杜德奔
丰益表面活性材料(连云港)有限公司
摘要：压力容器是化工中常用的设备，因此其质量以及性能会对化工行业产生很大的影响。传统制造方法已经无法满足化工行业精准化发展的需求，必须要提升压力容器的制造水平。自动化焊割装备在压力容器制造中的优势日益显现，今后还会得到更大的推广。基于此，对化工机械压力容器制造中焊接质量的控制进行研究，仅供参考。
关键词：化工机械；压力容器制造；焊接；质量的控制
引言
焊接在金属压力容器制造过程中是一道主要的工序，随着压力容器的大型化和重型化，焊接在压力容器制造过程中处于关键和重要的工序。大多数压力容器属于特种设备，其安全运行关系人民的生命及财产安全，因此避免压力容器在制造过程中产生焊接缺陷，是保证压力容器制造质量在运行后安全工作的关键步骤。
1压力容器焊接接头的特点
焊接接头按照两侧钢材种类是否相同，可分为同类接头与异类接头，显而易见的是，母材的化学成分都是不同的。其主要焊接特点如下：第一，化学成分的不均匀性。两端母材和填充材料的金属元素含量与焊接工艺的不同，致使焊接接头各区域的化学成分发生改变。第二，组织的不均匀性。除母材和填充材料的化学成分是重要的影响因素外，组织的不均匀性还取决于焊接方法、焊接工艺等相关因素。第三，性能的不均匀性。由于接头的化学成分分布不均，各区域的力学性能与物理化学性能也存在显著差异。第四，焊接接头各区域性能的差异，会导致残余应力分布不均维护，因而在焊接时存在更多的不确定性因素。上述焊接接头的不均匀性，导致焊接时易产生焊接缺陷，对压力容器的后续使用留下了巨大的安全隐患。因此，分析各种缺陷产生的原因并采取合理的处理措施，对解决异种金属焊接问题，保证压力容器良好的使用质量是相当重要的。
2化工机械压力容器制造中焊接质量问题
2.1应力问题
焊接接头的热循环决定了焊缝组织应力的不均匀性，焊接过程本身就是一个局部加热、局部冷却的过程，在工件的整体所占的部位很小，热循环过程及金属组织的变化造成了较大的焊接内应力。除了焊接内应力外，焊接接头还承受来至于焊接结构自身几何因素所决定的内应力和工况下所承受的外加载荷应力。焊接接头在受外载时，焊缝的某一点在主平面上作用有最大正应力σmax，与此点的主平面成45°的平面上作用有最大切应力τmax，当τmax达到屈服点前，如果σmax先达到抗拉强度极限，就会产生脆性断裂，如τmax先达到屈服点，就会产生塑性变形或者延迟断裂，表现到压力容器上，就会出现直接开裂或者先变形在开裂。
2.2内部缺陷
内部缺陷在压力容器焊接时只能用无损探伤的方式检测出来，可以分为气孔、夹渣、未熔合、未焊透以及内部裂纹等。气孔缺陷是由于焊接时母材表面不干净，或者外表存在少量的油污所致。此外，当外界环境的湿度较大、焊接作业操作不标准时，也会导致气孔的产生。夹渣常在坡口边缘等不平滑的位置出现，主要是由于运条速度过快、电流过小以及运行轨道不平稳所致。未熔合或未焊透缺陷则是由于焊接电流过小、坡口设计不合理等原因，造成母材两端不能完全融合在一起，从而产生一定的间隙而形成的，这两种缺陷会显著影响压力容器的密封性。裂纹是焊接应力以及其他致脆因素的共同作用破坏了部分金属原子间的相互作用力，而产生缝隙并形成的两个新界面。裂纹的产生，意味着承载面积显著减少，当裂纹扩展时，会直接增大金属材料发生断裂的可能性，所以裂纹在压力容器焊接中是最不容忽视的缺陷。因此，为保证焊接质量，在完成焊接或执行相应工序后，需要及时对焊件进行检测，排除内部缺陷。
3化工机械压力容器制造中焊接质量的控制策略
3.1焊接工艺改进
基于以上问题，通过技术、焊接工艺的改进，提出一种新的技术改进方案，即：将椎体周边点焊在钢板防止锥体整体下塌变形，可预防整体变形，再用楔铁将三个大人孔接管端部分四点对称用不锈钢楔死，以主体材料为不锈钢，所以在筒体上的楔铁也为不锈钢，然后采取小焊条小电流焊接，并且电流稳定，并采用水冷焊缝措施。焊接后再将锥翻过来将里面清根焊接，通过焊接工艺的改进，对各个工序的控制难易程度大大降低，质量方面也能很好的控制，节约时间、节约成本，提高效率。
3.2完善焊接技术操作规范
尽管割焊设备的自动化技术提升，但是这并不意味着可以完全替代人工操作，自动化设备在应用的过程中还存在一定的缺陷，如果没有人工控制将会大大降低工作质量。人工辅助操作的过程如果保护不到位，还会对个人安全造成影响。因此需要技术人员在作业时要具备较高的职业素养，要保证操作合乎规范，高质高效的工作。
3.3适当选用新型焊接技术
新型焊接技术由传统焊接方法（熔焊、压焊、钎焊）发展而来，有时也会赋以自动化技术来提升其工艺水平，如窄间隙埋弧焊、激光-电弧焊等。就传统埋弧焊而言，它的焊接坡口相对较大，造成缝隙金属填充量较多，也需要较大的焊接能量。窄间隙埋弧焊新技术的应用解决了传统埋弧焊存在的焊接问题，也特别适用于壁厚较大的压力容器焊接。对于电弧焊存在的强度低、效率低等问题，激光-电弧焊接技术巧妙地将激光焊与电弧焊相结合，从而复合形成了一种新的焊接方法。该方法不仅继承了激光焊与电弧焊的优点，而且还弥补了各自的不足，提高了焊接质量与效率。当然，不可否认的是，新技术的应用同样也存在一些缺点，如窄间隙埋弧焊接后不易返修，激光-电弧焊易产生咬边。因此，我们在选择焊接技术时，应结合不同焊接方法的优缺点，考虑压力容器的实际运行状况，选用适当的新型焊接技术以提高焊接质量。
3.4优化材料设计
设计压力容器时，在符合安全性能、工艺性、经济性的前提下，选用含碳量低、淬硬倾向小的材料。如在对制造压力容器用钢板入场验收时，应严格审核质量证明书中碳及合金元素的含量，必要时进行复验；(2)使用低氢型焊材。应选用含氢量较低的焊接材料或者可以通过冶金作用去除氢的焊接材料，例如使用低氢型或超低氢型焊条或者焊剂。经验收合格的焊材存放避免潮湿，应使用专用库房，在使用前严格按照工艺进行烘干，使用时按照规范进行取用和保管；(3)提高焊接接头塑韧性。对于淬硬敏感性较高的材料，焊接时可采用降低焊缝金属的强度和硬度来提高焊缝的塑韧性，通过允许的变形来降低焊接接头的刚性。
3.5提高技术人员专业素养
自动化割焊装备要随着行业的需求持续进行更新，因此需要相关的研究人员加强对新技术的研究，企业要注重行业人才的培养，技术人员的专业技术能力是确保自动化焊接设备质量提升的重要前提之一，技术人员要要积极学习先进的设备研发以及操作理论，在工作中注重设备实践水平的提升，推动设备性能向更高的层次发展。
结束语
焊接具有较高的难度，加上自身成分的特殊性，更容易产生焊接缺陷从而造成质量隐患。分析缺陷产生原因，通过合理选材，恰当选用焊接参数，使用新型焊接技术，严格执行焊接工艺规程，并且确保焊接人员操作熟练、焊接设备运行良好等方面抑制焊接缺陷的产生，确保焊接质量。
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