彭杰
山西阳煤化工机械（集团)有限公司 山西 太原 030000
摘要：近年来，城镇化进程的加快，我国的各类工程建设数量也在不断增加。压力容器是一种盛装液体与气体介质的特种设备，在石油化工等行业中的应用十分广泛。它是一种典型的焊接设备，当焊接质量不达标、出现焊接缺陷时，将严重降低设备的使用性能，甚至导致泄漏、爆炸等安全事故的发生。尤其对异种金属的焊接接头来说，焊接工艺的复杂程度将会显著提升，出现焊接缺陷的概率也会增大。本文就压力容器异种钢焊接的缺陷与应对措施展开探讨。
关键词：压力容器；异种钢；焊接；缺陷
引言
压力容器一直是工业生产中不可或缺的一部分，它在包括石化、医疗卫生、国防等多种领域都有着广泛的应用。压力容器类型复杂，并且由于其功能的特殊性，如果使用存在焊接缺陷的压力容器就可能导致安全事故，因此对压力容器的制造必须极为慎重。
1压力容器异种钢焊接接头的特点
异种钢焊接接头按照两侧钢材种类是否相同，可分为同类异种钢接头与异类异种钢接头，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，因而在异种钢焊接时存在更多的不确定性因素。上述异种钢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常见缺陷
2.1异种钢焊接缺陷以及原因
焊接尺寸不足，长度尺寸缩小，平面度数值与标准要求存在较大差异，主要的原因在于焊缝出现了收缩，导致一系列的尺寸缺陷，这类缺陷基本上不能顺利修复，只能报废。在进行焊接接头的性能、化学成分的检查过程当中，必须要开展非破坏性试验，由于异种钢的化学成分存在显著的差异，所以无法保证质量，由于母材和焊缝在焊接中存在一个熔合区，这一区域是母材金属与焊缝金属相互之间的过度范围，所以化学成分介于二者之间，在这里存在一个特殊化学成分的过度区域，这一区域的化学成分与组织均匀性较差，力学性能与化学成分之间存在极大的差异，尤其对于第二类异种钢的焊接接头，由于过度稀释的原因，导致接头性能下降，无法满足要求。
2.2外观缺陷
外观缺陷一般较为明显，可用肉眼或者简单的检查方法从外部检查出来。如：焊缝处出现咬边、焊穿、焊瘤、表面裂纹、表面气孔擦伤等，严重时可影响到焊件的整体质量和性能，导致无法正常使用。还有焊件的尺寸长度不符、平面度不能达到标准，这主要是由于焊缝收缩引起的变形，而这种焊接后的缺陷难以或者无法修复，最终导致焊件整体报废。
2.3内部缺陷
要想检查到存在的内部缺陷，就需要开展破坏性试验，内部缺陷的种类包括裂纹、气孔、夹渣、未焊透等。焊接操作以及检查阶段，工作人员往往只关注存在的工艺技术方面的缺陷，并没有关注焊接尺寸以及位置，焊接接头的实际成分以及性能与标准存在极大的差异，缺陷严重程度较高，为压力容器的后期使用留下了极为严重的安全隐患。
3压力容器异种钢焊接缺陷的应对措施
3.1合理选择焊接材料
为减少焊接缺陷的产生，防止焊件力学性能下降，合理选用焊接材料极为重要。选择焊接材料时，可以根据母材的原始成分、设备性能以及焊接工艺参数选定。
当两种异种钢的金相组织相似时，焊接材料一般依据“低强度”原则选用，即焊接材料的选择按照焊接性能较差的母材一方来确定。但是，在某些特殊情况下，为保证焊接质量，会按照“高强度”原则进行选择。当两端母材的金相组织相差较大时，需考虑填充材料在焊接时被母材稀释后，焊接接头性能能否得到保障，以此来选择焊接材料。需要强调的是，如果接头的工作环境相对恶劣，优先采用镍基合金焊条，以减少碳迁移现象，改善接头的力学性能。同时，焊材在选择时，应当根据“焊材管理规定”进行筛选。焊接材料应由相关部门分型号、类别进行保管，确保焊材放置环境适宜，避免潮湿。同时，应加强对焊材验收，对买回的焊材及时抽样送检，确保焊材合格。
3.2合理的焊接工艺参数
焊接的工艺参数直接影响着熔合比。一般来说，异种钢焊接要求小的熔合比，所以，通常采用小电流、高焊速。焊接工艺参数的确定，如在异种钢焊接的预热温度的选定上，应当根据焊接性差的选定，通过预热来避免出现冷裂纹。如其中一种钢焊接不需预热，另一种需预热时，应采取预热措施，实现焊接。而如果一种预热温度高，另一个预热温度低时，应选择预热温度较高的为规范。
3.3焊接工艺参数的确定
焊接工艺参数与熔合比密切相关，如果确定的长度吸收电弧的能量高，则母材的熔化量就大，熔合比高。异种钢的焊接需要较低的熔合比，采用极低的能量来实现焊接，一般选择小电流、较大的焊接速度，多层多道焊的形式。异种钢焊接要合理控制预热温度，一般温度的选择取决于材料的焊接性能，如果材料的焊接性能并不理想，可以通过预热的方法避免出现焊接裂纹或者冷缝。如果一种钢焊接前，不用预热处理，另一种需要进行焊接之前的预热，则这两类材料相焊接，就有必要进行预热，比如：珠光体和耐热钢就是这类组合。
3.4预热及焊后热处理
预热的目的主要是降低焊接接头的淬火裂纹倾向，预热是按照淬硬倾向较高的钢种确定。焊后热处理的目的主要是为了改善接头的组织和性能，消除部分残余应力，并促使焊缝金属中氢逸出。因此当焊缝金相组织与其母材相同时，可以按照合金含量较高的钢种确定热处理工艺参数。
3.5加强维护焊接设备
焊接设备是开展焊接作业的前提与基础，如果焊接设备维护不当，焊接工作将会直接受到影响，进而导致焊接质量的下降。以气体保护焊为例，它的焊接设备主要由焊枪、电源、送气装置以及送丝机构四部分组合而成。在实际工作中，若设备一直处于超负荷运转或者长期不保养，易出现如送丝机构堵塞、焊丝导嘴堵塞等问题。此外，还应注意气瓶与管道连接是否牢固、泄压阀工作是否正常等情况，谨防安全事故的发生。所以，为保护人员安全，保障焊接质量，焊接设备需要由专人保管，定期维护，才能保证设备的良好性能。
3.6严格执行焊接工艺进程
首先，应当制定正确焊接工艺进程，它是一种细则文件，即要求细致度高、科学性强，以细则文件对加工细节、实践要求做出规范统一，对焊接工艺、焊接质量做出有效评定。最终有效保证焊接的细节到位、规范操作和质量达标。同时，焊接人员应当针对不同的产品焊缝、特殊的产品性能需求、质量要求等，充分运用自身的实践知识、理论知识，规范执行焊接工艺进程，从而给予焊接工艺、压力容器整体质量上的最大保障。
结语
异种钢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异种钢焊接缺陷的产生，确保焊接质量。
参考文献：
[1]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,2020(19):?145+153.
[2]洪超.浅谈压力容器设计中焊接技术处理[J].军民两用技术与产品,?2018(10):94-94.
[3]倪翠平.压力容器焊接常见缺陷及防治措施探讨[J].建筑工程技术与设计,2019(1):2511-2511.