压力容器环缝质量问题的解决方案
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组装方法是确保组装质量的关键。环缝组装时， 不应 采用一点固定后沿一个方向旋转逐点固定， 这样在焊最 后一段时， 由于累积误差造成的对接偏差超大， 从而不得 不采取强力组装。
组装前焊接坡口应清理干净， 组装后及时焊接， 否则 易再次生锈或积聚污物， 导致焊接时产生焊接缺陷。 ２．２ 焊丝对筒体中心线偏移对环缝质量的影响
点 ：（ １） 为保 证 环 缝 对 接 偏 差 不 超 差 ， 首 先 要 严 格 控 制 纵
缝焊接后筒体的棱角度。筒节与封头选配时， 应以测量周
长为准， 不能只测量直径。要严格执行组对工艺， 避免产
生累积误差。（ ２） 环缝组装后， 应及时焊接以免产生气孔。
如果不能及时焊接， 则在焊接前必须对焊道两侧重新清
解决方案
工艺 ／ 工装 ／ 模具 ／ 诊断 ／ 检测 ／ 维修 ／ 改造 Ｓ ＯＬＵＴＩＯＮ
压力容器环缝质量问题的解决方案
黄凯燕 （ 无锡市南泉化工成套设备厂， 江苏 无锡 ２１４１２８）
摘 要： 在压力容器制造过程中， 环缝的焊接质量一直是焊接工作者关注的问题。从每月焊接质量统计中发现， 环缝的
返修率大约是纵缝的 １￣２ 倍。为此， 文中针对环缝的焊接质量问题， 分析了影响环缝质量的主要因素， 并提出了相应的
缝的最高点（ 如图 １） ， 则熔池处于电弧的右下方 ， 熔 深 增 大， 熔宽减少， 余高增加， 焊缝过渡不圆滑。
因此， 为保证环缝有良好的成形， 在环缝自动焊时，
焊缝
２０～４０
焊缝
旋转 方向
旋转 方向
２０～４０
熔池
图１
熔池
图２
控制焊丝与筒体中心线的偏移量是十分重要的。经我们 试 验 总 结 ， 焊 丝 应 较环 缝 的 最 低 点（ 或 最 高 点） 沿 焊 接 方 向偏移 ２０￣４０ｍｍ， 使熔池在水平位置凝结（ 如图 ２） ， 这样 可以减少焊接缺陷， 并使焊缝成形美观。 ２．３ 焊偏对环焊缝质量的影响
８５ 机械工程师 ２００８ 年第 ３ 期
解决方案
Ｓ ＯＬＵＴＩＯＮ 工艺 ／ 工装 ／ 模具 ／ 诊断 ／ 检测 ／ 维修 ／ 改造
不锈钢储水罐专用滚焊机设计
赵勇前 （ 广州英拓酒店设备有限公司， 广州 ５１１４００）
摘 要： 针 对 不 锈钢 储 水 罐专 用 滚 焊机 研 制 过程 中 出 现的 问 题 ， 提出 了 合 理的 改 进 措施 ， 彻 底 解决 了 机 头 温 升 过 快 、机
实践表明， 焊缝中心线与坡口中心线出现偏移对内 环缝质量影响较大， 且内缝焊偏出现的几率较高。 ２．３．１ 产生焊偏的原因和分析
（ １） 产生焊偏的原因 ①筒体在滚轮架上转动时， 由于两滚轮不在一个水 平线上或两滚轮间的档距不一致， 焊接时筒体产生轴向 窜动而产生焊偏。 ②因加工坡口不当， 导致坡口歪曲， 不在同一中心线 上， 焊接时机头调整不及时， 使焊丝偏离坡口一侧而产生 焊偏。 （ ２） 试验 用材质为 Ｑ２３５－ Ｂ， 规格为 １２ｍｍ×３００ｍｍ×５００ｍｍ 的 试板做焊偏试验。Ｉ 形坡口， 间隙 ０～１．５ｍｍ， 焊偏量为 ０～ ５ｍｍ。焊接参数是经焊接工艺评定合格的， 用于产品生产 的参数。试板焊后经 Ｘ 射线检查， 发现随焊偏量不同， 存 在焊接缺陷的情况如表 １ 所示。 ２．３．２ 试验结果分析 （ １） 焊偏量是埋弧自动焊产生缺陷的主要原因。当组
（ ３） 焊 偏 量 大 于 ３ｍｍ 时 ， 由 于 电 弧 加 热 焊 缝 根 部 及
工作。
一侧的热量不足， 因此造成未焊透和边缘夹渣。
收稿日期： ２００７－ ０１－ １７
８６ 机械工程师 ２００８ 年第 ３ 期
（ ２） 夹渣总是在偏离坡口中心线的一侧出现。在实际 生产中也没有发现两侧同时出现夹渣的情况。这说明在 电 弧 偏 离 一 侧 的 母 材 熔 化 少 、热 输 入 低 、冷 却 过 快 而 形 成 边缘夹渣。
３结论
影响环缝焊接质量的因素很多， 但在目前的设备条
件、工艺条件下， 要提高环焊缝焊接质量必须做好以下几
组装质量是确保环缝质量的前提。工艺上规定对组 装质量的考核指标主要有： 组对间隙值、组对间隙的均匀 性 、对 接 偏 差 、坡 口 角 度 及 清 洁 度 、不 得 强 力 组 对 。
尽管我厂有封头压制成形后测量实际周长再下料的 规定， 但批量较大时， 由于下料组装两道工序分配在不同 班组， 封头、筒节虽然都符合零部件的质量标准， 但由于累 积偏差， 使它们的内径偏差、椭圆度全部累积到组装工序， 造成组对后对接处两边高低不一， 焊接时易产生偏差。
头摆动等一系列问题。
关键词： 焊接温升； 刚性； 优力胶套
中图分类号： ＴＧ４３８．２
文献标识码： Ａ
文章编号： １００２－ ２３３３（ ２００８） ０３－ ００８６－ ０２
１ 问题的提出 某客户要求能在一台滚焊机上焊接一系列的不锈钢
储 水 罐 ， 最 大 外 径 为 １７００ｍｍ， 最 小 外 径 为 ６８０ｍｍ， 储 水 罐高均为 １５００ｍｍ， 在储水罐上盖开一个直径为 ４８０ｍｍ 的进水口， 如图 １， 其它地方焊好后完全密封不漏水， 一个 储水罐需要施焊三处， 滚圆后的筒体在接缝处施一条直 焊缝， 上下机头分别带着上下焊轮在水平面方向转动 ９０° 将上盖与筒体接缝处整个圆周边施一条焊缝， 下机头通
理。在湿度较大的情况下应对焊道两侧 ３０ｍｍ 范围内进
行烘焙， 烤出焊道金属内的潮气。（ ３） 尽量避免焊偏， 发生
焊偏时最大偏量不得超过 ３ｍｍ。
（ 编辑 昊 天）
!!!!!!!!!! 作者简 介： 黄 凯燕（ １９７３－ ） ， 女 ， 工 程 师 ， 主 要 从 事 压 力 容 器 焊 接 工 艺
!６８０
!１７００
图１
下机臂
图２
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
表１
（ ４） 如果 适 当 加 大 焊 接 电 流 ， 即 使 有 小 量 焊 偏 ， 由 于
焊 偏 量／ｍｍ ０
Ｘ 射线检查发现的缺陷 未发现缺陷
焊接电弧热量增大， 焊缝金属的熔化量增加， 也能减少焊 接缺陷产生的可能性。
环焊缝焊接时， 一般筒体直径越大， 焊接过程的特点 越接近纵焊缝。当筒体直径小于 ２ｍ 时， 焊缝就变成了一 条曲线， 直径越小则曲率越大， 焊接熔池处于水平位置的 时间越短， 在重力作用下， 熔融金属或熔渣下淌而易造成 夹 渣 、未 焊 透 和 焊 缝 成 形 不 美 观 。
在内环缝焊接时， 如将焊缝调到环缝的最低点（ 如图 １） ， 焊 接 熔 池 处 于 电 弧 的 左上 方 ， 相 当 于 下 坡 焊 ， 液 态 金 属流积于电弧下， 使熔深变浅， 熔宽增大， 环缝的余高减 少， 甚至造成局部低于母材的现象。尤其当筒体直径较小 时， 上述现象更突出。外焊缝焊接时， 如果将焊丝调至焊
１
未发现缺陷
２
未发现缺陷
３
焊缝边缘夹渣
３．５
焊缝边缘夹渣， 未焊透
４
焊缝边缘夹渣， 未焊透， 少量的未熔合
５
缺陷种类同上， 但更严重
装 间 隙 为 ０￣１．５ｍｍ， 焊 偏 量 超 过 ３ｍｍ 时 ， 即 会 出 现 焊 接 缺 陷 。试 验 中 得 到 的 缺 陷 与 实 际 生 产中 的 缺 陷 性 质 、种 类 、分 布 是 一 致 的 。
过上盖进水口伸进筒内将下盖与筒体接缝处整个圆周施 一条焊缝， 第一轮设计出的整机结构原理简图如图 ２， 上 下机头结构原理简图如图 ３。
交客户使用后发现两个主要不足是：（ １） 机头有摆动 现象， 致使上焊轮下降到工作点与下焊轮接触时不能重
被焊工件最小外形尺寸 被焊工件最大外形尺寸
!４８０
!４８０
１５００ １５００
解决方案。
关键词： 环缝； 熔池； 电弧； 测量
中图分类号： ＴＧ４４
文献标识码： Ｂ
文章编号： １００２－ ２３３３（ ２００８） ０３－ ００Baidu Nhomakorabea５－ ０２
１ 环缝的特点 环缝的返修率比纵缝高的原因， 主要是环缝的焊接
条 件 比 纵 缝 差 ， 它 的 特 点是 ：（ １） 环 缝 一 般 要 比 纵 缝 长 得 多 ， 焊 缝 长产 生 缺 陷 的 可 能 性 就 大 ；（ ２） 环 缝 的 组 装 比 纵 缝难， 易产生对接偏差， 增加焊缝的附加应力；（ ３） 筒体存 在椭圆度及纵缝的凸起部分， 使滚轮架转动不平稳；（ ４） 埋弧焊时焊接操作机刚度不够， 稳定性差， 导致电弧电 压、焊接电流不稳定， 易产生焊接缺陷。 ２ 影响环缝质量的主要因素 ２．１ 组装质量
组装前焊接坡口应清理干净， 组装后及时焊接， 否则 易再次生锈或积聚污物， 导致焊接时产生焊接缺陷。 ２．２ 焊丝对筒体中心线偏移对环缝质量的影响
点 ：（ １） 为保 证 环 缝 对 接 偏 差 不 超 差 ， 首 先 要 严 格 控 制 纵
缝焊接后筒体的棱角度。筒节与封头选配时， 应以测量周
长为准， 不能只测量直径。要严格执行组对工艺， 避免产
生累积误差。（ ２） 环缝组装后， 应及时焊接以免产生气孔。
如果不能及时焊接， 则在焊接前必须对焊道两侧重新清
解决方案
工艺 ／ 工装 ／ 模具 ／ 诊断 ／ 检测 ／ 维修 ／ 改造 Ｓ ＯＬＵＴＩＯＮ
压力容器环缝质量问题的解决方案
黄凯燕 （ 无锡市南泉化工成套设备厂， 江苏 无锡 ２１４１２８）
摘 要： 在压力容器制造过程中， 环缝的焊接质量一直是焊接工作者关注的问题。从每月焊接质量统计中发现， 环缝的
返修率大约是纵缝的 １￣２ 倍。为此， 文中针对环缝的焊接质量问题， 分析了影响环缝质量的主要因素， 并提出了相应的
缝的最高点（ 如图 １） ， 则熔池处于电弧的右下方 ， 熔 深 增 大， 熔宽减少， 余高增加， 焊缝过渡不圆滑。
因此， 为保证环缝有良好的成形， 在环缝自动焊时，
焊缝
２０～４０
焊缝
旋转 方向
旋转 方向
２０～４０
熔池
图１
熔池
图２
控制焊丝与筒体中心线的偏移量是十分重要的。经我们 试 验 总 结 ， 焊 丝 应 较环 缝 的 最 低 点（ 或 最 高 点） 沿 焊 接 方 向偏移 ２０￣４０ｍｍ， 使熔池在水平位置凝结（ 如图 ２） ， 这样 可以减少焊接缺陷， 并使焊缝成形美观。 ２．３ 焊偏对环焊缝质量的影响
８５ 机械工程师 ２００８ 年第 ３ 期
解决方案
Ｓ ＯＬＵＴＩＯＮ 工艺 ／ 工装 ／ 模具 ／ 诊断 ／ 检测 ／ 维修 ／ 改造
不锈钢储水罐专用滚焊机设计
赵勇前 （ 广州英拓酒店设备有限公司， 广州 ５１１４００）
摘 要： 针 对 不 锈钢 储 水 罐专 用 滚 焊机 研 制 过程 中 出 现的 问 题 ， 提出 了 合 理的 改 进 措施 ， 彻 底 解决 了 机 头 温 升 过 快 、机
实践表明， 焊缝中心线与坡口中心线出现偏移对内 环缝质量影响较大， 且内缝焊偏出现的几率较高。 ２．３．１ 产生焊偏的原因和分析
（ １） 产生焊偏的原因 ①筒体在滚轮架上转动时， 由于两滚轮不在一个水 平线上或两滚轮间的档距不一致， 焊接时筒体产生轴向 窜动而产生焊偏。 ②因加工坡口不当， 导致坡口歪曲， 不在同一中心线 上， 焊接时机头调整不及时， 使焊丝偏离坡口一侧而产生 焊偏。 （ ２） 试验 用材质为 Ｑ２３５－ Ｂ， 规格为 １２ｍｍ×３００ｍｍ×５００ｍｍ 的 试板做焊偏试验。Ｉ 形坡口， 间隙 ０～１．５ｍｍ， 焊偏量为 ０～ ５ｍｍ。焊接参数是经焊接工艺评定合格的， 用于产品生产 的参数。试板焊后经 Ｘ 射线检查， 发现随焊偏量不同， 存 在焊接缺陷的情况如表 １ 所示。 ２．３．２ 试验结果分析 （ １） 焊偏量是埋弧自动焊产生缺陷的主要原因。当组
（ ３） 焊 偏 量 大 于 ３ｍｍ 时 ， 由 于 电 弧 加 热 焊 缝 根 部 及
工作。
一侧的热量不足， 因此造成未焊透和边缘夹渣。
收稿日期： ２００７－ ０１－ １７
８６ 机械工程师 ２００８ 年第 ３ 期
（ ２） 夹渣总是在偏离坡口中心线的一侧出现。在实际 生产中也没有发现两侧同时出现夹渣的情况。这说明在 电 弧 偏 离 一 侧 的 母 材 熔 化 少 、热 输 入 低 、冷 却 过 快 而 形 成 边缘夹渣。
３结论
影响环缝焊接质量的因素很多， 但在目前的设备条
件、工艺条件下， 要提高环焊缝焊接质量必须做好以下几
组装质量是确保环缝质量的前提。工艺上规定对组 装质量的考核指标主要有： 组对间隙值、组对间隙的均匀 性 、对 接 偏 差 、坡 口 角 度 及 清 洁 度 、不 得 强 力 组 对 。
尽管我厂有封头压制成形后测量实际周长再下料的 规定， 但批量较大时， 由于下料组装两道工序分配在不同 班组， 封头、筒节虽然都符合零部件的质量标准， 但由于累 积偏差， 使它们的内径偏差、椭圆度全部累积到组装工序， 造成组对后对接处两边高低不一， 焊接时易产生偏差。
头摆动等一系列问题。
关键词： 焊接温升； 刚性； 优力胶套
中图分类号： ＴＧ４３８．２
文献标识码： Ａ
文章编号： １００２－ ２３３３（ ２００８） ０３－ ００８６－ ０２
１ 问题的提出 某客户要求能在一台滚焊机上焊接一系列的不锈钢
储 水 罐 ， 最 大 外 径 为 １７００ｍｍ， 最 小 外 径 为 ６８０ｍｍ， 储 水 罐高均为 １５００ｍｍ， 在储水罐上盖开一个直径为 ４８０ｍｍ 的进水口， 如图 １， 其它地方焊好后完全密封不漏水， 一个 储水罐需要施焊三处， 滚圆后的筒体在接缝处施一条直 焊缝， 上下机头分别带着上下焊轮在水平面方向转动 ９０° 将上盖与筒体接缝处整个圆周边施一条焊缝， 下机头通
理。在湿度较大的情况下应对焊道两侧 ３０ｍｍ 范围内进
行烘焙， 烤出焊道金属内的潮气。（ ３） 尽量避免焊偏， 发生
焊偏时最大偏量不得超过 ３ｍｍ。
（ 编辑 昊 天）
!!!!!!!!!! 作者简 介： 黄 凯燕（ １９７３－ ） ， 女 ， 工 程 师 ， 主 要 从 事 压 力 容 器 焊 接 工 艺
!６８０
!１７００
图１
下机臂
图２
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
表１
（ ４） 如果 适 当 加 大 焊 接 电 流 ， 即 使 有 小 量 焊 偏 ， 由 于
焊 偏 量／ｍｍ ０
Ｘ 射线检查发现的缺陷 未发现缺陷
焊接电弧热量增大， 焊缝金属的熔化量增加， 也能减少焊 接缺陷产生的可能性。
环焊缝焊接时， 一般筒体直径越大， 焊接过程的特点 越接近纵焊缝。当筒体直径小于 ２ｍ 时， 焊缝就变成了一 条曲线， 直径越小则曲率越大， 焊接熔池处于水平位置的 时间越短， 在重力作用下， 熔融金属或熔渣下淌而易造成 夹 渣 、未 焊 透 和 焊 缝 成 形 不 美 观 。
在内环缝焊接时， 如将焊缝调到环缝的最低点（ 如图 １） ， 焊 接 熔 池 处 于 电 弧 的 左上 方 ， 相 当 于 下 坡 焊 ， 液 态 金 属流积于电弧下， 使熔深变浅， 熔宽增大， 环缝的余高减 少， 甚至造成局部低于母材的现象。尤其当筒体直径较小 时， 上述现象更突出。外焊缝焊接时， 如果将焊丝调至焊
１
未发现缺陷
２
未发现缺陷
３
焊缝边缘夹渣
３．５
焊缝边缘夹渣， 未焊透
４
焊缝边缘夹渣， 未焊透， 少量的未熔合
５
缺陷种类同上， 但更严重
装 间 隙 为 ０￣１．５ｍｍ， 焊 偏 量 超 过 ３ｍｍ 时 ， 即 会 出 现 焊 接 缺 陷 。试 验 中 得 到 的 缺 陷 与 实 际 生 产中 的 缺 陷 性 质 、种 类 、分 布 是 一 致 的 。
过上盖进水口伸进筒内将下盖与筒体接缝处整个圆周施 一条焊缝， 第一轮设计出的整机结构原理简图如图 ２， 上 下机头结构原理简图如图 ３。
交客户使用后发现两个主要不足是：（ １） 机头有摆动 现象， 致使上焊轮下降到工作点与下焊轮接触时不能重
被焊工件最小外形尺寸 被焊工件最大外形尺寸
!４８０
!４８０
１５００ １５００
解决方案。
关键词： 环缝； 熔池； 电弧； 测量
中图分类号： ＴＧ４４
文献标识码： Ｂ
文章编号： １００２－ ２３３３（ ２００８） ０３－ ００Baidu Nhomakorabea５－ ０２
１ 环缝的特点 环缝的返修率比纵缝高的原因， 主要是环缝的焊接
条 件 比 纵 缝 差 ， 它 的 特 点是 ：（ １） 环 缝 一 般 要 比 纵 缝 长 得 多 ， 焊 缝 长产 生 缺 陷 的 可 能 性 就 大 ；（ ２） 环 缝 的 组 装 比 纵 缝难， 易产生对接偏差， 增加焊缝的附加应力；（ ３） 筒体存 在椭圆度及纵缝的凸起部分， 使滚轮架转动不平稳；（ ４） 埋弧焊时焊接操作机刚度不够， 稳定性差， 导致电弧电 压、焊接电流不稳定， 易产生焊接缺陷。 ２ 影响环缝质量的主要因素 ２．１ 组装质量