在直径较大的钢管上非常受限制。

近年来，随着我国水利水电建设的高速发展和机组参数的不断增大，在大直径厚壁压力钢管的焊接方面，虽然出现了全位置自动化焊接技术，但目前来说，该技术想要在大直径厚壁压力钢管焊接中得到全面应用，还有一定的难度。在大直径厚壁压力钢管的安装环缝组装来讲，要达到均匀一致的高精度非常困难，这势必就需要全位置自动焊接设备具备自动凋整有关工艺参数的功能，以此来适应钢管的坡口尺寸及偏差，从而使不均匀参数对焊接质量的影响降低或消除;由于焊缝空间位置的不稳定性，这就要求焊接系统能自动并及时调整焊接工艺参数，来适应焊炬所处的位置，让不同地方的焊接成型基本一致得以实现;要保证焊缝质量，这就需要坡口尺寸、焊接熔地形状，焊接规范参数实寸调节完全匹配，这在目前的自动控制技术上来讲，难度比较大。因此，要解决以上问题，就要在选择造价低、适应性强、操作简单、焊接效率高的全位置自动化焊接设备方面入手。

参考文献

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[4] 梁遵希，游辉华，何调林.广州市西江引水工程中的压力钢管焊接[J].焊接技术，2012，41(6).

[5] 余阳.仁宗海水库电站压力钢管焊接工艺[J].四川水力发电，2007，26(5).

作者简介：罗忠(1980-)，男，汉族，湖南洞口人，任职于中国水利水电第八工程局有限公司。研究方向：建筑施工技术。

作者：罗忠　陈芳

第三篇：压力容器焊接新技术及其应用

摘要：压力容器是指盛装气体或者液体，并承载一定压力的密闭设备，广泛应用于石油、化工以及其他相关企业。焊接是压力容器制造过程中的基本加工方式，焊接质量决定着压力容器的耐久度、压力稳定性、外观美观程度以及价格等，此外，从节省制造成本的角度来看，不同用途的压力容器会采取不同的焊接工艺，所以焊接技术对于压力容器的制造来说至关重要。随着自动化技术的不断发展，越来越多的焊接新技术被应用到压力容器制造行业，并且取得了一系列的成就，大大提高了我国压力容器的制造水平。

关键词：压力容器;焊接新技术;应用

焊接技术在制造行业发展中占据着重要的地位，尤其在压力容器制造过程中发挥着重要作用，严格控制焊接质量是提高压力容器整体质量的有效措施。压力容器一般会储存一些危险性较大、易燃易爆以及容易挥发的气体或液体，一旦压力容器发生泄漏将会给周围环境造成严重的破坏，对人们的生命财产安全造成威胁。因此，深入研究焊接新技术在压力容器中的应用对于提高压力容器的整体质量和安全有非常积极的作用。

1 压力容器和焊接技术

压力容器与一般储存装置不同，它具有承载压力的能力，并且对于密封性的要求非常高。一些石油、化工企业都会用压力容器来储存一些液体或气体。压力容器的制造过程非常复杂，步骤非常繁琐，主要过程大致是先将原材料进行切割，然后对原材料进行机械加工，之后将各部位组对、拼接，之后对其进行焊接，最后对容器进行压力测试并验收。

焊接加工是压力容器制造工作中的重要组成部分，压力容器上的很多零件、结构都是通过焊接技术连接的，例如，压力容器的封头、壳体等。制造壁厚较厚的压力容器时，有一半以上的工作是通过焊接技术完成的，即使是普通的压力容器也有40%左右的加工是通过焊接完成的。常见压力容器焊接技术主要有氩弧焊、手工自动焊和埋弧焊等，由于不同用途的压力容器对于压力承载能力的要求不同，所以要根据压力容器的实际用途选择相应的焊接技术。

2 压力容器焊接技术的应用研究

2.1接管自动焊接技术及具体应用

接管自动焊接包括接管与封头、接管与筒体两种。接管与封头的自动焊接。接管与封头之间的焊接工作可以根据操作形式的区别分为非向心焊接和向心焊接。用于接管和封头的焊接设备是由六个不同方向的运动轴和一个十字型的焊接操作机组成，该设备可以完成六种不同方位的焊接工作。焊接开始之前，需要通过焊机的自动定位系统完成焊接操作机的定心工作，相比于人工定心，自动定心可以大大提高精准度，之后利用焊接的自动跟踪系统实现焊丝的自动移动，可以使焊缝变得非常均匀。此外，由于该技术主要是通过焊机进行自动焊接的，所以相比于人工操作，焊接过程的稳定性有了显著的提高。

接管与筒体的自动焊接。传统马鞍形焊接技术无法适应实际生产情况，所以，新型的接管马鞍形自动焊技术被广泛应用于压力容器的制造过程中。该技术具有较高的自动化水平，接管内径通过夹紧四连杆自动定心，焊枪的运动轨迹的主要通过自动化焊机控制，焊机根据接管和筒体的直径参数，可以建立相应的数字模型，之后再根据模型，确定焊枪的移动轨迹，进而实现自动化焊接。此外，通过在机器上输入参数能实现多道工序的自动焊接，包括内马鞍、外马鞍和水平环焊缝的焊接。具体应用中，利用超薄的大功率焊枪对板材较厚且间隙较窄的坡口进行焊接，还可用一层两道自动埋弧焊的方法完成对板材厚度和坡口间隙适中的焊接工作。

2.2激光复合焊接技术及应用

传统的钨极填丝氩弧焊由于熔化极无法使用纯氩气作为保护气体，因此导致焊接过程中电弧具有一定的不稳定性，进而影响焊接质量。随着科学技术的发展，人们逐渐研发出激光电弧复合热源焊技术，该技术在焊接过程中可以有效弥补钨极填丝氩弧焊技术的不足之处。实际焊接过程中，激光复合焊接技术可以在电弧的熔池中形成孔隙，使其中充满金属蒸汽，并产生等电离子体，进而吸引电弧，这时再利用纯氩气作为保护气体，便可使电弧变得更加稳定。因此，激光电弧复合热源焊技术可以有效提高焊接质量。数字化焊接电弧和激光复合焊接技术的出现，使原本焊接工作中的焊接飞溅减少，焊接过程更加稳定，压力容器的焊接质量有了进一步的提高，目前激光复合焊接技术正在慢慢地应用于各种压力容器的焊接工作。

2.3弯管内壁堆焊技术及其应用

由于工作环境的需要，某些压力容器的内壁要进行防腐蚀层的焊接，对于压力容器的直管部位，焊接相对比较容易，而弯管内壁由于具有特殊性，在内壁部位存在相应的角度，增加了焊接工作的难度。对于不同角度的弯管，根据其内壁的实际情况，需采用不同的焊接技术，目前我国对于弯管内壁的堆焊技术研究已经逐渐成熟。

90°弯管内壁堆焊。90°弯管内壁堆焊是压力容器焊接工作中难度较大的一种焊接方式。在焊接技术还较为落后的时期，进行90°弯管对焊时主要是仿照30°弯管堆焊的方式进行的，焊接时需要将90°的弯管平均分成三个30°的弯管，过程十分繁琐，焊接效率非常低，而且焊接质量也得不到保障。如今，相关技术人员已经研发出专门用于90°弯管内壁堆焊的焊接设备，该设备主要是利用90°弯管母线的纵向结构，通过二维变位机对焊接点进行旋转焊接。这种焊接方式大大提高了压力容器内壁焊接的效率与质量。

30°弯管内壁堆焊。30°弯管的堆焊是通过借助焊機自身的五轴协调运作完成的。焊机根据预设的数学模型，进行五轴运动自动焊接。在焊接的过程中，工件运作要与焊机的摇摆幅度相协调，焊剂要保证一个相对稳定的运行速度。每当焊接完成一圈之后，需要对摆角位置进行变动，在移动焊机之后重新进行自动定位。在内壁堆焊的过程中，需注意对焊机摇摆幅度的控制，一般情况下，摇摆幅度由小到大进行调整，焊机工作进入收尾部分时，再次将幅度调小，保证内壁焊接的结构和层次。在弯管内壁堆焊时，需应用数学模型对所需的参数进行计算。尽量选用具有自动追踪和断点记忆功能的焊机，这种机械设备能够自动复位，保证焊接过程的顺利进行。

2.4窄间隙埋弧焊技术及其应用

窄间隙埋弧焊技术一般是用于板材较厚的压力容器焊接工作，这种技术在对厚度超过100mm的板材进行焊接时具有明显的优势，因此，在厚板材压力容器焊接工作中被广泛应用。此外，窄间隙埋弧焊技术在焊接工作中能够充分利用焊接材料，进而节省焊接成本，提高焊接效率，同时焊接时间较短，能够快速完成焊接工作，具有高效率、高质量以及低成本的优势。这种技术在焊接的过程中承受的应力小，出现变形的机率相对较低。窄间隙埋弧焊技术在我国压力容器焊接领域已经发展的相对成熟，并取得了一系列的成就。目前，经过大量的实际生产验证，该技术能够有效提高压力容器的焊接质量，进而保证压力容器在实际使用中的安全性能。

结语

压力容器在现代化工行业的生产中发挥着重要作用，尤其在石油化工行业，一些油气产品的储存、运输都离不开压力容器，因此，提高压力容器的质量可以大大推动相关行业的发展。随着科学技术的不断进步，焊接技术也逐渐朝着自动化、智能化的方向发展，因此，不论是压力容器制造行业还是压力容器使用行业，都需要对新型焊接技术进行深入的研究，进而提高压力容器的制造水平和检修水平，最终促进我国石油化工行业的发展。

参考文献：

[1]梁青.压力容器焊接新技术及其应用[J].化工管理，2017，(15)：124-125.

[2]周吉军，林文举.压力容器焊接新技术及其应用[J].中国设备工程，2017，(06)：113-114.

作者：李彬彬