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摘要：压力容器是核电、石油化工、煤炭等装备制造业不可或缺的重要设备，在经济飞速发展中起着至关重要的作用。在制造压力容器的过程中，焊接质量是否合格会直接影响压力容器的结构强度和气密性。通过科学合理的防治措施，我们可以有效的减少并消除大部分的压力容器焊接缺陷，但依然还要根据现实情况，分析焊接缺陷的具体成因，才能准确分析出防治缺陷的措施，才能确保压力容器的制造质量，为压力容器的使用提供安全上的保障。
关键词：压力容器;焊接缺陷;问题对策
1常见的压力容器焊接缺陷及其成因
1.1焊接气孔
气孔按形成机理可以分为冶金气孔和工艺气孔两大类。冶金气孔主要有氢气孔和氮气孔，工艺气孔则大多不规则，且大多分布在焊缝中心区。气孔的形成因素很多，主要和焊前母材的表面处理情况和焊接工艺有关。焊前待焊表面的氧化膜和油垢是形成气孔的主要根源。对于工艺气孔，其主要是由于不合理的焊接工艺参数造成的，如：焊接速度和冷却速度太快，夹杂在焊缝中的气体没有足够的时间逸出表面，而凝固过程已完成，留在焊缝中的气体就会形成气孔。
1.2焊缝夹渣
焊接夹渣缺陷是指焊接工作结束后，焊缝中存在残留的熔渣，焊接母材的杂质、焊条的药皮以及没有完全熔化的焊剂都可以变成杂质形成夹渣。焊缝夹渣的存在影响了压力容器的焊接质量，可以导致焊缝气密性和焊接强度大大降低。造成焊缝出现夹渣的原因主要有以下几种。首先，氧割或碳弧气刨焊缝的边缘时，焊接电流的电量较小，焊接过于快速会造成熔渣不易浮出熔池，从而形成夹渣。其次，焊接构件的坡角没有进行合理科学的设置也容易造成焊缝存在夹渣。第三，压力容器的焊接操作在使用酸性焊条时，必须确保焊条的摆动方式和摆动速度以及使用电流的大小严格按照操作要求进行。如果未能控制好焊条的摆动方式与速度，焊接电流也未能达到使用标准，必然会造成焊缝夹渣问题[1]。
1.3未焊透与未熔合
未焊透缺陷是指压力容器需要焊接部分的接头根部，在焊接过程中没有能够全部熔透，而未熔合缺陷则是指焊接工件和焊缝之间存在着没有经过彻底熔透的部分。未焊透和未熔合的存在会导致压力容器的焊接工艺存在严重的质量问题。焊接工件过小的装配间隙和不合理的坡口角度会造成这些缺陷的出现。此外，不合适的焊条直径、焊接速度、焊接用的电弧、焊接电流也会不同程度的导致未焊透与未熔合缺陷的发生。如果在焊接中有未及时清理掉的杂质混入焊接金属中，也会在一定程度上引发焊接未焊透或未熔合的问题。
1.4裂纹缺陷
结晶裂纹是焊缝金属在结晶过程中处于固相线附近的温度范围内，由于凝固金属的收缩，而此时残余的液相又不充足，在承受拉应力时，就会造成沿晶界的开裂。焊缝凝固时，以树枝状结晶方式进行，枝晶轴上元素的熔点较高，杂质元素较少，相反，枝晶间低熔点元素富集，杂质元素含量较高，这种凝固偏析导致焊缝中化学成分极不均匀，随着焊缝中杂质元素含量的增多，这种现象变得更加严重。杂质元素在晶界的偏聚大大降低晶界的结合力，在晶界初形成低熔点共晶化合物，加剧有害相的析出和元素偏析。这些低熔点相或共晶组织在焊缝金属的结晶过程中，被排挤到晶界处，并形成“液态薄膜”，在冷却收缩所引起的拉应力作用下，这些远比晶粒脆弱的液膜引起晶界分离形成结晶裂纹。因此，液态薄膜是产生结晶裂纹的根本原因，而拉伸应力是产生结晶裂纹的必要条件之一。与结晶裂纹形成机理不同的是，液化裂纹是固态的母材在热循环的峰值温度下，由于晶间层重新熔化而形成[2]。
2压力容器焊接缺陷的主要防治措施
2.1针对焊接气孔缺陷的防治
焊接气候缺陷的发生几率在压力容器的焊接过程中较大，且易造成更多严重的使用问题。因此，需要在焊接时采取必要的措施消除气孔。为此，在正式焊接前需要做好焊接准备，确定正确的焊接电流、焊接速度、熔渣的黏稠度和其他焊接参数。然后进行必要的清理工作，确保坡口边缘被清理干净，以防止水渍、油渍、污物及锈蚀痕迹引发焊接气孔。在保存管理焊接材料和工具时，要烘干焊条和焊剂，避免焊条、焊剂受潮，影响其后续的焊接使用。在正式焊接时，要严禁使用任何出现质量问题的焊条。使用低氢型焊条进行压力容器的焊接工作时，要根据实际的焊接情况对焊接速度和电弧的长度进行适当调整，以防止错误的焊接操作影响焊接工件的焊接质量[3]。
2.2针对焊缝夹渣缺陷的防治
焊缝夹渣属于压力容器焊接工作中的深埋缺陷，这一缺陷的清理工作需要根据夹渣问题的严重程度进行判断。当焊缝夹渣出现较大规模的扩展现象时，必须立即对夹渣采取相应的处理措施，以防止夹渣对压力容器的使用造成更大的危害。清理夹渣时，主要采取以下几种措施。第一，清理需要焊接的工件，防止气孔的出现，同时选择最为合适的电流大小和焊接速度，对焊条的摆动方式和速度进行科学合理的设置。第二，合理地调整焊接坡口的大小尺寸，确保坡口质量不会对焊接工作造成不利的影响。同时，必要的清理工作要落实，最大限度地防止焊缝中出现熔渣。压力容器需要多层焊接时，要实时、密切地关注坡口两侧的熔化情况，并根据实际的熔化情况做出相应的调整。同时，还要及时清理掉每层因焊接而出现的焊渣。压力容器的封底焊接必须对焊渣进行全方位的清理工作，最大限度的减少焊缝中可能出现的焊渣。
2.3针对未焊透和未熔合问题的防治
使用自动焊接或手动焊接时，非常容易出现工件未焊透的情况，在填充金属与工件坡口的连接处则容易出现为熔合的问题。对此，首先要确保焊接坡口的尺寸和角度符合科学的焊接操作标准。其次，做好焊件坡口的清洁，除了坡口杂质外，出现的氧化层也要立即清理。再次，要以合适的焊接电流和速度进行焊接工作。最后，要如同防治夹渣缺陷一样，详细地检查和清理压力容器的封底焊接工作，同时控制好所用焊条的摆动方式[4]。
2.4针对裂纹缺陷的防治
由于焊接裂纹的危害性较大，且造成裂纹的原因较为复杂，多数为不可预见性的因素，所以，针对焊接裂纹的防治工作需要提起足够的重视。为了防止压力容器出现焊接裂纹缺陷，首先要做到的就是采取严格的控制措施，对焊接工艺进行科学的管理和选择，确保焊接时使用正确的焊接工艺，同时还要尽可能的延缓金属的冷却速度。此外，焊接时要尽量使用多层次小电流的焊接方式，此举可以大幅减少焊缝中心可能出现的裂纹。
结束语
随着我国核电、石油化工等装备制造业的快速发展，压力容器的焊接技术取得了长足进步，激光焊、高效无极氩弧焊等先进焊接方法广泛应用于压力容器焊接，使得压力容器焊接技术的总体水平已接近和达到世界先进水平。在实际生产中，压力容器焊接缺陷产生的原因是复杂的，其中包括结构、冶金、工艺因素。为了找出一种焊接缺陷产生的真正原因，需要进行大量的试验和调查研究。掌握每一种压力容器焊接缺陷具体的防止措施，避免或减少缺陷的产生，对提高压力容器焊接质量、保证设备的安全运行具有重要指导意义。
参考文献
[1]虞伟锋.压力容器焊接缺陷分析与防治措施[J].现代物业(中旬刊)，2019(02):53.
[2]单冬芳，石素萍，黄小俊，黄志娟.压力容器焊接常见缺陷及防治措施探讨[J].科技风，2018(24):186.
[3]张超晨.压力容器焊接常见缺陷的产生与防治[J].科技经济导刊，2018,26(15):74.
[4]王亚.浅谈压力容器焊接过程中常见缺陷的产生原因及预防防治实践思考[J].居舍，2017(19):153+145.