【導(dǎo)讀】因其在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，使用量也正在逐年攀升。高的生產(chǎn)效率、低的生產(chǎn)成本逐漸成為壓力容器制造業(yè)中的主流。次合格率較難有進(jìn)一步的提升。同時(shí)對(duì)儲(chǔ)氣罐制作中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行了分析說(shuō)明，提出了相應(yīng)的解。焊接方法選手工電弧焊和埋弧焊；焊接材料選用焊條J857、焊絲H10MnSi. 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，特別是。益增大，大容積的設(shè)備也越來(lái)越多。例如，生產(chǎn)尿素就需要與之配套的合成塔、據(jù)統(tǒng)計(jì)，化工廠中80%左右的設(shè)備都屬于

　　

【正文】 電流（ A） 焊條牌號(hào) 滅弧焊 4 90～ 110 J857 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 30 / 47 打底層的焊接操作 直流反接滅弧打底的操作要領(lǐng)：焊接打底層時(shí)，由于過(guò)渡液態(tài)金屬受重力影響，容易偏離焊條軸線，向下傾斜。因此，在短弧施焊的基礎(chǔ)上，除保持一定的下傾角 80— 90 度外，還需與焊件的水平軸線傾斜 70— 80 度，見(jiàn)圖 2。 ～90～80～1. 5 圖 46 板對(duì)接橫焊打底層采用滅弧焊時(shí)的焊條傾角 由于焊條的傾斜以及上、下 坡口面角度的影響，使電弧對(duì)上、下坡口面的加熱不均勻：上坡口面受熱較好；下坡口面受熱較差。同時(shí)熔池金屬因受重力作用下墜，極易造成下坡口面熔合不良，甚至冷接。為此，應(yīng)先擊穿下坡口面，后擊穿上坡口面，并將擊穿位置相互錯(cuò)開(kāi)一定距離，是下坡口面擊穿熔孔在前、上坡口面擊穿熔孔在后。起焊時(shí)，首先在定位焊縫前 10— 15mm 處的坡口面上劃擦引弧，然后將電弧迅速回拉到定位焊縫中心部位處加熱坡口，當(dāng)見(jiàn)到坡口兩側(cè)金屬即將熔化時(shí)，將熔滴金屬送至坡口根部，并壓一下電弧，是熔滴與熔化的定位焊縫和母材金屬熔合成第一個(gè)熔池。當(dāng)聽(tīng)到背面電弧的 穿透聲時(shí)，表明已形成了明顯可見(jiàn)的熔孔，這時(shí)使焊條與焊件保持成一定的傾角，依次在下坡口面和上坡口面上接近鈍邊處擊穿施焊，見(jiàn)圖 47。 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 31 / 47 圖 47 板對(duì)接橫焊打底層采用滅弧焊擊穿施焊的傾角 在施焊過(guò)程中要控制電弧不要抬的太高，保持短弧焊接。 打底層采用滅弧焊的操作手法見(jiàn)圖 13 v 2v 2v 1v 1 圖 48 板對(duì)接焊打底層采用滅弧焊的操作手法 V1— 引弧方向 V2— 滅弧方向 . — 表示電弧稍作停留 當(dāng)電弧穿透坡口根部時(shí)，應(yīng)使每側(cè)坡口面熔化 1— ,且下坡口面的熔孔要比上坡口面的熔孔超前（指焊接方向） — 1 個(gè)熔孔直徑，這樣有利于減小上部熔池金屬的下墜傾向，防止熔合不良或冷接。滅弧橫焊時(shí)的焊縫形狀及熔孔見(jiàn)圖 5。 AAAA 圖 49 板對(duì)接橫焊打底層采用滅弧焊時(shí)的焊縫性狀及熔孔 施焊時(shí)，應(yīng)使焊道背面熔化金屬有稍微下墜。如果控制 電弧燃燒時(shí)間，使之不產(chǎn)生下墜，則焊縫上部易出現(xiàn)氣孔，原因是氣體向上逸出時(shí)，受到母材金屬橫斷面的阻擋，逸出受阻：其次是熔池存在時(shí)間過(guò)短。 更換焊條熄弧前，為防止產(chǎn)生弧坑縮孔 ,必須向熔池背面多補(bǔ)充幾滴熔滴，然后將電弧拉到側(cè)后方熄弧。更換焊條時(shí)速度要快，換好焊條后最好在熔池尚處于紅熱狀態(tài)下引弧施焊。接頭位置應(yīng)選在熔池前緣，利用電弧的加熱和吹力，重常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 32 / 47 新?lián)舸┢驴阝g邊，為保證根部焊透，接頭光滑。當(dāng)聽(tīng)到試板背面電弧穿透聲后，稍做停留。然后立即收弧、依次運(yùn)條前進(jìn)。 焊打底層在使用堿性焊條滅弧焊法施焊時(shí)，不能像酸性焊條那樣靠長(zhǎng) 弧預(yù)熱或跳弧控制熔池溫度，必須采用短弧焊；否則容易產(chǎn)生氣孔，焊件背面弧長(zhǎng)應(yīng)保持約 1/2 弧柱長(zhǎng)度。 填充層的焊接 電流 120A，電弧運(yùn)動(dòng)方法斜圓圈。 在坡口內(nèi)引弧，將電弧拉到起焊處下坡口熔合線處并使一部分電弧外露于焊件，待熔渣向外流時(shí)向焊接方向傾斜焊條并向前運(yùn)動(dòng)，在此處并沒(méi)有預(yù)熱，只是有一個(gè)停留，也起到預(yù)熱的作用。如果拉長(zhǎng)電弧進(jìn)行預(yù)熱，由于焊件兩端磁場(chǎng)的作用會(huì)導(dǎo)致電弧嚴(yán)重偏吹，不僅起不到預(yù)熱的作用反而會(huì)影響正常焊接。焊條大幅度向前傾約 3 至 5mm，然后壓低電弧向上向右運(yùn)動(dòng)到起焊處上方熔合線處并稍作停留，待上 方充分熔合并填滿后再壓低電弧以 45176。向下運(yùn)動(dòng) (向下運(yùn)動(dòng)時(shí)不可過(guò)快 )，至下熔合線后焊條再沿下熔合線向前運(yùn)動(dòng)幾毫米，不停留，然后快速向上運(yùn)動(dòng)，隨焊接的進(jìn)行，電弧偏吹程度減小，焊條向前傾斜的程度也漸減小。當(dāng)焊接至最后方時(shí)電弧會(huì)向左側(cè)偏吹，同樣焊條應(yīng)向左傾。填充焊時(shí)運(yùn)條方法見(jiàn)圖 15 圖 410 開(kāi)坡口對(duì)接填充焊時(shí)的斜圓圈運(yùn)條法 首先焊條角度的變化較多，焊條角度要隨熔渣的流動(dòng)而改變?nèi)墼o跟電弧，熔渣向哪個(gè)方向流焊條向哪個(gè)方向傾。事實(shí)上在熟練后在熔渣要向前或向后流之前改變焊條角度，因?yàn)槿墼鲃?dòng)前體積 會(huì)及形狀會(huì)發(fā)生變化。在要流還沒(méi)流動(dòng)前提前傾斜焊條，這樣焊條的角度一直在小幅度變化，而熔渣不能有常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 33 / 47 明顯的變化，從而獲得整齊均勻的焊道。焊條角變化是橫焊練習(xí)的難點(diǎn)之一，對(duì)于學(xué)員來(lái)說(shuō)也是較難掌握的一個(gè)技巧。二是電弧的位置，焊條運(yùn)動(dòng)至下坡口時(shí) ,約 1/3 電弧位于下坡口上 2/3 焊條位于前一焊層上，這樣能使電弧充分熔化下熔合線，這是所有焊接位置當(dāng)中最為關(guān)鍵的一個(gè)問(wèn)題 .三是電弧長(zhǎng)度的，都說(shuō)壓低電弧，但多低是關(guān)鍵，在下坡口處以焊條下方藥皮輕碰下坡口為益，電弧運(yùn)動(dòng)運(yùn)載讓方時(shí)向上坡口吹的電弧并不是很低 (這只是看到的上方的電弧長(zhǎng)度 ,還有下方的電弧長(zhǎng)度看不到 )，否則成型不良。 第一層常見(jiàn)問(wèn)題：一是上側(cè)較低，有夾角。原因是電弧在上側(cè)停留時(shí)間短或電弧未運(yùn)動(dòng)至最上方或電弧長(zhǎng)度不合適。二是下側(cè)有未熔合現(xiàn)象。原因是電弧運(yùn)動(dòng)方法錯(cuò)誤。電弧向上運(yùn)動(dòng)要快，運(yùn)動(dòng)至下方時(shí)電弧有一個(gè)向前拖動(dòng)的動(dòng)作，這是運(yùn)動(dòng)至關(guān)重要，目的是防止熔渣向前淌，否則會(huì)阻礙電弧對(duì)坡口的熔化。三是焊道中間成型不良。主要原因是焊條角的變化問(wèn)題。要通過(guò)焊條角度的變化來(lái)控制熔渣流動(dòng)不變使熔渣一直緊跟電弧。否則熔渣向后流離電弧過(guò)遠(yuǎn)時(shí)則中間高，向前流超前于電弧時(shí)焊道會(huì)變低甚至?xí)A渣，圓圈法的電弧 運(yùn)動(dòng)參照《電弧運(yùn)動(dòng)方法其特點(diǎn)》。 填充層的第二層焊接 填充層第一層完后焊道寬度較寬，如果再采用圓圈法或斜鋸齒法會(huì)由于熔池體積過(guò)大而不易控制。所以這一層應(yīng)采用多道焊。由于并不是很寬所以采用一層兩道的方法。 下側(cè)一道的焊接 :焊條與下方焊件約 85176。 ,與前方夾角視電弧偏吹及熔渣流動(dòng)而定。在坡口內(nèi)起焊，引弧位置要距離開(kāi)起焊處一定距離，引燃電弧后拉至起焊處，一部分電弧稍外露于焊件，待熔渣稍外流時(shí)壓低電弧傾斜焊條直線法常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 34 / 47 向前運(yùn)動(dòng)，要保證一少部分電弧熔化下熔合線及下坡口，大部分電弧位于前一層焊道 上。 最下方一道有兩個(gè)要點(diǎn)。一是形狀要成為一個(gè)臺(tái)階或近似臺(tái)階狀，這樣能能好的托住上方焊道，也會(huì)使這一層能平整；二是給最上方要焊的一道預(yù)留好合適的位置上方根部的寬度大約相當(dāng)于焊條的直徑，這樣電弧能很方便地將根部熔化。如果過(guò)窄則電弧難以伸入至焊道的根部，易產(chǎn)生未熔。過(guò)寬時(shí)用斜圓圈或斜鋸齒會(huì)導(dǎo)致熔池體積增大，成型不易控制。 上側(cè)焊道的焊接：根據(jù)預(yù)位置的大小寬窄深淺選擇合適的電弧運(yùn)動(dòng)方法。如果根部寬度稍小于焊條直徑時(shí)采用直線或直線往復(fù)法，此法最為簡(jiǎn)單，如果焊道寬但不深時(shí)，采用斜鋸齒法，如果寬而深時(shí)采用斜圓圈法。如果 窄而深采用直線往復(fù)法（可以很好地防止根部未熔 ,未熔是主要缺陷）寬而深且根部窄時(shí)采用三角法。 焊接完成后首先要保證上下兩面?zhèn)葻o(wú)夾角，二要保證平整，以利于下一層的焊接。 填充層的第一二兩層是焊接的重點(diǎn)。第一層都要平整光滑無(wú)夾角，這樣下一層焊接要簡(jiǎn)單的多。 第三四層只是中間多出一道可 是兩道，中間的焊道以直線法為好。有兩個(gè)要點(diǎn)：除最上方焊道外，一是 第一道都要近似臺(tái)階，以利于下一道的焊接；二是上一焊道壓至下方焊道花紋的尖處，這樣能保證一層焊完后焊層的平整。 最后一層焊接完成后下方距下方焊件坡口邊緣約 至 方為。 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 35 / 47 蓋面層焊接 （ 1）手工電弧焊的蓋面 最下方一道焊接時(shí)焊條稍向下傾，低電弧直線法，焊條與焊接方向的夾角要隨熔渣的流動(dòng)而改變。始終使熔渣緊跟電弧，熔渣不可下淌 , 以獲得與下坡口過(guò)渡圓滑的焊道。中間的每一道與前一道的邊沿重疊。最上方一道的預(yù)留位置不要大，要稍小一些，這樣最上方一道可以壓低電弧快焊，熔池體積小，成型易控制，不咬邊。由于焊接速度快熱量輸入少又能起到回火焊道的作用。 總之在實(shí)踐中大多焊工在 焊接 多道焊時(shí)采用帶渣焊，這有個(gè)好處：快且平滑 ，不咬邊。但有個(gè)前提：大電流熱焊。這樣會(huì)使焊道 長(zhǎng)時(shí)間處于高溫狀態(tài)，導(dǎo)致晶粒粗大，機(jī)械性能降低，所以采用清渣焊為好。 操作手法見(jiàn)圖 16 圖 411 蓋面焊時(shí)的焊條角度 α 1 =75176。 ～ 85176。 α 2=70176。 ～ 80176。 α 3=60176。 ～ 70176。 （ 2）埋弧焊的蓋面 環(huán)縫埋弧焊是制作圓柱形和球型壓力容器最常見(jiàn)的一種焊接形式，一般先在專用焊劑墊上焊接內(nèi)環(huán)縫，如 圖 17 所示，然后再滾輪轉(zhuǎn)臺(tái)上焊接外焊縫，主要常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 36 / 47 工作量在外焊縫。焊接時(shí) ，通常采用機(jī)頭不動(dòng)，讓焊件均勻轉(zhuǎn)動(dòng)的方法焊接，焊接轉(zhuǎn)動(dòng)的 切線速度及焊接速度可參考 表 9 鋼板厚度/mm 裝配間隙/mm 焊絲直徑/mm 焊接電流 /A 電弧電壓 /V 焊接速度/(m/h) 10 3～ 4 5 700～ 750 34～ 36 30 20 4～ 5 5 850～ 900 36～ 40 27 40 8～ 9 5 1100～ 1200 40～ 44 12 60 10～ 11 5 1200～ 1300 44～ 48 10 為了防止熔池中液態(tài)金屬和熔渣從轉(zhuǎn)動(dòng)的焊件表面流失，無(wú)論焊接內(nèi)焊縫還是外焊縫，焊絲位置都應(yīng)逆焊件轉(zhuǎn)動(dòng)方向偏離中心線一定距離，使焊接熔池接近水平位置，以獲 得良好的焊縫成形。焊絲偏置距離隨筒體直徑而變，應(yīng)為 30～80MM,如 圖 17 所示 圖 412 1 焊絲 2 焊件 3 輥輪 4 焊劑墊 5 傳送帶 焊接工藝卡 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 37 / 47 第 五 章 檢驗(yàn) 無(wú)損檢驗(yàn) 無(wú)損檢測(cè)主要包括射線檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、磁力檢測(cè)等，具體操作如下表說(shuō)明： 表 51 無(wú)損檢測(cè) 檢測(cè)方法 設(shè)備 用途 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 射線檢測(cè) 射線機(jī)、膠片、增感屏、暗室處理設(shè)備等 適用于探測(cè)焊縫內(nèi)部氣孔、未焊透、夾渣等體積型缺陷，焊縫內(nèi)部平面型缺陷與透照方向一致時(shí)才易檢測(cè)。 可以確定缺陷的位 置大小以及種類，檢測(cè)結(jié)果可以長(zhǎng)期保存 價(jià)格昂貴、安全措施要求高、不適宜較厚工件、平面缺陷不易檢測(cè)、技術(shù)要求性高 超聲波檢測(cè) 超聲波探傷儀、探頭、耦合劑、標(biāo)準(zhǔn)試塊 適用于缺陷內(nèi)部裂紋、氣孔、夾渣、未熔合和未焊透 可以檢測(cè)較厚工件、可以對(duì)缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確定位、對(duì)于平面缺陷十分敏感，安全方便、成本低 缺陷定位困難，檢測(cè)前工件表面需要加工，不適用于表面粗糙或形狀復(fù)雜的工件，技術(shù)要求性高 磁力檢測(cè) 磁頭、磁軛、線圈、磁粉等 用于檢測(cè)鐵磁的表面或近表面的裂紋、未焊透和夾渣等缺陷 可 以確定缺陷的位置、大小及形狀，安全、方便、成本低，檢測(cè)靈敏度高，檢測(cè)結(jié)果易解釋 不能用于非鐵磁檢測(cè)。無(wú)法確定缺陷深度及種類，檢測(cè)后工件需要退磁 滲透檢測(cè) 滲透劑、現(xiàn)象劑、清洗劑、標(biāo)準(zhǔn)試塊、黑光燈等 檢測(cè)金屬或非金屬表面開(kāi)口缺陷 可以確定缺陷的位置、大小及形狀，設(shè)備輕便，檢測(cè)前、后必須清潔工件，無(wú)法確定缺陷深度及常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 38 / 47 檢測(cè)結(jié)果易解釋 性質(zhì)，不適于疏松多孔的材料 渦流檢測(cè) 渦流探傷儀、標(biāo)準(zhǔn)試塊等 用于檢測(cè)導(dǎo)體材料的表面及近表面的裂紋、氣孔和未熔合等缺陷 可以確定缺陷的位置和相對(duì)尺寸，采用非接觸式 檢測(cè)，容易實(shí)行自動(dòng)化 難以對(duì)缺陷定性，無(wú)法用于非導(dǎo)材料 壓力容器常見(jiàn)的缺陷及措施 在用壓力容器常見(jiàn)缺陷就其存在部位可分為表面缺陷和埋藏缺陷兩類 ,都對(duì)壓力容器的安全性能構(gòu)成潛在威脅 ,以下對(duì)其 中的焊接所造成的缺陷 分別進(jìn)行討論 。 表面缺陷 （ 1） 表面裂紋 裂紋是在用壓力容器的重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目?，F(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)時(shí)優(yōu)先使用磁粉探傷技術(shù) ,它能快速、準(zhǔn)確和直觀地發(fā)現(xiàn)表面裂紋 ,是目前檢驗(yàn)表面缺陷最為靈敏可靠的手段。表面裂紋危害性極大 ,一旦發(fā)現(xiàn)應(yīng)認(rèn)真分析其產(chǎn)生原因 ,采取適當(dāng) 的措施 (如打磨和挖補(bǔ)等 ) 予以徹底消除。從斷裂力學(xué)觀點(diǎn)而言 ,表面裂紋也存在允許尺寸 ,但考慮到內(nèi)表面裂紋與儲(chǔ)存介質(zhì)直接接觸 ,外表面裂紋與大氣接觸 ,因此易促使裂紋的擴(kuò)展 ,危害極大 ,故對(duì)表面裂紋一律采取打磨消除的措施。 措施： 有關(guān)文件規(guī)定 ,如表面裂紋打磨深度 ≤7 % 的設(shè)計(jì)厚度 ,且 ＞ 3mm 時(shí) ,可不補(bǔ)焊。但為了減少應(yīng)力集中 ,要求磨削部位光滑并