压力容器焊接方法

压力容器焊接方法
压力容器制造许可证中的焊接方法：
一、焊接接头分类：
容器主要受压部分的焊接接头分为A 、B 、C 、D 四类,如图所示，
a) 圆筒部分的纵向接头(多层包扎容器层板层纵向接头除外)、球形封头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头,均属A 类焊接接头。

b) 壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头,均属B 类焊接接头,但已规定为A 、C 、D 类的焊接接头除外。

c) 平盖、管板与圆筒非对接连接的接头,法兰与壳体、接管连接的接头,内封头与圆筒的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头,均属C 类焊接接头。

d) 接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头,均属D 类焊接接头,但已规定为A 、B 类的焊接接头除外。

A,B类焊接接头推荐采用埋弧焊，焊条电弧焊，氩弧焊，或其组合焊接工艺。

二、焊接方法：
01
封头拼缝
封头拼板缝一般是在平板状态下完成的，焊接条件比较好，厚度小于10mm的拼板缝宜采用焊条电弧焊焊接，厚度大于10mm的，宜采用焊条电弧焊+埋弧自动焊的组合焊。

02
筒体纵缝
筒体纵缝大多采用焊条电弧焊和埋弧自动焊，如何筒体内径小于500mm，还需要手工钨极氩弧焊打底。

对于大厚度的某些高强钢筒体纵缝采用电渣焊。

03
筒体环缝
筒体环缝大多采用焊条电弧焊和埋弧自动焊，对于厚度较大的筒体，尽量采用窄间隙埋弧自动焊。

04
接管焊接
接管与壳体一般采用焊条电弧焊和埋弧自动焊。

05
容器内壁堆焊
容器内壁堆焊主要焊接方法有：焊条电弧焊、埋弧自动焊、气保堆焊等。

06
球壳焊接
球壳焊接目前主要采用焊条电弧焊、埋弧自动焊、全位置气体保护自动焊。

其中，焊条电弧焊因为操作灵活、工艺简单，现场组装球罐用的较多；埋弧自动焊，多用于球壳上下极板的拼缝；全位置气体保护焊，现场组装焊接时采用较多，效率高、劳动强度低。

07
管子-管板连接
管子管板接头常用的焊接方法有：焊条电弧焊、手工钨极氩弧焊、全位置自动钨极氩弧焊，其中全位置自动钨极氩弧焊焊接质量最好。

如下图所示，上面提到的焊条电弧焊、埋弧自动焊、钨极氩弧焊、气保焊，在焊接方法的分类中都属于电弧焊。

压力容器焊接也一般采用电弧焊，见HG/T 20584 7.4.1。

现摘录陈祝年编著的《焊接工程师手册》（第二版）中关于上述各种焊接方法的介绍。

1. 焊条电弧焊，也称手工电弧焊，SMAW。

它的主要特点是：设备简单、操作灵活，不受场地和焊接位置限制，可焊金属材料范围广，但劳动条件较差、效率较低，多用于厚度3~40mm钢板。

2. 埋弧自动焊，SAW，是一种半自动焊接广场，主要特点：生产效率高、焊缝质量好、劳动条件好、节省能源和材料，但只适用于平焊或横焊，稍微复杂点的位置难以使用，需要采用较多的辅助装置，灵活性差点。

3. 氩弧焊
氩弧焊分为非熔化极氩弧焊TIG和熔化极氩弧焊MIG。

钨极氩弧焊为非熔化极氩弧焊，钨的熔点很高。

而如果焊丝作为电极，就是熔化极氩弧焊。

4. 气保焊
事实上，利用气体作为电弧介质并保护电弧和焊缝区都可以称之为气体保护焊，比如前面的TIG、MIG，它们将氩气作为保护气体。

但如果单叫“气体保护焊”，多指CO2气体保护焊，也称气保焊，或二保焊。

CO2气体保护焊，是一种熔化极气体保护焊MAG，目前主要用于压力容器中非承压件的焊接，因为焊接质量不够理想。

另，气保焊和气焊不要看差了，气焊是将气体燃烧，熔化焊件和焊接材料使之结合的方法，不属于电弧焊。

压力容器中一般不采用气焊。

5. 另外，上面截图中电弧焊还提到等离子弧焊和药芯焊丝电弧焊。

等离子弧焊，是在氩弧焊基础上发展起来的，只是前者其弧柱中的电离程度更高。

等离子弧焊适合薄壁特别是有色金属容器的焊接。

药芯焊丝电弧焊FCAW，实质上是一种熔化极气体保护焊，以可熔化的药芯焊丝作为一个电极，采用纯CO2或CO2+Ar气作为保护气体。

三、焊接过程中的控制要求
1、焊接注意事项
1.1 引弧与收弧
应在引弧或坡口内引弧，禁止在非焊接部位引弧，焊缝应在收弧板上收弧，弧坑应填满。

1.2 防止打弧
应防止地线、电源线、焊钳与焊件打弧。

1.3 弧坑的打磨与补焊
电弧擦伤处的弧坑需经打磨，使其均匀过渡到母材表面，若打磨后的母材厚度小于规定值时，则需补焊。

1.4 受压元件角焊缝
其根部应保证焊透，焊脚应圆滑过渡。

1.5 焊接线能量
每条焊道的线能量都不高于评定合格数值。

1.6 多层焊
各焊层焊道的接头应尽量错开。

1.7 清根
双面焊要求清理焊根，显露出正面打底的焊缝金属。

对于自动焊，若经试验确认能保证焊透，也可不作清根处理。

1.8 接弧处的要求
应保证焊透与熔合
1.9 层间温度
施焊过程中应控制层间温度不超过规定的范围。

当焊件预热时，应控制层间温度不低于预热温度。

1.10 中断焊接时的要求
每条焊缝应尽量一次焊完。

当中断焊接时，对冷裂纹敏感的焊件应及时采取后热、缓冷等措施。

重新焊接时，仍需按规定进行预热。

1.11 改善焊接质量的锤击
需采用锤击改善焊接质量时，第一层焊缝和盖面层焊接不宜锤击。

1.12 引弧板、收弧板及试板的去除
引弧板、收弧板、产品焊接试板不应锤击拆除。

2、焊接检验
2.1焊缝的外观形状尺寸应符合技术标准和设计图样的规定，表面不得有裂纹、气孔、弧坑和飞溅物。

2.2类焊缝应与母材圆滑过渡。

在图样未规定焊脚高度时，取焊件中较薄件之厚度。

对补强圈的焊脚，当补强圈大于或等于8mm时，其焊脚等于补强圈厚度的70%，且不小于8mm。

2.3对标准抗拉强度σb>540MPa的钢材和采用奥氏体不锈钢制造的容器、低温容器、球罐以及焊接接头系数取1.0的容器，焊接接头表面不得有咬边。

除上述以外的容器焊接接头表面的咬边深度不得大于0.5mm，咬边的连续长度不得大于100mm，焊接接头两侧咬边的总长不得超过该焊接接头长度的10%。

2.4A、B类焊接接头的余高A、B类焊缝余高不得大于焊件厚度10%，且不大于3mm。

A、B类焊接接头的宽度一般比坡口每侧宽度增宽1-2mm。

周.DS整理
2023.4
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