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压力容器的焊接技术应用

时间:2022-11-02 18:00:04 来源:网友投稿

摘要:随着经济的发展和各种技术的不断进步,各种类型的压力容器被广泛的应用到各个领域。而随着应用的范围不断扩大,对压力容器各种工作参数的要求也不断提高,对压力容器制造过程中焊接技术的要求也越来越高。只有保证较高的焊接质量,才能保证各种压力容器的安全运行,防止各种事故的出现,最大程度保障操作人员的安全。

关键词:压力容器;焊接技术;应用

1 压力容器的焊接技术应用分析

1.1 窄间隙埋弧的焊接技术

针对厚壁的压力容器的焊接,当壁厚超过100mm时,继续用普通的的U型或V型坡13的焊接方法的话,不仅仅是浪费了材料、能源、人力物力和时间,更重要的是是很难焊接成功的。于是,就有不少企业开始应用各种功能形式的窄间隙焊接技术。

窄间隙埋弧的焊接设备中除了一些基本的功能之外,还用该注意一些重要的功能:比如,一定要有靠谱的双侧横向和高效率的自动跟踪功能,每条焊道在不过多熔入母材金属的基础上都要和均匀的坡口侧壁有较好的熔合;焊道应该尽可能的薄而且要宽,因为可以充分的利用后面那道焊道经过焊接时候的热量对前一个焊道的热影响区进行比较有效的热处理,从而改善了过热粗晶区的性能;另一方面还要具有比较高的熔敷效率,以此来提高焊接的生产率,而又不会对母材造成比较大的热输入从而影响母材热影响区性能等。

由我国自行研发的双丝窄间隙埋弧焊的发明专利技术就是充分考虑并且具备上面的功能而发明的,其两根焊丝的布置是成空间交叉的形式,这种形式可以解决厚壁容器的焊接效率和质量之间的矛盾。前丝:向侧、向后方倾斜,焊丝端头要靠近侧壁,以保证其电弧对侧壁进行均匀的熔合,但是又不会造成强烈的侧壁冲刷。众所周知,在埋弧焊的过程中电流的波动是无法避免的,假如焊丝垂直的指向侧壁的话,焊接的参数的波动会很容易造成过于大而熔入侧壁中,从而对焊缝金属成分的均匀性造成影响。后丝:垂直向下并且离侧壁比较远,其电弧有利于形成比较宽而且薄的焊道,不仅能提高熔敷率,又不会使母材太大从而热输入,并且可以利用后续的焊道焊接时的热量来改善热影响区中的过热粗晶区的组织。

1.2 接管自动焊接技术

接管自动焊接技术主要是通过接管插入的方式,与压力容器的筒体或封头进行焊接的一种新型技术。

(1)接管与筒体的自动焊接。在压力容器的焊接工作中,对压力容器的焊接厚度、质量提出了更高的要求。在实际工作中,可以应用新型的接管自动焊接技术,以避免传统技术下的弊端,提高焊接的自动化程度,实现了焊接过程中的灵活调整,同时操作控制系统相对简单,易于控制。接管的内径是自动化马鞍形埋弧焊接设备的主要工作参数指标,在焊接设备的定心问题上主要借助四连杆来解决;在自动化焊接设备进行接管与筒体的焊接工作时,二者的直径是重要的参数指标,自动化設备通过简单的参数,即可自动进行一定的焊接工作;通过人员根据相关参数对设备进行控制,可以使焊接设备完成更加复杂的工作,提高工作效率和水平。自动化技术在接管与筒体的焊接中具有传统焊接技术不可比拟的优势,如自动化焊接中可以实现焊道的自动排列组合,提高了焊接的效率;实现了马鞍形焊接过程中自动复位;可以完成厚度较大的焊接工作,改进传统焊接技术下的不足。

(2)接管和封头的自动焊接。管和封头的焊接有以下两种形式:向心接管的焊接以及非向心接管的焊接。封头接管埋弧自动焊机是具有6个运动轴的并且悬挂在十字操作机上,在自动焊接之前,应该先对设备进行自动定心,经过焊枪对接管外壁进行自动寻位,使得焊枪的旋转中心自动定位在接管的中心线上,与人工定位中心相比,其效率会大幅度的提高;接着通过焊丝的端部对坡口的底部进行自动寻位,并记录焊缝的高度方向上的变化,以此来实现高度方向上的自动跟踪。接管和封头的自动焊接技术不仅在高度方向上自动跟踪,而同时也具有横向跟踪传感器,跟踪接管的外壁以保证焊丝和坡口的侧壁距离一样,通过输入相关的参数,以一层两道或一层多道的方式自动排列焊道,可以实现多层多道的连续焊接。

1.3 弯管内壁堆焊技术

(1)30°弯管内壁堆焊。30°弯管内壁堆焊的具体方式是沿圆周环自动堆焊,具体操作为:自动堆焊机利用5轴进行协调运动,按照叶定的数学模型对焊道进行自动排列。工件保持3轴运动,第一,保持匀变速旋转,并保证与焊枪的摆幅宽窄变化情况一致相,焊接速度保持恒定;第二,每焊一圈,便对摆角进行变位,保证下一圈焊缝位于与焊枪垂直的平面之内;第三,工件焊一圈,进行平移变位,保证下一圈焊缝的圆心位于旋转中心。焊接机头进行2轴运动,完成一圈堆焊,焊枪即需要后退一个位移,然后进行下一圈堆焊;焊接的时候,焊枪要保持变摆幅运动,保证堆焊层厚度的均匀性和一致性。具体参照的数学模型要以弯管的曲率半径和内径为参考。

(2)90°弯管内壁堆焊。90°弯管内壁堆焊相对于30°弯管的堆焊有着更大的技术难度,其主要采用纵向方式完成内壁的堆焊工作。通过安装在二维变位机工件的旋转运动,保证焊道维持在平焊位置;通过安装在三维导轨上的90°弯曲焊枪,保障焊枪在焊接过程中的变位需求。

2 压力容器焊接质量控制

(1)焊接前的材料选择工作。在进行焊接工作时,焊接质量的好坏与材料的选择和使用有着密切的联系。第一,明确材料是否具有合格的质量证书,是否符合国家对于此种材料制定的相关标准要求。第二,根据压力容器本身的力学性能设计要求,选择适合本压力容器设计的焊接材料。优先选择符合国家标准和拥有相关质量证书的材料。并仔细核查相关信息,以此来确保材料的真实性和可靠性。(2)焊接时的焊接工艺和操作规范。焊接工艺焊接质量起着至关重要的作用。焊接的顺序、材料型号的选择、经过工艺计算后的压力容器的强度选择、用量大小以及焊接接头的焊接方式等都属于焊接工艺的范畴。因此进行压力容器的设计时,首先进行相应的工艺计算,并确定容器的厚度和应力最小点的位置。

3 结语

我国的压力容器焊接技术已经取得了较大的进步,并不断发展着,各种新型的焊接技术不断涌现出来,并越来越多的被应用于生产实践过程中。我们相信,随着技术的不断发展和各种实践经验的不断积累,压力容器的焊接技术将会得到进步一的发展,压力容器的最终品质也将得到不断的提升

参考文献:

[1]压力容器焊接技术工艺的研究[J].陈修建.黑龙江科技信息.2016(20)

[2]焊接技术的发展及应用现状[J].谢平涛.河北农机.2016(04)

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