压力容器焊接工艺方法

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压力容器焊接工艺方法

　　焊接，也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。下面是压力容器焊接工艺方法，请参考！

压力容器焊接工艺方法

　　压力容器焊接工艺

　　1、压力容器焊接工艺的准备

　　压力容器的制作工艺需要做到很精细，不能够出现任何的差错。而其中的焊接工序也是同样需要很精细，造成焊接工序出差错的原因就是材料选取的不正确。如果在焊接时选取的钢制材料性能较差的时候，就会在焊接的接头上出现一些裂痕，这些裂痕对于压力容器是致命的伤害；如果在选取材料时选取了钢号或者是化学成分不对的材料，这时在使用过程中就会出现各种腐蚀的现象；而且如果我们选用的钢制材料的转化温度高于压力容器的温度时，就会使压力容器在制作的过程中突然断裂。所以，综合以上几点所论述，我们在选取压力容器的制作材料时，必须要考虑到压力容器的工作条件、工作压力、各个介质之间的腐蚀性、钢制材料的温度，还要重点注意钢制材料的力学性能、物理性能、化学性能等等一系列的科学因素。当然，在进行压力容器的焊接工序的时候，还需要技术方面的硬性要求。在焊接工序的准备阶段，在选取压力容器容器外圈的时候，要选用低碳钢、不锈钢、低合金钢，在焊接卷板之前应该提前清理干净依附在板面上，可能对压力容器造成损伤的硬物和杂物，同时还要检查好焊接时的焊接接口位置等等一些工序，使之符合焊接所需的一切标准。在压力容器焊接成型的阶段，不能直接将钢板弯曲，应该先有一个预弯的过程，在钢板卷成一个圆形的时候，必须要在机器上摆放端正，可以采用在机器和钢板上做记号的方式来确定钢板是否已经摆正，卷轴钢板的时候严禁一次就将钢板卷制完成，要采取循序渐进的方式，一次次不间断的进行卷制，而每次卷制的程度不得高于上一次的百分之三十，在焊接时要选取一个已经焊接合格的样板来进行比对，确认是否符合一切准则，在焊接时，必须严格按照确定好的接口进行焊制，并且在焊制的过程当中要及时的清理在焊接时产生的杂质和脱落的钢材，以免对压力容器造成伤害。在压力容器焊接成型之后我们就需要对她进行矫正和检查，矫正就是需要验证压力容器的制作是否符合科学界所规定的一些数据，而检查就需要看，在压力容器焊接完毕之后，内外表面是否光滑、没有划痕、没有压伤、起皱、裂痕、等等的缺陷，与此同时还要按照技术条件进行检查各项参数，确定制作完成的压力容器符合硬性文件上的各项技术要求。

　　2、压力容器的焊后检查和焊后返修

　　任何的一种科技制品，在完成之后都需要有事后的检查和返厂维修，压力容器也不列外。压力容器在焊接完毕之后，应当首先检查它的焊缝外观和尺寸是否符合预定目标和目标参数、实验压力容器焊接完毕之后的抗热能力和对热的处理、检查压力容器是否在焊接的时候出现裂痕等损伤、检查压力容器在制作之后的致密性是否良好，是否有透气的现象出现。关于压力容器在焊接完毕之后的返厂检查必须要严格做到以下几点：

　　（1）焊接的返修次数不宜超过两次；

　　（2）如果需要对焊接之后的压力容器进行返厂检修，必须要提交它要返修的原因并且对原因作出分析，同时提出要维修的建议；

　　（3）在压力容器回厂返修之前，必须要将其清洗干净，可以采用表面扫描的方式确定已经清洗干净；

　　（4）等待补焊的部位一定要开阔、平整、以便于进行补焊工作的进行。

　　3、结束语

　　通过以上文章的论述，我们已经对压力容器制造的焊接工艺有了一个初步的认识，我们必须明确一点，就是在压力容器制作焊接的过程当中一定要谨慎、严格、细心，否则就会出现很严重的危害，比如其冲击破的产生会造成人员的伤亡和建筑物的破坏，在冲击波造成容器毁坏之后，产生的碎片又会使得人员伤亡，城市建设管道的破坏，并且在压力容器里泄露出的有害气体会造成空气的污染，严重时可能会导致此区域不再适合人类的生存。因此，保证压力容器在焊接过程当中的安全可靠是非常重要的，政府应该发挥宏观控制和带头作用，使得我们的压力容器越来越安全，越来越可靠。

　　压力容器按设计压力分四个等级：

　　（1）低压容器P=0.1～1.6Mpa；

　　（2）中压容器P=1.6～10Mpa；

　　（3）高压容器P=10～100Mpa；

　　（4）超高压容器P＞100Mpa。

　　压力容器是一种能够承受压力的密闭容器。压力容器的用途极为广泛，它在工业、民用、军工等许多部门以及科学研究的许多领域都具有重要的地位和作用。其中以在化学工业与石油化学工业中用最多，仅在石油化学工业中应用的压力容器就占全部压力容器总数的50 %左右。

　　压力容器制造工序一般可以分为:原材料验收工序、划线工序、切割工序、除锈工序、机加工(含刨边等)工序、滚制工序、组对工序、焊接工序(产品焊接试板)、无损检测工序、开孔划线工序、总检工序、热处理工序、压力试验工序、防腐工序。

　　不同的焊接方法有不同的焊接工艺。焊接工艺主要根据被焊工件的材质、牌号、化学成分，焊件结构类型，焊接性能要求来确定。首先要确定焊接方法，如手弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊等等，焊接方法的种类非常多，只能根据具体情况选择。

　　原理

　　预热

　　预热能降低焊后冷却速度，有利于降低中碳钢热影响区的最高硬度，防止产生冷裂纹，这是焊接中碳钢的主要工艺措施。预热还能改善接头塑性，减小焊后残余应力。通常，35和45钢的预热温度为150～250℃。含碳量再高或者因厚度和刚度很大，裂纹倾向大时，可将预热温度提高至250～400℃。

　　若焊件太大，整体预热有困难时，可进行局部预热，局部预热的加热范围为焊口两侧各150～200mm。

　　焊条条件

　　许可时优先选用酸性焊条。

　　坡口形式

　　将焊件尽量开成U形坡口式进行焊接。如果是铸件缺陷，铲挖出的坡口外形应圆滑，其目的是减少母材熔入焊缝金属中的比例，以降低焊缝中的含碳量，防止裂纹产生。

　　工艺参数

　　由于母材熔化到第一层焊缝金属中的比例最高达30%左右，所以第一层焊缝焊接时，应尽量采用小电流、慢焊接速度，以减小母材的熔深，也就是我们通常说的灼伤（电流过大时母材被烧伤）。

　　热处理

　　焊后应在200-350℃下保温2-6小时，进一步减缓冷却速度，增加塑性、韧性，并减小淬硬倾向，消除接头内的扩散氢。所以，焊接时不能在过冷的环境或雨中进行。焊后最好对焊件立即进行消除应力热处理，特别是对于大厚度焊件、高刚性结构件以及严厉条件下(动载荷或冲击载荷)工作的焊件更应如此。焊后消除应力的回火温度为600～650℃，保温1-2h,然后随炉冷却。

　　若焊后不能进行消除应力热处理，应立即进行后热处理。

　　焊接工艺基础知识

　　焊接是通过加热、加压，或两者并用，用或者不用焊材，使两工件产生原子间相互扩散，形成冶金结合的加工工艺和联接方式。焊接应用非常广泛，既可用于金属，也可用于非金属。

　　操作方法

　　金属焊接方法有40种以上，主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。

　　熔焊

　　熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。

　　在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。

　　为了提高焊接质量，人们研究出了各种保护方法。例如，气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气，以保护焊接时的电弧和熔池率；又如钢材焊接时，在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧，就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池，冷却后获得优质焊缝。

　　压焊

　　压焊是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊，当电流通过两工件的连接端时，该处因电阻很大而温度上升，当加热至塑性状态时，在轴向压力作用下连接成为一体。

　　各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程，因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损，和有害元素侵入焊缝的问题，从而简化了焊接过程，也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短，因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料，往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。

　　钎焊

　　钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。

　　焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用，而发生组织和性能变化，这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料、焊接材料、焊接电流等不同，焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象，也使焊件性能下降，恶化焊接性。这就需要调整焊接条件，焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。

　　注意事项

　　另外，焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程，焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩，冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力，矫正焊接变形。

　　现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间的相互位置称为焊接接头，接头处的强度除受焊缝质量影响外，还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。

　　对接接头焊缝的横截面形状，决定于被焊接体在焊接前的厚度和两接边的坡口形式。焊接较厚的钢板时，为了焊透而在接边处开出各种形状的坡口，以便较容易地送入焊条或焊丝。坡口形式有单面施焊的坡口和两面施焊的坡口。选择坡口形式时，除保证焊透外还应考虑施焊方便，填充金属量少，焊接变形小和坡口加工费用低等因素。

　　厚度不同的两块钢板对接时，为避免截面急剧变化引起严重的应力集中，常把较厚的板边逐渐削薄，达到两接边处等厚。对接接头的静强度和疲劳强度比其他接头高。在交变、冲击载荷下或在低温高压容器中工作的联接，常优先采用对接接头的焊接。

　　搭接接头的焊前准备工作简单，装配方便，焊接变形和残余应力较小，因而在工地安装接头和不重要的结构上时常采用。一般来说，搭接接头不适于在交变载荷、腐蚀介质、高温或低温等条件下工作。

　　采用丁字接头和角接头通常是由于结构上的需要。丁字接头上未焊透的角焊缝工作特点与搭接接头的角焊缝相似。当焊缝与外力方向垂直时便成为正面角焊缝，这时焊缝表面形状会引起不同程度的应力集中；焊透的角焊缝受力情况与对接接头相似。

　　角接头承载能力低，一般不单独使用，只有在焊透时，或在内外均有角焊缝时才有所改善，多用于封闭形结构的拐角处。

　　焊接产品比铆接件、铸件和锻件重量轻，对于交通运输工具来说可以减轻自重，节约能量。焊接的密封性好，适于制造各类容器。发展联合加工工艺，使焊接与锻造、铸造相结合，可以制成大型、经济合理的铸焊结构和锻焊结构，经济效益很高。采用焊接工艺能有效利用材料，焊接结构可以在不同部位采用不同性能的材料，充分发挥各种材料的特长，达到经济、优质。焊接已成为现代工业中一种不可缺少，而且日益重要的加工工艺方法。

　　在近代的金属加工中，焊接比铸造、锻压工艺发展较晚，但发展速度很快。焊接结构的重量约占钢材产量的45%，铝和铝合金焊接结构的比重也不断增加。

　　未来的焊接工艺，一方面要研制新的焊接方法、焊接设备和焊接材料，以进一步提高焊接质量和安全可靠性，如改进现有电弧、等离子弧、电子束、激光等焊接能源；运用电子技术和控制技术，改善电弧的工艺性能，研制可靠轻巧的电弧跟踪方法。

　　另一方面要提高焊接机械化和自动化水平，如焊机实现程序控制、数字控制；研制从准备工序、焊接到质量监控全部过程自动化的专用焊机；在自动焊接生产线上，推广、扩大数控的焊接机械手和焊接机器人，可以提高焊接生产水平，改善焊接卫生安全条件。（来源：焊接资讯）

　　主要器材

　　1、手工焊条电弧焊焊机

　　2、二氧化碳保护焊机

　　3、氩弧焊机

　　4、电阻焊焊机

　　5、埋弧焊机

　　6、焊丝

　　7、焊剂

　　8、焊接辅助材料等