压力容器焊接知识
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压力容器制造焊接基础知识
山东省安泰化工压力容器检验中心 田洪成
一、压力容器制造工艺简介
• 压力容器筒体一般有三种加工制造型式： • 钢管（小直径） • 锻造（厚壁、超高压容器） • 卷焊
一、压力容器制造工艺简介
• 1 、材料验收入库：金属结构材料、焊材、辅助材料 • 2、材料的发放：核对领用单内容和材料标记，确认材料牌
1930年：前苏联罗比诺夫发明埋弧焊。 1956年：前苏联楚迪克夫发明了摩擦焊技术。 1957年：法国施吉尔发明电子束焊。 1957年：前苏联卡扎克夫发明扩散焊。 1990年左右：逆变技术得到了长足的发展，其结果使得焊接设 备的重量和尺寸大大的下降。 1991年：英国焊接研究所发明了搅拌摩擦焊，成功的焊接了铝 合金平板。 1996年：以乌克兰巴顿焊接研所B.K.Lebegev院士为首的三十 多人的研制小组，研究开发了人体组织的焊接技术。
一、压力容器制造工艺简介
• 大型和重型制造工艺与技术简介 • 锻焊式容器:加氢反应器、核电站的压力壳、
人造水晶反应釜等。 • 板焊式容器：尿素合成塔、氨合成塔等。
一、压力容器制造工艺简介
二、焊接概论
• 材料的连接方法 • 常用连接方法简介
• 焊接
• 焊接的定义及本质 • 焊接的特点 • 主要焊接方法分类 • 焊接发展概况 • 焊接技术的应用 • 焊接技术的发展趋势
管道焊接机器人
焊接发展概况
公元前3000多年埃及出现了锻焊技术。 公元前2000多年中国的殷朝采用铸焊制造兵器。 公元前200年前，中国已经掌握了青铜的钎焊及铁器的锻焊工艺。 1801年：英国H.Davy发现电弧。 1881年：法国人 De Meritens 发明了最早期的碳弧焊机。 1888年：俄罗斯人H.г.Cлавянов发明金属极电弧焊。 1889—1890年：美国人C. L. Coffin首次使用光焊丝作电极进行了 电弧焊接。 1890年：英国人Brown 第一次使用氧加燃气切割进行了抢劫银行 的尝试。 1900年：英国人Strohmyer发明了薄皮涂料焊条。 1907年10月 瑞典人O. Kjellberg 完善了焊条
螺纹连接
利用螺纹压紧力将分离的零件连接成一个整体的方法 特点 ① 具有可拆御性； ② 连接强度根据需要可在较大范围内调整。
螺纹连接是各种机械、仪器、仪表中应用最广泛的可拆卸连 接方法。
焊接—焊接是利用加热或加压或二者并用的方法，将两
种或两种以上的同种或异种材料，通过原子或分子之间的结
合和扩散连接成一体的工艺过程。
焊接的特点
优点： • 焊接结构产品的质量轻，生产成本低。 • 整体性好，具有良好的气密性、水密性 • 投资少、见效快 • 适用于几何尺寸大而材料较分散的制品 • 简化金属结构的加工工艺，缩短加工周期
不足： ① 结构无可拆性。 ② 焊接时局部加热，焊接接头的组织和性能与母材相比发生变 化，产生焊接残余应力和焊接变形。 ③ 焊接缺陷的隐蔽性，易导致焊接结构的意外破坏。
焊接技术的应用
• 桥梁建造 • 飞机制造 • 航空航天 • 汽车制造 • 舰船制造 • 房屋建造 • 石油石化
焊接技术的发展趋势
➢ 提高生产率
多丝多弧焊接新工艺
高效双弧TIG焊
双丝MAG焊
➢提高准备工序及焊接过程的机械化、自动化、智能化水平 ➢热源的应用和开发 ➢节能降耗
智能球罐全位置焊接机器人
号、规格无误 • 3 、下料与坡口制备：标记移植：钢印、油漆书写、挂标签
等。下料方法：机械剪切、手工热切割、机械热切割。坡 口加工：机械加工（刨边机、铣边机、龙门刨床）、热切 割加工 • 4、成型加工：冲压、卷制、旋压 • 5、装配与焊接：是决定产品最终质量的关键性工序（焊接 工艺规程、培训考核合格的焊工是关键） • 6、焊后热处理 • 7、总体质量验收检查：几何尺寸、外观质量、无损检测、 焊接试板的试验和检查、整体结构的耐压检查
焊接的分类
•熔化焊
将焊件接头加热至熔化状态，然后冷却结晶成一体的方法。 熔化焊最容易实现原子结合，是金属焊接的最主要方法。
• 固相焊接
利用摩擦、扩散和加压等物理作用，克服表面不平度，除 去氧化膜及其它污染物，使两个连接表面的原子相互接近到晶 格距离，从而在固态条件下实现连接。
• 钎焊
采用熔点低于焊件(母材)的钎料与焊件一起加热，使钎料熔 化(焊件不熔化)后，依靠钎料的流动充填接头预留空隙中，并 与固态的母材相互扩散、溶解，冷却后实现焊接的方法。
•金属焊接的本质
原子之间距离（wk.baidu.com格）非常小→形成牢固的结合力
金属焊接的困难
表面粗糙度和表面存在的氧化膜及其它污染物，阻碍不同构件表面金属 原子之间接近到晶格距离并形成结合力。
焊接过程的本质
通过适当的物理化学过程克服上述困难，使两个分离的固态物体表面的 原子接近到晶格距离（即0.3-0.5nm） ，产生原子（或分子）间结合而连接 成一体的加工方法。
材料的连接方法
材料的连接可分为两类： • 可拆式连接：螺纹联接、摩擦联接 • 不可拆式连接：焊接、粘接、铆接
粘结
用胶粘剂把两个零件连接在一起，并使接合处有足够强度的连接工艺。 粘接的的特点： ① 可用于多种不同形状的接头和各种不同材料（如各种金属、非金属以及金
属与非金属）的连接。 ② 可实现大面积连接。接头的应力分布较均匀，耐疲劳性能好。 ③ 接头的密封性能好，并具有耐腐蚀和绝缘等性能。 ④ 工艺简便，无焊接的高温，又无螺纹连接和铆接所需的多种机械紧固件
（如螺钉、螺母、垫圈、销钉等），生产率高。 粘接的不足之处： ① 粘接接头的强度不及焊接接头高。 ② 接头的耐热性较低(一般在300℃以下)。 ③ 使用中胶粘层易发生老化，接头强度性能不稳定，影响结构使用寿命
铆接
采用铆钉将两个零件连接成一个整体的连接工艺。 1) 特点
① 一般不需对接头加热，可保持材料原有的组织和性能，无 热应力和变形等问题。 ② 可以对同种材料或导种材料进行连接。 2) 铆接的缺点 ① 铆接通常要加垫板，铆钉等附件，增加结构自重和钻孔、 加工等工序； ② 接头处截面增加，易形成较大的应力集中； ③ 较难实现接头的密封性连接。
山东省安泰化工压力容器检验中心 田洪成
一、压力容器制造工艺简介
• 压力容器筒体一般有三种加工制造型式： • 钢管（小直径） • 锻造（厚壁、超高压容器） • 卷焊
一、压力容器制造工艺简介
• 1 、材料验收入库：金属结构材料、焊材、辅助材料 • 2、材料的发放：核对领用单内容和材料标记，确认材料牌
1930年：前苏联罗比诺夫发明埋弧焊。 1956年：前苏联楚迪克夫发明了摩擦焊技术。 1957年：法国施吉尔发明电子束焊。 1957年：前苏联卡扎克夫发明扩散焊。 1990年左右：逆变技术得到了长足的发展，其结果使得焊接设 备的重量和尺寸大大的下降。 1991年：英国焊接研究所发明了搅拌摩擦焊，成功的焊接了铝 合金平板。 1996年：以乌克兰巴顿焊接研所B.K.Lebegev院士为首的三十 多人的研制小组，研究开发了人体组织的焊接技术。
一、压力容器制造工艺简介
• 大型和重型制造工艺与技术简介 • 锻焊式容器:加氢反应器、核电站的压力壳、
人造水晶反应釜等。 • 板焊式容器：尿素合成塔、氨合成塔等。
一、压力容器制造工艺简介
二、焊接概论
• 材料的连接方法 • 常用连接方法简介
• 焊接
• 焊接的定义及本质 • 焊接的特点 • 主要焊接方法分类 • 焊接发展概况 • 焊接技术的应用 • 焊接技术的发展趋势
管道焊接机器人
焊接发展概况
公元前3000多年埃及出现了锻焊技术。 公元前2000多年中国的殷朝采用铸焊制造兵器。 公元前200年前，中国已经掌握了青铜的钎焊及铁器的锻焊工艺。 1801年：英国H.Davy发现电弧。 1881年：法国人 De Meritens 发明了最早期的碳弧焊机。 1888年：俄罗斯人H.г.Cлавянов发明金属极电弧焊。 1889—1890年：美国人C. L. Coffin首次使用光焊丝作电极进行了 电弧焊接。 1890年：英国人Brown 第一次使用氧加燃气切割进行了抢劫银行 的尝试。 1900年：英国人Strohmyer发明了薄皮涂料焊条。 1907年10月 瑞典人O. Kjellberg 完善了焊条
螺纹连接
利用螺纹压紧力将分离的零件连接成一个整体的方法 特点 ① 具有可拆御性； ② 连接强度根据需要可在较大范围内调整。
螺纹连接是各种机械、仪器、仪表中应用最广泛的可拆卸连 接方法。
焊接—焊接是利用加热或加压或二者并用的方法，将两
种或两种以上的同种或异种材料，通过原子或分子之间的结
合和扩散连接成一体的工艺过程。
焊接的特点
优点： • 焊接结构产品的质量轻，生产成本低。 • 整体性好，具有良好的气密性、水密性 • 投资少、见效快 • 适用于几何尺寸大而材料较分散的制品 • 简化金属结构的加工工艺，缩短加工周期
不足： ① 结构无可拆性。 ② 焊接时局部加热，焊接接头的组织和性能与母材相比发生变 化，产生焊接残余应力和焊接变形。 ③ 焊接缺陷的隐蔽性，易导致焊接结构的意外破坏。
焊接技术的应用
• 桥梁建造 • 飞机制造 • 航空航天 • 汽车制造 • 舰船制造 • 房屋建造 • 石油石化
焊接技术的发展趋势
➢ 提高生产率
多丝多弧焊接新工艺
高效双弧TIG焊
双丝MAG焊
➢提高准备工序及焊接过程的机械化、自动化、智能化水平 ➢热源的应用和开发 ➢节能降耗
智能球罐全位置焊接机器人
号、规格无误 • 3 、下料与坡口制备：标记移植：钢印、油漆书写、挂标签
等。下料方法：机械剪切、手工热切割、机械热切割。坡 口加工：机械加工（刨边机、铣边机、龙门刨床）、热切 割加工 • 4、成型加工：冲压、卷制、旋压 • 5、装配与焊接：是决定产品最终质量的关键性工序（焊接 工艺规程、培训考核合格的焊工是关键） • 6、焊后热处理 • 7、总体质量验收检查：几何尺寸、外观质量、无损检测、 焊接试板的试验和检查、整体结构的耐压检查
焊接的分类
•熔化焊
将焊件接头加热至熔化状态，然后冷却结晶成一体的方法。 熔化焊最容易实现原子结合，是金属焊接的最主要方法。
• 固相焊接
利用摩擦、扩散和加压等物理作用，克服表面不平度，除 去氧化膜及其它污染物，使两个连接表面的原子相互接近到晶 格距离，从而在固态条件下实现连接。
• 钎焊
采用熔点低于焊件(母材)的钎料与焊件一起加热，使钎料熔 化(焊件不熔化)后，依靠钎料的流动充填接头预留空隙中，并 与固态的母材相互扩散、溶解，冷却后实现焊接的方法。
•金属焊接的本质
原子之间距离（wk.baidu.com格）非常小→形成牢固的结合力
金属焊接的困难
表面粗糙度和表面存在的氧化膜及其它污染物，阻碍不同构件表面金属 原子之间接近到晶格距离并形成结合力。
焊接过程的本质
通过适当的物理化学过程克服上述困难，使两个分离的固态物体表面的 原子接近到晶格距离（即0.3-0.5nm） ，产生原子（或分子）间结合而连接 成一体的加工方法。
材料的连接方法
材料的连接可分为两类： • 可拆式连接：螺纹联接、摩擦联接 • 不可拆式连接：焊接、粘接、铆接
粘结
用胶粘剂把两个零件连接在一起，并使接合处有足够强度的连接工艺。 粘接的的特点： ① 可用于多种不同形状的接头和各种不同材料（如各种金属、非金属以及金
属与非金属）的连接。 ② 可实现大面积连接。接头的应力分布较均匀，耐疲劳性能好。 ③ 接头的密封性能好，并具有耐腐蚀和绝缘等性能。 ④ 工艺简便，无焊接的高温，又无螺纹连接和铆接所需的多种机械紧固件
（如螺钉、螺母、垫圈、销钉等），生产率高。 粘接的不足之处： ① 粘接接头的强度不及焊接接头高。 ② 接头的耐热性较低(一般在300℃以下)。 ③ 使用中胶粘层易发生老化，接头强度性能不稳定，影响结构使用寿命
铆接
采用铆钉将两个零件连接成一个整体的连接工艺。 1) 特点
① 一般不需对接头加热，可保持材料原有的组织和性能，无 热应力和变形等问题。 ② 可以对同种材料或导种材料进行连接。 2) 铆接的缺点 ① 铆接通常要加垫板，铆钉等附件，增加结构自重和钻孔、 加工等工序； ② 接头处截面增加，易形成较大的应力集中； ③ 较难实现接头的密封性连接。