【摘 要】随着我国石油、化工行业的发展，压力容器会越来越多。在压力容器生产过程中，焊接技术越来越重要，因此研究压力容器的焊接技术有显著意义，本文针对该问题展开讨论。并提出了相关对策。
【关键词】压力容器；焊接工艺；焊接技术
0.前言
焊接是压力容器制造中的一个关键工艺。焊接工作量在整个压力容器的制造中占相当的比例。在一般压力容器制造厂，焊接工作量要占到总量的40%，尤其是厚板压力容器焊接及球形容器现场组焊，焊接工作量占整个工作量的50%以上。焊接质量的好坏、焊接接头的可靠性将直接影响压力容器质量，影响其可靠性及安全性。在压力容器的有关标准中，除了材料检验外，焊接检验要求当属最多，也最为严格。因此在压力容器制造过程中，对焊接工作必须给予高度重视。
1.压力容器焊接工艺与焊材的选择
1.1压力容器焊接工艺
1.1.1打底
打底通常采用氩弧焊，施焊顺序遵循由下至上的原则，在点焊的起始位置与收尾处，可以采用角磨机打磨出斜口以配合接头要求；施焊过程中要保证底层焊缝的均匀性，且要焊透但不能焊穿。氩弧打底要先采用试板进行试焊，排除氩气中含有杂质的可能；具体施焊过程中要采用围板将焊接操作的工作范围挡起来，其主要目的是防止自然风对焊缝质量产生影响；底部焊缝焊条接头的位置用角磨机进行打磨处理，不得出现焊缝底部焊肉下塌或者顶部内陷的问题；为避免产生裂纹，要做好打底焊缝的检查与次层焊缝的焊接工作。
1.1.2中层施焊
在完成底部施焊后要将工作范围内的熔渣、飞溅物等杂质清除干净，做全面的外观检查，如果存在问题则要磨透清除，重新施焊，要保证焊缝与母材交接位置的清洁度。焊缝接头和底层焊缝接头错开的距离至少要在10mm以上，该层选择直径为3.2的焊条。中层焊缝的厚度至少是焊条直径的 0.8～1.2 倍，选择直线型的运条方式；不得在焊缝的焊接层表面引弧。完成中层的焊接后同样要及时清除熔渣、飞溅物等杂质，然后全面检查，发现问题同样铲除重焊。
1.1.3盖面
盖面时同样要选择直径为3.2的焊条，具体选择时还要参考焊缝已焊厚度来决定。每根焊条的起弧位置与收弧位置均要与中层焊缝接头错开，不得在中层焊缝表面引弧，要保证盖面层焊缝的表面完整性以及压力容器的圆滑过渡，焊缝的宽度大概是盖过坡口两侧2mm左右，焊缝加强高度则在1.5～2.5mm左右。
盖面层对焊缝的质量要求也比较高，焊缝表面不得出现裂纹、气孔、夹渣以及熔合性飞溅等问题，咬边的深度要控制在 0.5mm 以内，且咬边的长度要控制在该焊缝总长的10%以内。完成盖面焊接后要将溶渣清理干净，并用钢丝刷对容器表面做进一步清理，及时覆盖，防止在进行保温与防腐处理前出现锈蚀等问题。
1.1.4焊后热处理
焊后必须进行热处理，其主要作用是消除焊接残余应力，防止出现冷裂纹，对焊接接头的性能做进一步改善。通常焊后热处理工艺分为后热处理、消除应力后的焊后热处理以及改善焊接接头性能的焊后热处理等三种，根据不同的焊接质量要求选择不同的热处理工艺。
1.1.5焊缝无损检测
在完成整个压力容器的焊接工作后，要做好所有焊缝的外观检查工作，然后根据相关的质量要求、按照规定的比例做无损检测，其主要内容包括两部分，即焊缝表面的无损检测与焊缝内部的无损检测。
1.2压力容器用耐热钢焊材的选择
在选择耐热钢焊材时需要注意以下几个原则：
（1）在选择低合金耐热钢焊材时，要注意与低合金高强钢相同，焊缝金属与母材要保持同等强度，此外，除了要保证焊缝金属与母材的常温强度相等之外，还要保证其高温强度至少要保持在母材标准值的下限要求以上。
（2）要求焊缝金属的铬、钼等材料的含量至少保持在母材标准值的下限要求以上，才能保证焊缝金属与母材的性能处于同等水平。
（3）要对焊材中相关微量元素的含量进行严格控制，比如氧、硅、磷、锑、锡、砷等，从而保证焊缝金属的回火脆性与母材保持同一水平。
（4）对焊材中的含碳量进行严格控制，保证其低于母材的碳含量，从而提高焊缝金属的抗裂性，不过需要注意，碳含量不得过低，否则在后续长时间的焊后热处理过程中，会形成铁素体，最终影响到材料的韧性；所以通常情况下针对低合金耐热钢而言，其焊缝金属含碳量控制在0.08～0.12%之间为最适宜，以保证焊缝金属具有较高的冲击韧性，并与母材的高温蠕变强度保持相当的水平。
2.压力容器用耐热钢焊接要点
①预热与层间温度在Cr-Mo钢的焊接特点中提到的冷裂纹、热裂纹及消除应力裂纹，都与预热及层间温度相关。一般来说，在条件许可下应适当提高预热及层间温度来避免冷裂纹和再热裂纹的产生。
②焊后热处理对于低合金耐热钢，焊后热处理的目的不仅是消除焊接残余应力，而且更重要的是改善组织提高接头的综合力学性能，包括提高接头的高温蠕变强度和组织稳定性，降低焊缝及热影响区硬度，还有就是使氢进一步逸出以避免产生冷裂纹。
③后热和中间热处理 Cr-Mo 钢冷裂倾向大，导致生产裂纹的影响因素中，氢的影响居首位，因此，焊后（或中间停焊）必须立即消氢。一般说来，Cr-Mo 钢容器的壁厚、刚性大、制造周期长，焊后不能很快进行热处理，为防裂并稳定焊件尺寸，在主焊缝（或主焊缝和壳体接管焊缝）完成后进行比最终热处理温度低的中间热处理。这类钢的后热温度一般为300～350℃，也有少数制造单位取350～400℃的。中间热处理规范随钢种、结构、制造单位的经验而异，一般中间热处理温度为（620～640℃）±15℃。
④焊接规范的选择焊接线能量、预热温度和层间温度直接影响到焊接接头的冷却条件，一般来说，焊接线能量越大，冷却速度越慢，加之伴有较高的预热和层间温度，就会使接头各区的晶粒粗大，强度和韧性都会降低。对于低合金耐热钢而言，对焊接线能量在一定范围内变化并不敏感，也就是说，允许的焊接线能量范围较宽，只有当线能量过大时，才会对强度和韧性有明显的影响，所以为了防止冷裂纹的产生，焊接时线能量不要过小。
3.压力窗口焊接技术的对策
（1）对现场自动化焊接应给子一定的重视。因为从发展的趋势来看，受运输条件的限制，设备的大型化必将导致制造厂内的焊接工作有部分将转移至施工现场。现场焊接作业环境差，如不采用自动焊接技术，将会制约其它各项工作的顺利进行。
（2）要根据企业实际，尽可能引进一批先进的焊接设备，采用有效的焊接工艺，降低成本、提高效率。
（3）要加快CO2气保焊在压力容器焊接中的应用研究，提前做好各项焊接基础工作，推广使用低成本的气体保护焊。
（4）要对焊接的前期工作，如下料精度、坡口加工质量、组对质量提出更高的要求。如采用数控切刑、坡口机械加工、自动组对等。提前做好各项准备工作，为扩大自动焊技术覆盖内打下坚实的基础。
（5）要积极参与新技术、新工艺的研究与开发，走在压力容器焊接技术的前沿，占领制高点。
4.结语
总之，压力容器的使用工作条件相对苛刻，且工作性能受诸多因素的影响，比如压力、温度、介质等，导致破坏性事故时有发生，因此要对其制造质量进行严格的控制；而焊接作为制造过程中的重要环节，更是要予以严格管理。 [科]
【参考文献】
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