提升压力容器焊接质量的对策探究

2022-09-12

一、焊接常见质量问题

压力容器的焊接质量问题通常可以分为外部质量问题和内部质量问题。

外部质量问题包括:余高尺寸不合要求、焊瘤、咬边、弧坑、电弧烧伤、表面气孔、表面裂纹、焊接变形和翘曲等。内部质量问题包括:裂纹、未焊透、未熔合、夹渣和气孔等。焊接缺陷中危害性最大的是裂纹, 其次是未焊透、未熔合和夹渣、气孔和组织缺陷等。

二、质量问题对策

在焊接的过程中难免会出现一些质量问题, 下面就针对各种质量问题, 提出一些解决的办法和看法。

1. 焊接变形

对于错边的出现, 情况分为两种:一种是焊接前组未能组对好造成焊接错边, 另一种则是由于焊接的过程中对于焊接变形的控制不到位导致焊接之后的错边。

对于第一种情况不是焊接的原因造成, 本文不做探讨。对于第二种情况, 则是本文要说明的, 在组队完成后焊接的过程中由于母材和焊材的热胀冷缩的会导致焊接热影响区的变形, 从而使得连接的部分产生错边。这就需要在焊接之前, 对焊缝进行加固处理, 将热影响减少到最小。

2. 焊瘤

焊接过程中金属流溢到加热不足的母材或焊缝上, 凝固成金属瘤, 这种未能和母材或前道焊缝熔合在一起而堆积的金属瘤叫焊瘤。这种缺陷使焊缝成型不美观, 立焊时有焊瘤的部位往往有灰渣和未焊透。

面对这种情况, 要选择合适的焊接电流, 焊接速度, 从而使得焊剂完全融化并能够及时冷却覆盖。

4. 咬边

由于焊接参数选择不当, 或操作方法不正确, 沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷这就是咬边, 咬边将减少母材的有效截面积、在咬边处可能引起应力集中、特别是低合金高强钢的焊接, 咬边的边缘组织被淬硬, 易引起裂纹。

面对咬边可以通过编制合适的焊接规程解决, 选择合适焊接参数 (焊接电压、焊接的电流、坡口型式、焊缝位置、焊条直径、焊接速度、焊接顺序、焊缝高度、焊缝宽度, 温湿度等) , 合格焊接人员, 焊接时按正确工艺规程操作 (电弧不能拉的太长, 焊条角度要适当, 运条方法要正确) 。

3.电弧坑

主要是熄弧停留时间过短, 薄板焊接时电流过大, 可以在焊条电弧焊收弧时焊条在熔池处稍作停留或环形运条, 待熔池金属填满后再引向一侧熄弧即可。

4.气孔

气孔的缺陷分为表面气孔和内部气孔两类。

产生表面气孔的原因有许多, 包括:母材含C、S、Si量偏高、焊接部位不洁净、焊接电流过大使焊条后半部药皮变红、低氢焊条未烘干。

对于母材大量含有C、S、Si等情况, 需要更换母材或者采用其他种类低氢焊条。其次应该对焊接部分要经常清除油污, 以免出现因此产生的气孔。第三, 应该采用适宜的焊接规范, 因为在焊接过程中, 电流过大会导致焊条变红同时产生气孔, 在焊接过程中要保证焊条尾部不红为宜。最后, 因为焊条很容易受潮, 这也会导致气孔的产生, 所以一般在使用前都要爱350摄氏度的温度下烘焙1小时左右, 以确保焊条干燥。

同时, 对于在焊缝中出现气孔, 可能是因为电流、电弧、运棒速度、受潮等原因。上文已经详细说明了各个情况要注意的事项, 只要对各种易出现气孔的原因进行很好的技术控制, 就不会产生什么很大的影响。

5. 焊接裂纹

焊接裂纹的出现是一种非常严重的生产缺陷, 这可能是由于焊接过程中的焊接应力或者其他因素共同作用下而产生的。针对这种情况, 要研究它的产生原因, 根据断裂的不同部位、断裂大小、长宽等对进行具体分析, 按裂纹形成的条件, 可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂等四类。

对于焊接表面的裂纹需要对焊接的地方进行打磨观看其内部是否有裂纹, 如果内部也有则需要对这一段的焊缝进行重新焊接。预防裂纹就是编制合适的焊接规程, 选择合适焊接参数如焊接电压、焊接的电流、坡口型式、焊条直径、焊接速度、焊接顺序、焊缝高度、焊缝宽度, 温湿度等。

6. 未焊透

未焊透是指母材金属未熔化, 焊剂没有进入接头根部从而造成焊剂未能完全填充的现象。针对这种现象, 具体原因可能是焊接电流小、坡口和间隙尺寸不合理、钝边较大、磁吹边作用、焊条偏心度较大或者焊条层间清理不到位等。

对于它的处理方法, 现在普遍使用的是用较大的电流来焊接, 除此以外, 还能用交流电代替直流电来防止磁偏吹, 合理设计破口度, 并且要保持清洁。

7. 未熔合

未熔合是指焊缝金属与母材金属, 或焊缝金属之间因为还未熔化结合在一起而形成的缺陷。在工业制造过程中, 可能由于焊接热输入太低、电弧指向偏斜、坡口侧壁有绣垢及污物或者层间清渣不彻底等而造成。

对于这种情况, 一般对焊接电流进行加大, 对于相应的焊接参数进行重新设置, 并注意相关清洁工作的落实。

8. 夹渣

夹渣产生的原因:焊接过程中层间清渣不净;焊接电流太小;焊接速度太快;焊接过程操作不当;焊接材料与母材料化学成分匹配不当;坡口设计加工不合适等。

预防措施:选择脱渣性能好的焊条;认真地清除层间熔渣;合理地选择焊接参数;调整焊条角度和运条方法。

结束语

压力容器的焊接是压力容器制造过程中的核心部分, 一个压力容器的好坏, 使用的寿命, 使用的能力很大程度上取决于焊接质量的好坏, 本文就常见的压力容器质量问题做出了解答方法和预防措施。

摘要：压力容器作为化工生产中不可或缺的特种设备, 它广泛应用与石油化工、能源、军工等领域。因为压力容器通常承受高温、高压、高腐蚀的介质, 所以极易导致容器的损坏和安全事故, 而在压力容器制造过程中必然涉及到焊接, 在复杂的工况下, 焊接性能对于压力容器的安全运行承担重要作用, 对于化工企业来说, 对压力容的焊接性能的控制具有重要意义, 探讨提升压力容器的焊接性能的对策具有现实指导意义。

关键词：压力容器焊接技术