【導讀】因其在生產過程中發(fā)揮著越來越重要的作用，使用量也正在逐年攀升。高的生產效率、低的生產成本逐漸成為壓力容器制造業(yè)中的主流。次合格率較難有進一步的提升。同時對儲氣罐制作中容易出現(xiàn)的質量問題進行了分析說明，提出了相應的解。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. 隨著科學技術的進步和工業(yè)生產的發(fā)展，特別是。益增大，大容積的設備也越來越多。例如，生產尿素就需要與之配套的合成塔、據(jù)統(tǒng)計，化工廠中80%左右的設備都屬于

　　

【正文】 影響，容易偏離焊條軸線，向下傾斜。因此，在短弧施焊的基礎上，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，見圖 2。 ～90～80～1. 5 圖 46 板對接橫焊打底層采用滅弧焊時的焊條傾角 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，應先擊穿下坡口面，后擊常州機電職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文 31 / 48 穿上坡口面，并將擊穿位置相互錯開一定距離，是下坡口面擊穿熔孔在前、上坡口面擊穿熔孔在后。起焊時，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，當見到坡口兩側金屬即將熔化時，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熔池。當聽到背面電弧的 穿透聲時，表明已形成了明顯可見的熔孔，這時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，見圖 47。 圖 47 板對接橫焊打底層采用滅弧焊擊穿施焊的傾角 在施焊過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圖 13 v 2v 2v 1v 1 圖 48 板對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 當電弧穿透坡口根部時，應使每側坡口面熔化 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。滅弧橫焊時的焊縫形狀及熔孔見圖 5。 常州機電職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文 32 / 48 AAAA 圖 49 板對接橫焊打底層采用滅弧焊時的焊縫性狀及熔孔 施焊時，應使焊道背面熔化金屬有稍微下墜。如果控制 電弧燃燒時間，使之不產生下墜，則焊縫上部易出現(xiàn)氣孔，原因是氣體向上逸出時，受到母材金屬橫斷面的阻擋，逸出受阻：其次是熔池存在時間過短。 更換焊條熄弧前，為防止產生弧坑縮孔 ,必須向熔池背面多補充幾滴熔滴，然后將電弧拉到側后方熄弧。更換焊條時速度要快，換好焊條后最好在熔池尚處于紅熱狀態(tài)下引弧施焊。接頭位置應選在熔池前緣，利用電弧的加熱和吹力，重新?lián)舸┢驴阝g邊，為保證根部焊透，接頭光滑。當聽到試板背面電弧穿透聲后，稍做停留。然后立即收弧、依次運條前進。 焊打底層在使用堿性焊條滅弧焊法施焊時，不能像酸性焊條那樣靠長 弧預熱或跳弧控制熔池溫度，必須采用短弧焊；否則容易產生氣孔，焊件背面弧長應保持約 1/2 弧柱長度。 填充層的焊接 電流 120A，電弧運動方法斜圓圈。 在坡口內引弧，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，待熔渣向外流時向焊接方向傾斜焊條并向前運動，在此處并沒有預熱，只是有一個停留，也起到預熱的作用。如果拉長電弧進行預熱，由于焊件兩端磁場的作用會導致電弧嚴重偏吹，不僅起不到預熱的作用反而會影響正常焊接。焊條大幅度向前傾約 3至 5mm，然后壓低電弧向上向右運動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。向下運動(向下運動時不可過快 )，至下熔合線后焊條再沿下熔合線向前運動幾毫米，不停留，然后快速向上運動，隨焊接的進行，電弧偏吹程度減小，焊條向前傾斜常州機電職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文 33 / 48 的程度也漸減小。當焊接至最后方時電弧會向左側偏吹，同樣焊條應向左傾。填充焊時運條方法見圖 15 圖 410 開坡口對接填充焊時的斜圓圈運條法 首先焊條角度的變化較多，焊條角度要隨熔渣的流動而改變熔渣緊跟電弧，熔渣向哪個方向流焊條向哪個方向傾。事實上在熟練后在熔渣要向前或向后流之前改變焊條角度，因為熔渣要流動前體積 會及形狀會發(fā)生變化。在要流還沒流動前提前傾斜焊條，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的難點之一，對于學員來說也是較難掌握的一個技巧。二是電弧的位置，焊條運動至下坡口時 ,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中最為關鍵的一個問題 .三是電弧長度的，都說壓低電弧，但多低是關鍵，在下坡口處以焊條下方藥皮輕碰下坡口為益，電弧運動運載讓方時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度 ,還有下方的電弧長度看不到 )，否則成型不良。 第一層常見問題：一是上側較低，有夾角。原因是電弧在上側停留時間短或電弧未運動至最上方或電弧長度不合適。二是下側有未熔合現(xiàn)象。原因是電弧運動方法錯誤。電弧向上運動要快，運動至下方時電弧有一個向前拖動的動作，這是運動至關重要，目的是防止熔渣向前淌，否則會阻礙電弧對坡口的熔化。三是焊道中間成型不良。主要原因是焊條角的變化問題。要通過焊條角度的變化來控制熔渣流動不變使熔渣一直緊跟電弧。否則熔渣向后流離電弧過遠時則中間高，向前流超前于電弧時焊道會變低甚至會夾渣，圓圈法的電弧 運動參照《電弧運動方法其特點》。 常州機電職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文 34 / 48 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由于熔池體積過大而不易控制。所以這一層應采用多道焊。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而定。在坡口內起焊，引弧位置要距離開起焊處一定距離，引燃電弧后拉至起焊處，一部分電弧稍外露于焊件，待熔渣稍外流時壓低電弧傾斜焊條直線法向前運動，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。 最下方一道有兩個要點。一是形狀要成為一個臺階或近似臺階狀，這樣能能好的托住上方焊道，也會使這一層能平整；二是給最上方要焊的一道預留好合適的位置上方根部的寬度大約相當于焊條的直徑，這樣電弧能很方便地將根部熔化。如果過窄則電弧難以伸入至焊道的根部，易產生未熔。過寬時用斜圓圈或斜鋸齒會導致熔池體積增大，成型不易控制。 上側焊道的焊接：根據(jù)預位置的大小寬窄深淺選擇合適的電弧運動方法。如果根部寬度稍小于焊條直徑時采用直線或直線往復法，此法最為簡單，如果焊道寬但不深時，采用斜鋸齒法，如果寬而深時采用斜圓圈法。如果 窄而深采用直線往復法（可以很好地防止根部未熔 ,未熔是主要缺陷）寬而深且根部窄時采用三角法。 焊接完成后首先要保證上下兩面?zhèn)葻o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。第一層都要平整光滑無夾角，這樣下常州機電職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文 35 / 48 一層焊接要簡單的多。 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。有兩個要點：除最上方焊道外，一是 第一道都要近似臺階，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。 蓋面層焊接 （ 1）手工電弧焊的蓋面 最下方一道焊接時焊條稍向下傾，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。 總之在實踐中大多焊工在 焊接 多道焊時采用帶渣焊，這有個好處：快且平滑，不咬邊。但有個前提：大電流熱焊。這樣會使焊道 長時間處于高溫狀態(tài)，導致晶粒粗大，機械性能降低，所以采用清渣焊為好。 操作手法見圖 16 常州機電職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文 36 / 48 圖 411 蓋面焊時的焊條角度 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的一種焊接形式，一般先在專用焊劑墊上焊接內環(huán)縫，如圖 17 所示，然后再滾輪轉臺上焊接外焊縫，主要工作量在外焊縫。焊接時 ，通常采用機頭不動，讓焊件均勻轉動的方法焊接，焊接轉動的 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)金屬和熔渣從轉動的焊件表面流失，無論焊接內焊縫還常州機電職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文 37 / 48 是外焊縫，焊絲位置都應逆焊件轉動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 第 五 章 檢驗 無損檢驗 無損檢測主要包括射線檢測、超聲波檢測、磁力檢測等，具體操作如下表說明： 表 51 無損檢測 檢測方法 設備 用途 優(yōu)點 缺點 射線檢測 射線機、膠片、增感屏、暗室處理設備等 適用于探測焊縫內部氣孔、未焊透、夾渣等體積型缺陷，焊 可以確定缺陷的位 置大小以及種類，檢測結果可以長期保存 價格昂貴、安全措施要求高、不適宜較厚工件、平面缺陷常州機電職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文 38 / 48 縫內部平面型缺陷與透照方向一致時才易檢測。 不易檢測、技術要求性高 超聲波檢測 超聲波探傷儀、探頭、耦合劑、標準試塊 適用于缺陷內部裂紋、氣孔、夾渣、未熔合和未焊透 可以檢測較厚工件、可以對缺陷進行準確定位、對于平面缺陷十分敏感，安全方便、成本低 缺陷定位困難，檢測前工件表面需要加工，不適用于表面粗糙或形狀復雜的工件，技術要求性高 磁力檢測 磁頭、磁軛、線圈、磁粉等 用于檢測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，檢測靈敏度高，檢測結果易解釋 不能用于非鐵磁檢測。無法確定缺陷深度及種類，檢測后工件需要退磁 滲透檢測 滲透劑、現(xiàn)象劑、清洗劑、標準試塊、黑光燈等 檢測金屬或非金屬表面開口缺陷 可以確定缺陷的位置、大小及形狀，設備輕便，檢測結果易解釋 檢測前、后必須清潔工件，無法確定缺陷深度及性質，不適于疏松多孔的材料 渦流檢測 渦流探傷儀、標準試塊等 用于檢測導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尺寸，采用非接觸式 檢測，容易實行自動化 難以對缺陷定性，無法用于非導材料 壓力容器常見的缺陷及措施 在用壓力容器常見缺陷就其存在部位可分為表面缺陷和埋藏缺陷兩類 ,都對常州機電職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文 39 / 48 壓力容器的安全性能構成潛在威脅 ,以下對其 中的焊接所造成的缺陷 分別進行討論 。 表面缺陷 （ 1） 表面裂紋 裂紋是在用壓力容器的重點檢驗項目。現(xiàn)場檢驗時優(yōu)先使用磁粉探傷技術 ,它能快速、準確和直觀地發(fā)現(xiàn)表面裂紋 ,是目前檢驗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)應認真分析其產生原因 ,采取適當 的措施 (如打磨和挖補等 ) 予以徹底消除。從斷裂力學觀點而言 ,表面裂紋也存在允許尺寸 ,但考慮到內表面裂紋與儲存介質直接接觸 ,外表面裂紋與大氣接觸 ,因此易促使裂紋的擴展 ,危害極大 ,故對表面裂紋一律采取打磨消除的措施。 措施： 有關文件規(guī)定 ,如表面裂紋打磨深度 ≤7 % 的設計厚度 ,且 ＞ 3mm 時 ,可不補焊。但為了減少應力集中 ,要求磨削部位光滑并過渡圓滑。如果超出上述規(guī)定 ,則必須采取嚴格的補焊措施予以修復。 （ 2） 焊縫咬邊 焊 縫 咬 邊 為 幾 何 不 連 續(xù) 與 應 力 集 中 部 位 , 容 易