壓力容器分氣包的焊接工藝

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　　煉鋼廠(chǎng)0.106m3分氣包的焊接工藝

　　【摘要】：煉鋼廠(chǎng)0.106m3分氣包，罐體為1Cr18Ni9Ti的不銹鋼材料，壓力為2.5Mpa，溫度為60℃，采用鎢極氬弧焊打底，手工電弧焊蓋面的焊接工藝。

　　【前言】：氬弧焊打底結(jié)合手工焊封面，是一種質(zhì)量可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的工藝。在壓力容器和鍋爐制作業(yè)獲得廣泛的應(yīng)用。我公司首次采用此工藝，消化吸收別人的長(zhǎng)處，通過(guò)實(shí)踐，獲得了較理想的效果。

　　一、 分氣包概述及主要接頭編號(hào)示意圖見(jiàn)圖一

　　圖一 分氣包概述及主要接頭編號(hào)

　　二、 焊接材料的選擇

　　1、所選材料（焊縫、焊絲、鎢極、氬氣等）的質(zhì)量必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。并具有相應(yīng)的合格證。

　　2、焊條、焊絲的選擇由于此分氣包是在非高溫和腐蝕的環(huán)境下工作，這里按焊絲成分盡量接近母材成分的原則選擇焊絲材料，根據(jù)1Cr18Ni9Ti的不銹鋼材料的成分，我們選擇了E347-16焊條和H0Cr20Ni10Ti焊絲（見(jiàn)表一）

母材或焊材　 規(guī)格　 化學(xué)成分　 備注　 C　 Mn　 Si　 Cr　 Ni　 Ti　 1Cr18Ni9Ti　 δ=8mm　 ≤0.12　 ≤0.2　 ≤1.0　 17.0-19.0　 8.0-11.0　 5（C-0.02）-0.7　 -　 E347-16　 Φ3.2
Φ4.0　 ≤0.08　 0.5-2.5　 ≤0.90　 18.0-21.0　 9.0-11.0　 -　 手工焊　 H0Cr20Ni10Ti　 Φ2.5　 0.05　 1.79　 0.33　 19.53　 10.14　 0.06　 氬弧焊　

　　　　表一 材料成分表

　　3、鎢極氬弧焊所有的電極采用含氧鈰2.0%的鈰鎢極或含1-2%氧化釷的土鎢極均可，根據(jù)我公司的材料供應(yīng)情況，我們采用了鈰鎢極。氬氣純度不低于99.99%.

　　三、焊接準(zhǔn)備

　　1、根據(jù)焊接接頭的不同選擇坡口形式

　?。?）、對(duì)接接頭：A1，B1-B2，考慮焊接方便，采用打底焊手工單面焊雙面成形工藝，同時(shí)考慮填充金數(shù)量少，便于焊接操作，U型坡口的加工比V型坡口的加工難，采用角度為60度的V型坡口，坡口加工采用刨邊機(jī)進(jìn)行機(jī)加工，要求符合如圖二所示：

　　圖二 V型坡口

　?。?）、角接頭加對(duì)接接頭：D1-D8，考慮焊接方便，填充金屬量少，便于操作，采用打底焊單面焊雙面成形工藝，采用坡口形式如圖三，坡口用刨邊機(jī)進(jìn)行機(jī)加工。

　　圖三 角接頭加對(duì)接接頭坡口

　　2、焊條烘干為了排除藥皮中的水分，防止焊縫中產(chǎn)生氣孔，保證焊縫質(zhì)量，一般采用先低溫40℃，保溫3個(gè)小時(shí)烘干，再高溫烘焙，由于焊條選用E347-16，則選擇烘焙溫度為250℃，時(shí)間1小時(shí)，焊條烘干后應(yīng)放在100-150℃的保溫桶內(nèi)，隨用隨取，焊條取出后在常溫下超過(guò)4小時(shí)應(yīng)重新烘干。

　　3、焊接環(huán)境當(dāng)施焊環(huán)境出現(xiàn)下列一種情況時(shí)，應(yīng)采取有效防護(hù)措施，否則不能焊接：

　?。?）、手工焊時(shí)風(fēng)速大于10m/s（風(fēng)速過(guò)大易引起熔滴飛濺，熔滴過(guò)渡受到影響），應(yīng)采取防風(fēng)措施；

　?。?）、氬弧焊時(shí)風(fēng)速大于1m/s（氬氣的保護(hù)性較差，容易產(chǎn)生氣孔等缺陷），操作者應(yīng)注意換氣以免造成傷害；

　?。?）、相對(duì)濕度大于90%（濕度大，H20的含量過(guò)高，在焊接的高溫情況下會(huì)發(fā)生H20=2[H]+[O]反應(yīng)，產(chǎn)生H2氣孔和CO氣孔）；

　　4、焊接方法和焊接設(shè)備的選擇分氣包的壁厚為8mm，為了保證焊透，需要采用熱量較為集中的方法焊接。結(jié)合我公司的實(shí)際情況，采用氬弧焊打底，手工電弧焊蓋面的方法。手弧焊設(shè)備選用WS7-400手工焊焊機(jī)，直流反接。

　　四、焊接操作

　　1、罐體的組對(duì)罐體焊接前，應(yīng)將坡口及內(nèi)壁兩側(cè)各20mm以?xún)?nèi)的油漆、鐵銹等雜物清除干凈。由于焊接表面上的氧化皮和鐵銹對(duì)金屬有氧化作用使焊縫中增氧，導(dǎo)致CO氣孔的產(chǎn)生，并且降低焊縫的力學(xué)性能。

　　對(duì)接接頭的錯(cuò)邊量要求最大不能超過(guò)2mm.

　　2、定位焊點(diǎn)固焊時(shí)，應(yīng)使用與產(chǎn)品焊接時(shí)相同牌號(hào)的焊接材料，并遵守相同的工藝條件。點(diǎn)焊焊縫有裂紋或者其他缺陷時(shí)，必須重新打磨焊接。

　　3、打底焊打底焊采用手工鎢極氬弧焊，使用雙面成形技術(shù)進(jìn)行焊接，操作時(shí)采用兩點(diǎn)送絲的方法，以達(dá)到單面焊雙面成型的效果。鎢極伸出長(zhǎng)度相對(duì)噴嘴應(yīng)盡可能短，電弧長(zhǎng)度為1-3mm.其參數(shù)如下表二：

　　表三 過(guò)渡層手工電弧焊焊接參數(shù)

　?。?）、蓋面焊接通過(guò)打底焊和過(guò)渡層焊接后，上面的坡口較寬，為了提高焊接效率，采用直徑Φ4.0的焊條進(jìn)行焊接，其參數(shù)如下表四：

　　表四 蓋面層手工電弧焊焊接參數(shù)

　　五、焊接檢驗(yàn)焊接完成后，按照產(chǎn)權(quán)單位的要求進(jìn)行超聲波探傷，按規(guī)范GB4730-2005《壓力容器無(wú)損探測(cè)》Ⅱ級(jí)要求98%以上均能達(dá)到要求。外觀質(zhì)量檢查按照GBJ236-95標(biāo)轉(zhuǎn)要求。

　　【結(jié)論】：采用氬弧焊打底，手工焊蓋面的工藝很好的解決了1Cr18Ni9Ti不銹鋼材料的焊接，焊接接頭經(jīng)無(wú)損檢測(cè)和外觀檢查合格率達(dá)98%以上，證明焊接相當(dāng)成功。該工藝既能保證焊接質(zhì)量，又經(jīng)濟(jì)可靠，操作靈活，可廣泛的推廣應(yīng)用。