承压设备焊接工艺经验总结论文

承压设备焊接工艺经验总结

摘要：承压设备是在生产、生活中广泛使用的可能引起燃爆或中毒等危险的特种设备。承压设备的制造（安装）主要是通过焊接连接的，因此焊接质量的好坏直接影响承压设备的制造（安装）质量。虽然制造（安装）单位对于焊接有一套焊接质量控制系统，但在焊接材料选择、角焊缝的焊接及坡口制备、组装方面仍然存在一些容易忽视的问题。

关键词：承压设备焊接质量控制

中图分类号：0213.1文献标识码： a 文章编号：

一、焊接材料选择

我国承压设备所使用的焊接材料标准主要有： gb/t5117-1995 《碳钢焊条》、gb/t5118-1995 《低合金钢焊条》、gb/t983-1995 《不锈钢焊条》、gb/t 14958-1994 《气体保护焊用钢丝》、nb/t47018.1～47018.7-2011《承压设备用焊接材料订货技术条件》等。

我国承压设备用钢材专用标准主要有： gb713-2008《锅炉和压力容器用钢板》、 gb24511-2009《承压设备用不锈钢钢板及钢带》、gb 3087-2008《低中压锅炉用无缝钢管》、 gb9948- 2006 《石油裂化用无缝钢管》等。

这些钢材都对其拉伸强度的最低值与最高值都做出了限定，目的是使某一强度级别的钢材也同时具备足够的塑性与韧性。焊条标准中原来只规定熔敷金属抗拉强度的最低值，而最高值才刚刚规定，有些单位执行的不好，给焊接接头的力学性能匹配带来一定障

碍。造成焊缝金属强度超过母材强度，即超强匹配，引起焊接接头塑性下降，脆性转变温度提高，造成韧性储备不足。

二、角焊缝焊接

角接焊缝与对接焊缝在受力、焊接、检验方面存在较大的差异，因此角焊缝是承压设备制造中的薄弱环节。

1.在受力方面，角焊缝受力状况相对于对接焊缝差得多。（1）角焊缝一般位于承压设备结构不连续部位，例如接管与筒体连接焊缝，受到较高的局部集中高应力。对接焊缝一般位于承压设备的壳体上，所受的力与壳体相同，且受力均匀。（2）角焊缝不仅要受到拉伸应力的作用,还要受到弯曲应力和剪切应力的作用。对接焊缝一般只受到拉伸应力的作用，受力比较简单。（3）角焊缝多位于开孔等部位,加工尺寸难以达到规定的要求,易产生较大的装配残余

应力。对接焊缝的组对可通过制造公差保证，装配的自由度较大，拘束度小，装配所产生的残余应力较小。（4）角焊缝的几何尺寸有急剧的变化,力的传递比对接焊缝复杂,在焊缝根部及焊趾处有较

大的应力集中。对接焊缝能与母材平齐或与母材圆滑过渡,焊缝引起的应力集中较小。（5）除内压力作用外，角焊缝还要承受温差应力的作用，如管板换热器的管子与管板的温差应力较大，焊缝成为最容易破坏的部位，废热锅炉进水管处温差应力较大，角焊缝亦是易断裂的部位。对接焊缝一般只受到内压力的作用。

2.在焊接方面，角焊缝焊接质量较难保证。（1）母材不等厚度的角焊缝，厚度差可达几倍甚至十倍，焊接时既要考虑厚板的熔透，

又要考虑薄板的过热等，焊接工艺较难控制。对接焊缝两边的母材相等或厚度差很小，焊接工艺比较容易控制。（2）异种材质的角焊缝，焊材选择较困难，须要较合适的焊接工艺才能保证异种钢的焊接质量。对接焊缝两边的母材一般为同种钢，焊接质量容易控制。（3）多种坡口型式的角焊缝，坡口加工多采用手工切割，加工尺寸不易达到规定的要求，坡口大小不等，宽窄不一，质量较差，给焊接带来较大的困难。对接焊缝一般为双面焊的坡口型式,坡口采用机械加工,易达到规定的尺寸和要求。（4）由于设备转动困难,结构复杂等原因,角焊缝须采取多位置焊接。对接焊一般采用平焊，焊接质量较好。（5）角焊缝多采用手工焊接,焊接参数不易控制,焊接线能量偏差较大,焊缝质量不易保证。对接焊缝多采用自动或半自动焊接，焊接工艺稳定，焊接线能量能得到较好地控制。（7）角焊缝没有对打底焊进行清根，打底焊质量较差,保留在焊缝中，焊缝质量较差。对接焊缝一般采用双面焊,对打底焊进行了清根。（8）角焊缝无产品试板。主体对接焊缝有产品焊接试板,焊缝质量可靠性较高。

3.在检验方面，角焊缝较难进行焊缝内部无损探伤检验，焊缝内部缺陷不易准确消除。对接焊缝可以进行无损探伤，焊缝内部缺陷能够及时清除。

三、坡口的制备与组装

1. 坡口的尺寸对焊接质量的影晌

坡口的尺寸主要指坡口角度、钝边尺寸，对u形坡口还包括圆

弧r的尺寸。坡口一般用机加工或火焰气割而成，机加工坡口质量好，但成本高；火焰气割坡口成本低，方便易行且用途广泛，但是质量难以控制，因此气割完毕后需要修整。

（1）不正确的坡口角度

坡口角度不合适会对焊接质量产生不同程度的影响。

1)坡口角度过大。表面上看，只是会造成填充金属增多，焊接时间变长，增加生产成本，增大了焊接变形。需要进行焊后校形，会增加很高的校正成本，其成本甚至会高于焊接成本。

2) 坡口角度过小。容易造成熔深不足，甚至夹渣。熔深不足会影响焊缝的有效厚度，从而降低焊缝强度。还容易产生裂纹。这一问题不是孤立存在的，它还和焊接电流大小，焊缝成形系数等密切相关。这是因为：焊缝液态金属的凝固是由于母材的冷却作用引起的，并沿着焊缝金属两侧向里发展，最后凝固的液体金属位于焊缝中心线的平面上，如果焊缝深度大于焊缝面的宽度，焊缝表面会先于焊缝中心固化，这样其收缩力就会作用在半液态的焊缝中心上，因而产生中心裂纹。

（2）不正确的坡口尺寸

坡口尺寸主要是指钝边尺寸，对于 u 形坡口还包括圆弧的尺寸。

1) 钝边。钝边不合适会对焊接质量造成影响 ,过小容易造成烧穿，过大容易造成未焊透。如果接头两侧的钝边同时过大或过小还比较容易处理，可以通过调节电流来控制熔深。但如果出现一侧钝

边大，另一侧钝边小，就比较麻烦，选用小电流，就会未焊透，选用大电流，就会烧穿，这种情况在单面焊双面成型的焊接工作中应引起足够的重视。

2)u形坡口圆弧的尺寸。这种坡口比较节约焊材，但圆弧的尺寸必须保证焊条或焊丝能够伸到坡口底部进行焊接。

3）选择正确的坡口形式

常用的坡口形式中，u形坡口最节约焊材，一般要求用机加工的方法；v 形和双 v 形坡口使用最广，可以采用气割方法，但不能严格地保证尺寸，采用气割方法时，应注意下料时控制尺寸，焊接前还要进行检查，以便选择正确的工艺参数进行焊接；对于只允许单面焊接的焊缝，可以考虑采用单面焊双面成型的坡口形式，这种坡口形式对坡口尺寸精度和焊工水平要求较高，因此，如果条件允许，也可以考虑采用加垫板形式的单面焊接，这种坡口形式对坡口尺寸精度和焊工水平要求不是很高。

2.接头的组装对焊接质量的影响

在生产中，最难控制的就是组装带来的质量问题。

（1）错边

错边是接头组装的常见问题，一般随板厚增大而增大，错边带来隐藏的危害就是错边会减少受力面积，产生附加弯曲应力，使其对裂纹十分敏感。

（2）不正确的坡口间隙

坡口间隙过小会引起未焊透，过大会引起烧穿。虽然焊工可以