2019-03-18 19:05
压力容器法兰的焊接过程是在热力学不平衡的条件下进行的，在焊接过程中，裂纹是最严重的工艺缺陷。导致焊接裂纹的因素大体可归为力学因素和冶金因素。金属熔化焊一般是局部熔化。熔化金属结晶将两块金属连接成一体，在焊接过程中，由于不平衡的快速加热和快速冷却，焊接接头受到了热循环作用，在接头的不同区域，加热的峰值温度不同，冷却速度也不同，这样产生了不均匀的组织区域。
焊缝结构设计是在等强度的基础上进行的，即焊缝与相邻母材具有相同的强度，一般情况下焊缝不需要使用大于规范图中所示的焊缝尺寸。在压力容器法兰的设计与制造过程中，广泛采用对接焊缝、角焊缝，搭接焊缝等。
新的焊接工艺和技术伴随着新设备、新材料的发展被广泛应用，学习和掌握这些新技术有助于压力容器法兰焊接质量的提高。
厚壁壳体窄间隙埋弧焊
随着电站锅炉和石化压力容器法兰的大型化和高参数化，锅炉筒体和压力容器壳体的壁厚不断增加，采用特殊钢材的大型锅炉和反应器等设备，壁厚已达到了20mm。窄间隙埋弧焊自动焊作为一种优质、高效、低消耗的焊接技术在厚板焊接方面日趋成熟，国内一些大型锅炉和压力容器法兰制造厂率先使用。该方法的最大优点是可移动立柱式焊接操作架，使用方便，适用性强，能进行各种直径简体的纵、环缝的焊接操作，克服了固定式埋弧焊自动焊装置功能单一和占地面积大等缺点，最小焊缝金属填充量和自动分道(分两层道)焊技术，可获得性能优良、致密性高的焊缝接头。实践证明，窄间隙焊接不但在焊接时间和焊接材料上比普通埋弧焊节省l/3~l/2，而且接头综合力学性能良好，焊接效率高。窄间隙埋弧焊接工艺的广泛应用必将促使窄间隙焊接设备朝着实用可靠、系统配套和精度高、功能***的方向发展。
壳体内壁带极堆焊技术
在石化行业的一些腐蚀严重的设备中内壁往往要求堆焊奥氏体不锈钢。对于大面积堆焊而言手工电弧焊和丝极自动堆焊不但效率低、堆焊层内部和表面质量差。而且在堆焊层与基层母材结合处往往易于产生缺陷。因此，带极自动堆焊技术应运而生被广泛地应用于容器内壁大面积堆焊之中。带极自动堆焊技术具有效率高、堆焊层内部质量均匀、堆焊表面平整光滑等特点，而且由于稀释率较低，堆焊金属与基体母材之间的结合面处不易产生焊接缺陷和发生质量问题。
小口径管内壁亚弧堆焊技术
过去，小口径管内壁不锈钢堆焊，都采用手工电弧焊方法，不但效率低、堆焊质量不易保证，而且对于直径小、长度较长的接管无法实现内壁堆焊。随着小接管内壁丝极氩弧焊技术的开发，彻底解决了长且直径较小的接管内壁无法进行不锈钢堆焊的难题，它可以实现内径为50mm以上的接管内壁堆焊。其堆焊效率高，堆焊质量好，堆焊层表面平整美观。
接管、法兰药芯焊丝气体保护堆焊技术
药芯焊丝气体保护焊，由于芯部焊剂的作用，焊缝表面生成薄层渣壳，使焊缝光滑平整，成型不亚于埋弧焊。在富氩混合气体保护下。电弧能量高，熔深大，即使焊道搭接量50也能保证道间和层间熔合良好。药芯焊丝焊接时，电流通过药芯周围的薄层铁皮导电，电流密度大，熔敷效率比实芯焊丝高。此外，药芯焊丝焊接可以连续送丝不断弧，无飞溅无需特殊清理，适合多道、自动和半自动焊接作业，因此近年来已被广泛用于不锈钢堆焊，特别是接管内壁及法兰密封面不锈钢堆焊结构。
管子-管板全位置焊接技术对于换热器产品，换热管与管板间的焊缝质量是一个至关重要的因素，它直接影响到产品的质量和使用寿命。最早管端角焊缝均采用手工电弧焊，这种焊接方法焊缝外观质量差，容易产生气孔、未熔合等焊接缺陷，焊接质量不稳定，在出厂前的水压实验或使用过程中容易泄漏。经过工艺改进，采用钨极氩弧焊(TIG)方法焊接，焊缝质量明显提高，但由于是手工操作，焊缝质量不稳定。为进一步提高管端角焊缝质量，提高焊接自动化水平，逐步开发了管子一管板全位置自动旋转氩弧焊工艺，采用专用机来完成管端焊接，从而改变了换热器管端手工焊接的落后局面。这一工艺技术的实现，关键在于焊机的功能是否能满足生产实际要求。由于国产换热器尺寸偏差较大，对焊接设备的综合功能(焊枪对中、焊接规范调节、操作性能)和控制精度可靠性等要求严格，国产的同类设备基本能满足生产要求。值得一提的是，有些专用机具有内孔焊功能，完全可以替代进口焊棚。
接管马鞍型管座自动焊技术
厚壁容器上的大直径接管的焊接，也是厚壁容器制造技术关键之一。这种大直径管管座的焊接不仅工作量大，劳动条件差(高温焊接)。技术难度高，而且质量要求也十分严格。接管直径大小决定马鞍落差量，最近生产的新型焊机马鞍落差最大为170mm，可焊接管最大直径1700mm。可满足压力容器大型管座焊接要求。目前，管壁自动焊技术是采用焊丝直径为3mm的埋弧焊方法完成的，由于埋弧焊工艺对焊接坡口的均匀性和表面加工质量要求很高，增加了马鞍型管座实现自动化焊接的难度，为保证焊接质量，配备接管马鞍型专用切割设备，与马鞍型埋弧自动焊机配套。该项技术应用对于提高产品焊接质量。提高生产效率和解放生产力具有重大意义，应用前景广阔。
压力容器法兰的焊接质量是个系统工程，是确保压力容器法兰安全运行的重要环节。在我国设计与制造是两个独立的体系，只有在抓设计质量的同时抓制造质量才能提高压力容器法兰的质量。设计人员应了解制造、焊接方面的知识，以便根据不同材料、不同焊接工艺设计出合理的焊缝形式。另外，制造厂对焊工要求、焊接工艺规定、焊接材料保管、施焊环境、焊前预热、焊接检验等方面应有完善的质量保证体系。掌握***的焊接工艺技术必将促进我国压力容器的焊接技术进一步发展。
