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2019-03-18 19:05
壓力容器法蘭的焊接過程是在熱力學不平衡的條件下進行的，在焊接過程中，裂紋是最嚴重的工藝缺陷。導致焊接裂紋的因素大體可歸為力學因素和冶金因素。金屬熔化焊一般是局部熔化。熔化金屬結晶將兩塊金屬連接成一體，在焊接過程中，由于不平衡的快速加熱和快速冷卻，焊接接頭受到了熱循環(huán)作用，在接頭的不同區(qū)域，加熱的峰值溫度不同，冷卻速度也不同，這樣產生了不均勻的組織區(qū)域。
焊縫結構設計是在等強度的基礎上進行的，即焊縫與相鄰母材具有相同的強度，一般情況下焊縫不需要使用大于規(guī)范圖中所示的焊縫尺寸。在壓力容器法蘭的設計與制造過程中，廣泛采用對接焊縫、角焊縫，搭接焊縫等。
新的焊接工藝和技術伴隨著新設備、新材料的發(fā)展被廣泛應用，學習和掌握這些新技術有助于壓力容器法蘭焊接質量的提高。
厚壁殼體窄間隙埋弧焊
隨著電站鍋爐和石化壓力容器法蘭的大型化和高參數化，鍋爐筒體和壓力容器殼體的壁厚不斷增加，采用特殊鋼材的大型鍋爐和反應器等設備，壁厚已達到了20mm。窄間隙埋弧焊自動焊作為一種優(yōu)質、高效、低消耗的焊接技術在厚板焊接方面日趨成熟，國內一些大型鍋爐和壓力容器法蘭制造廠率先使用。該方法的最大優(yōu)點是可移動立柱式焊接操作架，使用方便，適用性強，能進行各種直徑簡體的縱、環(huán)縫的焊接操作，克服了固定式埋弧焊自動焊裝置功能單一和占地面積大等缺點，最小焊縫金屬填充量和自動分道(分兩層道)焊技術，可獲得性能優(yōu)良、致密性高的焊縫接頭。實踐證明，窄間隙焊接不但在焊接時間和焊接材料上比普通埋弧焊節(jié)省l/3~l/2，而且接頭綜合力學性能良好，焊接效率高。窄間隙埋弧焊接工藝的廣泛應用必將促使窄間隙焊接設備朝著實用可靠、系統(tǒng)配套和精度高、功能***的方向發(fā)展。
殼體內壁帶極堆焊技術
在石化行業(yè)的一些腐蝕嚴重的設備中內壁往往要求堆焊奧氏體不銹鋼。對于大面積堆焊而言手工電弧焊和絲極自動堆焊不但效率低、堆焊層內部和表面質量差。而且在堆焊層與基層母材結合處往往易于產生缺陷。因此，帶極自動堆焊技術應運而生被廣泛地應用于容器內壁大面積堆焊之中。帶極自動堆焊技術具有效率高、堆焊層內部質量均勻、堆焊表面平整光滑等特點，而且由于稀釋率較低，堆焊金屬與基體母材之間的結合面處不易產生焊接缺陷和發(fā)生質量問題。
小口徑管內壁亞弧堆焊技術
過去，小口徑管內壁不銹鋼堆焊，都采用手工電弧焊方法，不但效率低、堆焊質量不易保證，而且對于直徑小、長度較長的接管無法實現內壁堆焊。隨著小接管內壁絲極氬弧焊技術的開發(fā)，徹底解決了長且直徑較小的接管內壁無法進行不銹鋼堆焊的難題，它可以實現內徑為50mm以上的接管內壁堆焊。其堆焊效率高，堆焊質量好，堆焊層表面平整美觀。
接管、法蘭藥芯焊絲氣體保護堆焊技術
藥芯焊絲氣體保護焊，由于芯部焊劑的作用，焊縫表面生成薄層渣殼，使焊縫光滑平整，成型不亞于埋弧焊。在富氬混合氣體保護下。電弧能量高，熔深大，即使焊道搭接量50也能保證道間和層間熔合良好。藥芯焊絲焊接時，電流通過藥芯周圍的薄層鐵皮導電，電流密度大，熔敷效率比實芯焊絲高。此外，藥芯焊絲焊接可以連續(xù)送絲不斷弧，無飛濺無需特殊清理，適合多道、自動和半自動焊接作業(yè)，因此近年來已被廣泛用于不銹鋼堆焊，特別是接管內壁及法蘭密封面不銹鋼堆焊結構。
管子-管板全位置焊接技術對于換熱器產品，換熱管與管板間的焊縫質量是一個至關重要的因素，它直接影響到產品的質量和使用壽命。最早管端角焊縫均采用手工電弧焊，這種焊接方法焊縫外觀質量差，容易產生氣孔、未熔合等焊接缺陷，焊接質量不穩(wěn)定，在出廠前的水壓實驗或使用過程中容易泄漏。經過工藝改進，采用鎢極氬弧焊(TIG)方法焊接，焊縫質量明顯提高，但由于是手工操作，焊縫質量不穩(wěn)定。為進一步提高管端角焊縫質量，提高焊接自動化水平，逐步開發(fā)了管子一管板全位置自動旋轉氬弧焊工藝，采用專用機來完成管端焊接，從而改變了換熱器管端手工焊接的落后局面。這一工藝技術的實現，關鍵在于焊機的功能是否能滿足生產實際要求。由于國產換熱器尺寸偏差較大，對焊接設備的綜合功能(焊槍對中、焊接規(guī)范調節(jié)、操作性能)和控制精度可靠性等要求嚴格，國產的同類設備基本能滿足生產要求。值得一提的是，有些專用機具有內孔焊功能，完全可以替代進口焊棚。
接管馬鞍型管座自動焊技術
厚壁容器上的大直徑接管的焊接，也是厚壁容器制造技術關鍵之一。這種大直徑管管座的焊接不僅工作量大，勞動條件差(高溫焊接)。技術難度高，而且質量要求也十分嚴格。接管直徑大小決定馬鞍落差量，最近生產的新型焊機馬鞍落差最大為170mm，可焊接管最大直徑1700mm。可滿足壓力容器大型管座焊接要求。目前，管壁自動焊技術是采用焊絲直徑為3mm的埋弧焊方法完成的，由于埋弧焊工藝對焊接坡口的均勻性和表面加工質量要求很高，增加了馬鞍型管座實現自動化焊接的難度，為保證焊接質量，配備接管馬鞍型專用切割設備，與馬鞍型埋弧自動焊機配套。該項技術應用對于提高產品焊接質量。提高生產效率和解放生產力具有重大意義，應用前景廣闊。
壓力容器法蘭的焊接質量是個系統(tǒng)工程，是確保壓力容器法蘭安全運行的重要環(huán)節(jié)。在我國設計與制造是兩個獨立的體系，只有在抓設計質量的同時抓制造質量才能提高壓力容器法蘭的質量。設計人員應了解制造、焊接方面的知識，以便根據不同材料、不同焊接工藝設計出合理的焊縫形式。另外，制造廠對焊工要求、焊接工藝規(guī)定、焊接材料保管、施焊環(huán)境、焊前預熱、焊接檢驗等方面應有完善的質量保證體系。掌握***的焊接工藝技術必將促進我國壓力容器的焊接技術進一步發(fā)展。
