压力容器异种钢焊接技术研究

压力容器异种钢焊接技术研究

刘军堂

山东华昱压力容器股份有限公司  山东  济南  250305

摘要：设备之中的压力容器随处可见，具有广泛的应用空间，而压力容器的焊接，是容器进行安装、应用等各个方面的基础性重要因素，必须确保其质量符合规范要求，同时具有较强的性能指标，以此保障设备与设备操作者的安全。但是因为容器焊接时异种钢接头部分存有不匀称过渡区，这就造成接头部位的物理性能以及化学性能差异较大，十分容易造成安全事故与危险。对于这一情况，必须对压力容器异种钢焊接提高关注与重视，做好焊接检测，合理掌握焊接注意事项，提高焊接成效。笔者也将会对异种钢的相应概念与焊接技术展开分析，希望可以为工作人员提供建议。

关键词：压力容器；异种钢；焊接

引言

压力容器属于一种可以承受荷载压力的密闭容器，其被大范围应用在航空、石油等领域中。压力容器的质量与发展速率，在一定程度上关系着我国工业化发展水平。但是纵观压力容器的实际应用情况，不难发现，压力容器焊接工作依旧存有一定问题，究其原因就是异种钢焊接工作的质量无法达标，焊接工作成效将会直接影响到压力容器是否可以正常工作与合理使用，因此必须做好焊接作业，处理好异种钢焊接问题，提升压力容器质量。下文也将会对压力容器异种钢的焊接相应内容进行分析，希望在本文分析下，可以为工业领域做出贡献。

1、异种钢概念

依据国家质检总局的说法：异种钢就是不锈钢以及碳钢，抑或是不锈钢以及低合金钢之间相互焊接。钢材的金相组织，主要成分为珠光体、奥氏体等。在焊接的角度来看，异种钢通常所指代的就是两种不同类别的金相组织钢材结合；在相同类别的金相组织钢材之中，也十分有可能因为其所具备的化学性质以及组成成为存有显著差别，而组合成为异种钢；当相同类型的钢材选取异质填充金属进行焊接工作时，也会加入到异种钢的范畴之中。

而异种钢焊接，就是不相同类型的钢材料，经由焊接工作熔融在一起的过程，在压力容器之中，最为常见的异种钢就是奥氏体以及非奥氏体这两种钢材的焊接，在实际工作之中，所应用最普遍的非奥氏体大多数为珠光体[1]。

2、异种钢焊接注意事项

2.1秉持等强匹配原则

异种钢在焊接进程中，如若金相组织较为近似，那么工作人员在进行焊接材料选取时，就应该确保焊接金属所具备的力学、耐热、抗腐蚀能力都不少于木材料一侧指标，符合等强匹配标准。例如，在强度不一致的珠光体钢材相焊工作时，应该保障焊接金属的抗拉能力处于强度较低一侧抗拉指标下限值之上，并且低于强度高一侧抗拉强度的上限。如若所应用的两种金属材料之间具有明显的金相差异，工作人员就需要全面考量填充金属稀释后接头性能依旧可以得到有效保证的基础上，进行等强度匹配，还应该保障耐腐蚀与抗裂等方面强度适配。在珠光体以及马氏体焊接作业中，应该避免接头产生脆化冷纹；珠光体以及奥氏体焊接时，应该防止产生金属稀释等情况[2]。

2.2依据性能标准优化焊接方式

工作人员经由调节整改焊接技术参数、焊条工艺等方面进行优化，选取坡口时，工作人员不但应该考量其厚度，还应该选择角度稍大的坡口，降低熔合比，尽可能降低焊缝金属所出现的化学性质波动情况，以此保障熔敷金属性能符合工作标准。尽可能使用多层多道焊模式，为降低熔深，使用小电流快速焊，层间温度也应该依据不同类型的钢种展开调整。

2.3做好预热

为了减少异种钢淬火纹的出现，就应该做好预热处理，预热温度依据淬硬倾向高的钢选择。如若工作人员应用奥氏体焊接，可以相应降低温度或者不进行预热，以此规避长时间保持在敏化温度中，造成贫铬情况，产生晶间腐蚀。

3、异种钢焊接接头无损检测

3.1射线检测

对于异种钢具有的隐蔽性缺陷，工作人员应该优先使用射线检测法，这一方式不受到金相组织的影响，但是裂痕检测率会受到照射角度影响。笔者通过自身工作经验发现，异种钢的角，裂痕一般情况下是严重坡口发展的，因此在应用射线检测时，应该将这一技术展开优化，顺着熔合区展开两次距离一百八十度的检测工作，也就是顺着缺陷可能出现的方向展开探测，同时，为了达成几何清晰度提高，通常可以将底片侧布设在裂痕产生几率最大的坡口部位。熔合区的检测作业则应该依据设施的形状与坡口情况进行有指向性的探测。

3.2超声检测

因为压力容器构造、焊接部位等各个方面的原因，使得接头隐蔽缺陷难以借助射线技术探测，对于这一情况，就应该使用超声技术。对异种钢进行超声检测时，工作人员应该全面考量焊缝组织构造特性，如奥氏体以及低合金钢相互焊接，通常会应用不锈钢焊条进行填充，那么焊接的组织与奥氏体相近，因此就应该依据奥氏体相应的特点性质选取超声波技术，这样才可以保障检测工作精确高效。

3.3渗透检测

如若异种钢之中存有奥氏体，那么焊接接头部位将会产生磁力线中断的状况，这一情况无法应用磁粉来检测，这时，对于开口缺陷则可以应用渗透技术，在检测进程中，工作人员必须做好渗透剂之中氟等有害离子存量的把控，规避因为有害离子残余造成接口部位产生晶间腐蚀情况，影响压力容器强度

[3]。

4、异种钢焊接技术

4.1激光复合焊接技术

这一技术属于一项可以有效确保焊接工作稳固坚实的有效焊接形式，在实际使用的方面来看，激光复合技术是在以往所应用的钨极丝弧焊技术的前提下衍生变化而形成的全新技术，激光技术可以在熔池之中形成一定的孔隙，孔隙中会充斥金属蒸气等电离子元素，经由这些离子元素，可以有效达成控制电弧强度的效用，最终提高焊接电弧的稳定程度。

4.2窄间埋弧技术

这一技术被工作人员大范围使用在板材厚实程度较大、焊接缝较小的压力容器异种钢之中，窄间技术在十厘米左右宽度的操作范围中，会全方位显现出其所具备的焊接优势，因此被工作人员大范围应用在质地厚的容器中。

窄间技术可以高效提升各个材料所具备的加工利用率，同时在最快的时间范围中做完一系列焊接工作，通过窄间技术焊接后的异种钢，具有较强的稳定性与强度，符合人们应用要求。

4.3底层焊接

焊接工作的进行，应该秉持由内到外的次序，底层焊接是压力容器焊接工作的首要步骤，经由进行底层焊接，可以有效确保容器底部的焊接成效，在实际进行焊接工作时，工作人员应该依据零构件的差别来选取不同的焊接加工措施。如对于筒体对接接头，通常可以选用埋弧焊接技术。

4.4中层焊接

在进行完底层焊接工作以后，就应该进行中层焊接，也就是完成填充焊接工作。为了可以保障焊接成效，工作人员应该在每一层的焊接工作完毕以后，直接进行表面清洁处理，其目标就是规避下一层焊接工作夹渣从而对刚焊接造成不良影响。于此同时，在进行焊接处理时，还应该做到可以错开每一道焊接接头以及下一层接头之间的间隔距离，其目标就是规避产生因为焊道接头重合导致的应力集中情况。

5、结束语

综上所述，压力容器对于焊接成效具有较为严苛的标准，并且异种钢焊接自身就具备较强的复杂性与困难性，十分容易产生质量方面的问题。对于这一情况，工作人员必须依据焊接缺点出现特点，选取适宜的解决措施，做好焊接检测工作，严格遵守焊接注意事项，提升压力容器质量与使用成效，为我国工业领域发展做出贡献。

参考文献：

[1]王涛,周惦武,彭艳,张屹,陈根余.钢/铝异种金属预置Si粉的光纤激光焊接[J].中国激光,2019,39(03):106-113.

[2]陈树海,马柯,黄继华,夏军,张华,赵兴科.钢/铝异种金属双熔池TIG熔钎焊接头的显微组织与力学性能[J].中国有色金属学报,2019,21(12):3076-3081.14.

[3]金鑫,李永兵,楼铭,王远.基于正交试验的铝合金——高强钢异种金属自冲铆接工艺优化[J].汽车工程学报,2019,1(04):185-191.