压力容器焊接新技术及其应用
- 格式：doc
- 大小：26.00 KB
- 文档页数：3
压力容器焊接新技术及其应用
【摘要】进入21世纪以来，我国经济进入到了一个快速发展的时期，在这一社会发展过程中，对压力容器的制造技术要求越来越高。
尤其是厚壁高压容器的焊接必须要对压力容器自身所具有的质量和效率进行统一，同时要保持其自身质量所具有的稳定性。
而在压力容器的生产技术中，我国自主发明的双丝窄间隙埋弧焊技术有着极为突出的优势，并且已经有了大量的应用经验。
本文主要针对压力容器和焊接新技术以及技术的应用进行了全面深入地探讨。
【关键词】窄间隙焊接；接管；堆焊；弯管；激光复合焊；重型压力容器
压力容器制造过程中焊接处理是一个极其重要的环节，从某种程度上来说，焊接的好坏直接影响到了压力容器自身的质量、可靠性、造价、生产效率等多个方面的因素。
所以，焊接水平的提示后更对于压力容器的制造行业来说，有着极其重要的作用，这一环节已经成为了各个不同压力容器制造企业都极为关注的一个重点问题。
而压力容器的筒体、封头等控制技术已经逐渐转变成为了数字化技术，能够充分满足不同情况下的需求，最大限度的提高了自动化水平，并且操作方式也更加的便捷。
下文主要针对压力容器焊接技术以及新型技术的应用进行了深入的探讨。
1 窄间隙埋弧焊技术
对于厚壁压力容器的焊接，当壁厚超过100mm，继续沿用常规的U型或V 型坡口的焊接方法已经是很困难了，这也是对材料、能源、劳力和工时的浪费。
近一段时间以来，国内对于窄间隙焊接技术的发展与应用给予了高度的关注，不少企业也在应用不同形式的窄间隙焊接方法。
但是如何看待窄间隙焊接技术，并不都是很清楚。
一些人认为厚壁容器的焊接，效率是主要的，因此间隙越小越好。
其实不然，厚壁容器的焊接质量稳定性是最重要的，因为一旦出现焊接缺欠，间隙越小的焊缝越难修复，甚至无法处理而必须切断，重新加工坡口，效率也就无从谈起了。
窄间隙埋弧焊设备中除了一些基本功能外，还应特别注意一些关键的功能：例如，必须具有可靠的双侧横向与高度的自动跟踪功能；每条焊道必须保证与坡口侧壁的均匀良好熔合，但又不过多熔入母材金属，因母材的含碳量一般较高；焊道应尽可能薄而宽，可以充分利用后一道焊道焊接时的热量对前一层焊道的热影响区进行有效的热处理，改善过热粗晶区的性能；具有较高的熔敷效率，提高焊接生产率，但又不对母材造成较大的热输入而损害母材热影响区性能等。
2 接管自动焊接技术
接管的自动焊接有两种情况：一种是接管与筒体的焊接；另一种是接管与封头的焊接，通常都采用接管插入的形式。
2.1 接管与筒体的自动焊接
以往传统的马鞍形状埋弧焊接设备运动轨迹已经无法充分的满足当前焊接设备的实际需求，也不适合应用到厚度较大，还存在窄间隙坡口的焊接工作中。
在这种情况下，就可以使用近几年开发的接管马鞍形埋弧焊接设备，该设备自身有着高度的自动化，所使用的控制方式极为便捷、迅速，有着极强的适应能力。
自动化马鞍形埋弧焊接设备其自身自动化的实现原理主要是利用接管所具有的内径来决定，采用四连杆夹紧的方式，来达到自动定心的目的；该设备的焊枪在运行轨迹主要是以焊接对象的筒体和接管直径来作为主要的焊接参数，通过可以参数，能够使得焊接的数学模型在期间完全自动化的声场；利用人机交互的界面，可以直接对焊接的各项参数进行控制，达到多道连续进行焊接的目的。
并且其焊接的焊道能够在这一过程中自动排列；具有断点记忆，自动复位功能，这一点对马鞍形空间曲线焊缝的焊接非常重要；超薄大功率焊枪适合大厚度、窄间隙坡口，对于窄间隙坡口，采用一层两道的方式进行自动埋弧焊。
2.2 接管与封头的自动焊接
接管与封头的焊接有两种形式：向心接管的焊接和非向心接管的焊接。
封头接管埋弧自动焊机具有6个运动轴，悬挂在十字操作机上。
自动焊接前，首先对设备进行自动定心，通过焊枪对接管外壁进行自动寻位，使焊枪的旋转中心自动定位在接管的中心线上，相对人工定位中心，效率大幅度提高；再通过焊丝端部对坡口底部进行自动寻位，记录焊缝高度方向上的变化，实现高度方向上的自动跟踪，这样可以完成非向心接管的焊接；设备带有横向跟踪传感器，在自动焊接过程中，始终跟踪接管的外壁，保证焊丝与坡口侧壁的距离一致。
3 弯管内壁堆焊技术
在当前的核电设备或者化工设备中，压力容器之上的接管内壁在长久使用就会出现腐蚀现象，这就需要在其表面堆焊上相应的不锈钢耐磨层，利用这一方式能够使得直管内壁的堆焊设备设计能够更加的简化，但是其弯管内部的堆焊设备设计难度就会有相应的提高。
在进行焊接的过程中，如果其30°的弯管内壁在进行堆焊的过程中，无法满足90°弯管焊接要求时，其先开发出来的产品则应当将其90°的弯管直接分为三个部分，之后再对三个不同的部分进行分步骤焊接，将其才重新组合成为90°弯管。
但在科技技术不断发展的情况下，目前已经研究出了90°弯管的内壁自动堆焊设备。
3.1 30°弯管内壁堆焊装备
30°弯管内壁堆焊采用沿圆周环向方式进行自动堆焊，工艺方法为填丝的钨极氩弧焊或弱压缩等离子弧焊。
30°弯管内壁自动堆焊机采用5轴协调运动，依据一定的数学模型，自动排列焊道。
工件进行3轴运动，第一，进行匀变速旋转运动，与焊枪摆幅宽窄变化相匹配，保持焊接速度不变；第二，工件每焊一圈，进行摆角变位，使下一圈焊缝处于与焊枪垂直的平面内；第三，工件每焊一圈，进行平移变位，使下一圈焊缝圆心处于旋转中心上。
焊接机头进行2轴运动，每完成一圈的堆焊后，焊枪后退一个位移，进行下一圈的堆焊；焊接过程中，焊枪做变摆幅运动，对应弯管的内外母线，摆幅从小到大再到小，使堆焊层厚度均匀一致。
对应各轴运动的数学模型，以弯管的曲率半径R和内径d为参数，为保证自动堆焊过程稳定运行，设备具有弧压自动跟踪系统和断点记忆、自动复位功能。
3.2 90°弯管内壁堆焊
90°弯管内壁堆焊采用沿弯管母线纵向方式进行自动堆焊，工艺方法为熔化极气体保护焊（GMAW）。
工件安装在二维变位机上，工件旋转运动实现焊接过程；工件翻转运动，使每一条焊道处于平焊位置；90°弯曲焊枪安装在三维导轨上，用于焊枪的自动变位。
4 结语
总而言之，我国的焊接制造水平在当前社会经济水平不断发展的情况下，已经得到了长足的进步。
尤其是在大型压力容器的生产项目中，我国已经开始建设具有自主知识产权的制造厂，促使压力容器企业能够得到更好的发展。
但是，其焊接研发装备制造单位、设计、制造、用户这几个部分还应当加强联系，使得焊接装备能够拥有更为广阔的发展前景，促使我国的焊接生产水平能够逐渐赶上国际发展水平的脚步。
【参考文献】
[1]王绍霞，徐国军，张海涛.浅谈压力容器焊接质量控制措施[J].中小企业管理与科技：下旬刊，2011（02）.
[2]陈冰川，陈伟民，朱伟青.在役压力容器焊接裂纹的成因分析及预防措施[J].理化检验：物理分册，2011（05）.
[3]孙霞，姜德林.压力容器焊接常见缺陷的产生和防治措施[J].黑龙江科技信息，2011（03）.。
