壓力容器埋弧焊氣孔成因與控制

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1、壓力容器埋弧焊氣孔成因與控制劉志剛大慶油田第六采油廠培訓(xùn)中心163513摘要木文從壓力容器行業(yè)埋弧焊工藝特點(diǎn)入手，介紹了產(chǎn)生氣孔的一般原因，通過長期的觀察、試驗(yàn)，找到了產(chǎn)生氣孔的特殊原因，并提出了解決措施,進(jìn)一步完善了埋弧焊工藝。主題詞埋弧焊氣孔控制措施焊接工藝1前言壓力容器制造中，主要承壓件是筒體，如圖1所示。一般由2-3節(jié)筒節(jié)加兩個(gè)封頭組成，制作過程括筒節(jié)的制造，筒節(jié)及封頭的組焊等工藝過程：下料、坡1_1、壓頭、卷圓、組對(duì)（點(diǎn)固）、縱縫焊接（埋弧焊）、校圓、組對(duì)環(huán)縫（點(diǎn)固）、焊接環(huán)縫（埋弧焊）。在組對(duì)過程中，標(biāo)準(zhǔn)

2、要求較高，否則會(huì)影響焊接質(zhì)量。按照GB150-1998規(guī)定,母材厚度小于20mm環(huán)縫組對(duì)偏差應(yīng)控制在板厚的25%以內(nèi)，縱縫組對(duì)偏差控制在3mm（母材厚度小于12mm控制在板厚的25%）以內(nèi)，在筒體的焊接中,全部用埋弧自動(dòng)焊完成，焊接質(zhì)量將直接影響筒體的質(zhì)量。2問題的產(chǎn)生埋弧自動(dòng)焊是電弧在焊劑層下燃燒的一種電弧焊方法，在焊劑層下電弧在焊絲末端與焊件之間的燃燒。使焊劑熔化，蒸發(fā)形成氣體，在電弧周圍形成一個(gè)封閉空腔，電弧在這個(gè)空腔內(nèi)中穩(wěn)定燃燒，焊絲不斷送入，以熔滴狀進(jìn)入熔池與熔化的母材金屬混合，并受到熔化焊劑的還原，凈化及

3、合金化作用，產(chǎn)生CO、02、NO等氣體，隨著焊接過程的進(jìn)行，電弧向前移動(dòng)熔池冷凝固定后形成焊縫，比重較輕的熔濟(jì)浮在熔池的表面，有效的保護(hù)熔池金屬。如果熔池凝固過快，使氣體來不及逸出而殘存在焊縫金屬中就會(huì)形成氣孔。在埋弧焊中多見CO氣孔。2.1氣孔形成的一般原因及采取的措施氣孔形成的一般原因：1）鐵銹、油污和水分對(duì)熔池既有氧化作用，又帶來大量的氫。2＞焊接方法埋弧焊熔透力強(qiáng)，焊縫的熔深相對(duì)于手工電弧焊深的多，氣體從熔池中逸出困難，故生成氣孔的傾向比手弧焊大得多。3）定位焊和補(bǔ)焊堿性焊條未按規(guī)定烘干或焊道未清理。4＞電流

4、的種類和極性使用交流電源，將使產(chǎn)生氣孔傾向增大。5）焊接工藝參數(shù)焊速增加，焊接電流增大，都會(huì)使氣孔傾向增加。針對(duì)以上原因產(chǎn)生的氣孔，通常采取如下措施來防止。1）焊接前用磨光機(jī)把坡口兩側(cè)20mm內(nèi)的鐵銹、油污打磨干凈，漏出金屬光澤，清除坡1_1附近的鐵銹及污物。2）焊接前焊劑要按規(guī)定的溫度進(jìn)行烘干并保溫，下班前冋收好焊劑，放到焊劑保溫箱中保溫以免受潮。藥劑要保持潔浄。3）定位焊和補(bǔ)焊吋，堿性焊條要按規(guī)定嚴(yán)格烘干。組對(duì)完或補(bǔ)焊完畢要立即施焊，否則焊道會(huì)返潮。4）使用直流電源，反極性連接可減少產(chǎn)生氣孔的傾向。5）采用合理的

5、工藝參數(shù)焊接。采用以上措施后，氣孔一般能得到有效的控制，但也有例外情況。2.2分析原因及相應(yīng)對(duì)策經(jīng)過一段吋間觀察、分析，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)氣孔的簡體板厚都在14mm以上，筒體直徑在800mm以上，而板厚在10mm以下，直徑在800mm以下的簡體則沒有出現(xiàn)氣孔。對(duì)以上兩類簡體焊縫中心線和坡口中心線進(jìn)行劃線標(biāo)注，發(fā)現(xiàn)在施焊過程中，發(fā)生氣孔的焊縫，蘇中心線均不冋程度的偏離了坡U中心線（δ），如圖2所示，板厚在14mm以上，直徑大于800mm的筒體，偏離的程度越大，產(chǎn)生密集氣孔的傾向越大，產(chǎn)生氣孔的部位均在焊縫偏離坡口中心

6、線3mm以上吋發(fā)生，而在板厚在10mm以下，直徑小于800mm的簡體，既使焊縫偏離坡空中心線3mm以上也不會(huì)產(chǎn)生氣孔。也就是說問題出現(xiàn)在機(jī)頭導(dǎo)軌（軌道）或轉(zhuǎn)胎上，在焊接過程中，機(jī)頭偏離坡口中心，導(dǎo)致焊縫中心偏離坡口中心。板厚愈大，直徑愈人，導(dǎo)熱就愈快，處于焊縫邊緣的氣泡來不及逸出形成氣孔；板厚愈小，直徑愈小，導(dǎo)熱就愈慢，處于焊縫邊緣的氣泡可以逸出，不能形成氣孔。由于國內(nèi)多數(shù)廠家和我們一樣采用國產(chǎn)設(shè)備及工裝進(jìn)行生產(chǎn)，大多存在如下缺陷：1）小車導(dǎo)軌或機(jī)頭軌道制造直線度超差，加之安裝導(dǎo)軌吋存在偏差，機(jī)頭在導(dǎo)軌上進(jìn)行，使焊槍

7、偏離焊道。2）小車導(dǎo)軌或機(jī)頭軌道長期處在生產(chǎn)環(huán)境中，不可避免的被各種工件碰撞，加之四季溫差變化，可能使軌道產(chǎn)生彎曲變形，在施焊吋必然焊偏。3）轉(zhuǎn)胎安裝后四輪間存在形位公差。簡體在轉(zhuǎn)胎上旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生徑向竄動(dòng)，而使焊槍偏離焊道。4）轉(zhuǎn)胎長期處在生產(chǎn)環(huán)境中，軸承在荷載下長期工作，如果潤滑不到位，很容易滾軸磨損，造成軸承間隙過大使轉(zhuǎn)胎發(fā)生徑向竄動(dòng)。以上情況都能使焊縫偏離，偏差不大吋，不影響焊道熔化，外觀成形美觀,這種焊偏不易覺察，當(dāng)偏差過大吋，焊縫偏離焊道，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重質(zhì)量問題。找到了問題的癥結(jié)，我們就可以有針對(duì)性地采取措施了

8、。1＞制作導(dǎo)軌（軌道）時(shí)應(yīng)檢査直線度，安裝吋應(yīng)檢査兩導(dǎo)軌間的平行度，偏差應(yīng)在允許的范圍內(nèi)，否則不能安裝。2）在生產(chǎn)環(huán)境中，提醒工人不能碰導(dǎo)軌，發(fā)生碰撞應(yīng)及吋檢查，維修，隨著季節(jié)的變化隨吋檢測(cè)導(dǎo)軌的直線度和平行度。3）轉(zhuǎn)胎在安裝吋，嚴(yán)格控制其形位公差，發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)立即調(diào)整。4）轉(zhuǎn)胎處于生產(chǎn)環(huán)境中，應(yīng)定期進(jìn)行潤滑，及吋更換不合格軸承。通過采取以上措