（大唐国际发电股份有限公司下花园发电厂 河北张家口 075000）
摘要：封头的生产加工一直是压力容器的制造重点，而封头焊接是整个制造加工流程中的重要工序，其焊接质量会对压力容器的服役性能产生决定性影响。焊接材料及焊接工艺对材料的焊接质量影响显著，合理选用焊接工艺和焊接材料是确保焊接质量的基础。文中以压力容器封头常用13MnNiMoR板材为试验材料，研究了埋弧焊工艺条件下不同焊接材料对13MnNiMoR焊接性能的影响，并将试验结果应用到工程实践中，效果良好。
关键词：压力容器；封头；焊接工艺；无损检测
引言
随着社会的发展，人们的安全意识不断提升，对压力容器的焊接质量控制引起了高度重视。压力容器的焊接质量直接影响人们的生活安全，在使用中经常会出现锅炉压力容器实效的情况。因此，需要对压力容器焊接质量控制问题进行研究，针对问题具体分析，并且要提出有效的质量控制措施。
1焊接工艺试验过程
1.1试验用材料
选用13MnNiMoR钢板作为试验用材料，13MnNiMoR具有较好的力学性能、强度及韧性，同时焊接性能优良。试验用材料尺寸（长度×宽度×厚度）为2800mm×400mm×98mm。
采用埋弧焊工艺进行焊接试验，分别选用H10Mn2NiMoA（H10）和H09MnNiMoG（H09）这2种焊接材料进行对比分析，总计开展了4组焊接试验，其中2组采用H10进行焊接，试样编号分别为H10-1、H10-2；2组采用H09进行焊接，试样编号分别为H09-1、H09-2。
1.2试验方案设计
在整个焊接过程中对焊缝成型情况进行实时观察，发现问题及时调整，确保所有焊缝能够一次性焊接完成且合格，不得对焊缝进行返修。焊接具体工艺参数：焊接电流480～530A、电弧电压28～32V、焊丝直径4mm、线能量不超过30kJ/cm、焊接速度36～42cm/min。
相关实践经验表明，13MnNiMoR在焊接过程中容易产生热裂纹。为避免焊接过程中温度升高过快引发材料热裂纹问题，正式焊接前需对板材进行预热，预热温度控制在180～220℃。焊接完成后还需将板材在250～400℃保温超过2h，以达到消氢的目的。
1.3焊接过程操作要点
1.3.1温度检测
温度是焊接过程中的重要工艺参数之一，需要检测的温度包括预热温度、层间温度以及后热温度。结合实际情况，每间隔75mm采用测温笔对温度进行1次检测，确保相关温度都在对应的合理范围内。
1.3.2加热方法
通过火焰加热方法对焊接试验板材进行预热处理，能够保证预热的均匀性，且不会对材料力学性能产生不良影响。火焰加热时应用外焰对试样进行加热，加热过程不得引入其他有害杂质。加热宽度不得小于试样厚度的2倍，考虑试验过程中可能存在操作误差，试验中将加热宽度设置为试样厚度的2倍再加20mm，即216mm。
2压力容器焊接质量控制中出现的问题
2.1压力容器焊接工人缺乏积极性，综合素质不高
压力容器焊接工人属于基层工作者，普遍文化水平不高并且素质较低，对压力容器的质量控制产生了很大的负面影响。压力容器焊接工人的工作主要是为了满足生存生活的需要，主要是通过工作来拿薪水的，大多数对于自己的工作并不是在兴趣爱好的驱动下来进行的。因此，对于本职工作缺乏积极性，长期的工作很容易忽视压力容器焊接质量。并且由于综合素质不高，不仅对工作缺乏积极性，并且缺乏爱岗敬业的优秀道德品质，长此以往，不利于压力容器企业经济的可持续发展。
2.2压力容器焊接的技术人员缺乏专业性
在压力容器焊接工作中，焊接技术人员的专业水平在很大程度上影响了焊接质量控制。对于压力容器的焊接行业中，一般情况下，对于焊接工作的技术人员要求并不是很高，但是，在实际的焊接操作过程中，对压力容器的焊接不仅仅是一种锅炉，是有很多种压力容器的，并且每种压力容器要求的焊接技术是不同的，技术要求是相对比较分散的。因此，对于某种特定的压力容器来说，对于焊接工作人员的技术要求是比较高的。但是，由于技术人工焊接技能不足，在焊接过程中，很容易出现操作失误或者焊接要求不达标，造成大量压力容器焊接完成后被返厂，甚至很多时候销毁掉不合格的锅炉压力容器。在这个焊接过程中，由于压力容器焊接的技术人员缺乏专业性，不仅浪费了大量的人力物力以及财力，并且从很大程度上造成了压力容器企业的经济效益低下。
2.3压力容器焊接的机械化普及率不高
在压力容器焊接质量控制中，焊接的机械化普及率不高是普遍存在的问题。压力容器的焊接与其他行业存在很大不同，大部分工艺都是需要工人手工操作完成的，并且焊接的程序是比较复杂的。由于人工焊接具有不确定性，因此，在焊接时很容易造成焊接位置不准，所以进行焊接完成后，为了对锅炉压力容器进行质量控制，需要对焊接出的锅炉压力容器成品工作进行二次检验，来保证成品可以达到相应的标准，保证压力容器的合格率。在焊接工作中容易造成误差也是导致质量不过关的重要原因之一，由于在焊接工人在工作时，缺乏必要的交流，以及没有及时地向老焊接工人学习有用经验，因此，大部分焊接工人在具体操作时，刚开始都会出现误差的情况，严重地影响了压力容器焊接的质量控制。
3焊接工艺试验试样质量检测与分析
3.1焊缝拉伸试验检测
焊缝部位的拉伸力学性能能够很好地反映焊接质量。基于GB/T228.1—2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》[16]中的要求对焊接试样进行加工。综合考虑焊缝部位的无损检测结果以及拉伸力学性能试验结果，认为采用H09得到的焊缝质量更加优良。因此，应优先选用H09对13MnNiMoR钢板进行焊接。
3.2焊缝无损检测
3.2.1目视检测
采用简单的测量工具分别对H10-1、H10-2、H09-1、H09-2这4个试样进行目视检测，所有试样表面均不存在氧化物、焊渣及飞溅等杂质，4个试样的焊缝宽度依次为46mm、47mm、45mm、46mm，焊缝余高依次为2.3mm、2.8mm、2.5mm、2.4mm，所有数据均满足NB/T47013.1～47013.6—2015《承压设备无损检测》中焊缝余高不得超过3mm的要求。
目视检测还发现，采用H10焊接得到的试样接头侧边出现了微小裂纹，而采用H09焊接得到的试样不存在此类问题。究其原因，可能是因为H10的塑性不满足使用要求而导致试样接头侧边出现微裂纹。
3.2.2超声检测
超声检测方法的准确度很高，超声检测结果发现，4个焊接试样焊缝内部均未出现明显的焊接缺陷，表明试样的整体焊接质量良好，完全能够满足NB/T47013—2015中的要求。
3.2.3磁粉检测
磁粉检测能够快速检测出试样表面存在的裂纹。对试样进行的磁粉检测同样发现，除了目视检测的微裂纹外，4个焊接试样焊缝表面和内部不存在缺陷。
结语
综上所述，压力容器焊接质量控制对于企业的经济发展是十分重要的。对此，企业要正视压力容器焊接质量控制中出现的一些问题，并且通过多种手段和手法，不断地提高焊接技术人员的专业技术水平，制定出科学合理的焊接制度，通过不断的完善和有效落实，对压力容器质量控制起到一定的积极作用，促进企业经济效益提升的同时，保证容器压力焊接行业的可持续发展。
参考文献
[1]谢锐彬.压力容器设计与制造中相关问题及发展趋势探讨[J].建筑工程技术与设计,2018(10):3608.
[2]陈启升,张红梅,卞光伟,等.压力机用压力容器的静力学研究[J].锻压装备与制造技术,2019,54(5):96-99.
[3]侯勇,冉传海,闫军成.厚壁小直径压力容器封头焊接工艺研究[J].热加工工艺,2017,46(3):195-196,201.