锅炉和压力容器埋弧自动焊焊缝余高超标原因及对策

摘要：焊接过程的机械化和自动化，是近代焊接技术的一项重要发展。它不仅标志着更高的焊接生产效率和更好的焊接质量，而且还大大改善了生产劳动条件。而自动焊又分为明弧和埋弧两种，本文则是重点介绍了埋弧在焊接锅炉、压力容器等的过程中可能出现的焊缝余高超标的问题，并分析了其形成原因，还提出了一些相应的对策和建议。

关键词：自动焊 埋弧 焊缝余高 原因 预防措施

0 引言

在锅炉和压力容器的制造过程中，焊接是非常重要的一个环节，这个环节质量的好坏直接地影响着锅炉和压力容器的质量好坏。近年来，随着科技水平的发展，出现了越来越多的焊接方法，但是受到普遍欢迎的还是埋弧自动焊，有调查资料显示，在所有的焊接方法中埋弧焊所占的比例大约是10%，并且这项数据一直维持了相当长的一段时间。在很多重要钢结构制作中主要的焊接方法是埋弧自动焊，埋弧自动焊是一种工艺方法，它是通过利用焊剂层下的电弧来加热并熔化焊丝、周围的焊剂和母材而达到目的的。

1 埋弧自动焊焊缝的优点

①生产效率高。埋弧焊使用的电流是非常大的，所以其电弧的穿透能力很强，焊缝熔深也比较大，进而大大的增加了其的焊接速度，它的生产效率大概比传统的电弧焊提高了5-10倍。

②焊接质量高而且稳定。这种埋弧自动焊是可以自行调整它的焊接规范的，所以可以基本保证它的稳定性。也正是由于这种稳定性，使焊接的质量很高，并且成分均匀，外表成型美观。

③节省材料和电能消耗。由于这种焊接方法是在焊剂层下燃烧的，它的热量散失非常少，自然消耗的电能也就非常少。此外，因为中薄板焊接时可以不开坡口，避免了焊丝金属的损失，因此可以节省材料和电能消耗。

④改善劳动条件，降低劳动强度。传统的焊接方法在焊接的过程中会产生很多的弧光和烟雾，对人的身体非常不利，而这种埋弧自动焊有效的改善了这一现状，不仅改善了劳动条件，也降低了劳动强度。

这种方法也有不足之处，比如不及手工焊灵活等，本文就是通过分析在埋弧自动焊焊接的过程中余高超标产生的原因，提出了一些相应的预防措施。

影响埋弧焊焊接质量和生产效率的参数有很多，其中既有主要参数，也有次要参数，一般来说，主要参数是指那些直接对其造成影响的参数，比如焊接电流、电弧电压、电流种类等。而次要参数是指那些对其造成间接影响或有限影响的参数，比如焊丝伸出长度、焊剂粒度、焊丝直径、焊丝与焊件的相对位置、焊剂堆散高度等。

焊缝的质量受这些焊接参数的影响，主要是从以下两方面做到的，一是焊接电流、电弧电压和焊接速度三个参数综合的焊接热输入影响着焊缝的力学性能；二是焊缝的成型使这些参数的关系息息相关，只有把这些参数进行合理匹配才能保证焊缝的质量。

2 焊缝余高超标的原因

焊缝余高超标主要表现出两种形式，一种是连续超标，一种是断续超标。造成这种现象的原因有很多种，影响因素也是多种多样，比如焊接电流、电弧电压、焊接速度等，具体的影响是：保证除焊接电流之外其他条件不变，随着焊接电流的增加焊缝余高会增加；保证除电弧电压之外其他条件不变，随着电弧电压的降低焊缝宽度会变得高而窄；保证除焊接速度之外的其他条件不变，随着焊接速度的减少焊缝余高会增加。

焊丝伸出长度、焊剂堆散高度、焊件倾斜度等这些次要参数也会影响到焊缝余高。比如焊丝伸出长度可以改变通过自身的电阻，进而改变焊丝的熔化速度，达到改变焊缝余高的目的；当工件倾斜为上坡焊时，焊件倾斜度和焊缝余高是正比的关系；焊缝余高超标也可能是焊剂堆散高度太高的缘故。

环焊缝和纵焊缝有着很大的区别，在焊接的过程中需要考虑的因素也是不同的，前者是动态的，对焊丝和焊件的相对位置要求很高，而后者的焊接过程是相对静止的。

如果筒体是做顺时针转动的，为了使焊缝成型的时候更加的美观，应该保证内、外环缝焊接时让其尽量的处于水平状态。因为在同一偏移中心角的情况下，焊件的直径越大，其所对应的弧长越大，所以焊件的直径和焊丝偏移的尺寸是正比的关系；允许焊丝偏移的尺寸会随着环缝的焊接速度的增大而增大，只有这样才能有效的保证焊缝质量，使熔池和熔渣不发生流失，在适当的位置凝固。

如果要焊接内侧环焊缝，这时由于焊丝的偏移其是处于“上坡焊”的位置，这时焊缝的熔深是充足的。如果要焊接外侧环焊缝，由于焊丝的偏移其是处于“下坡焊”的位置，如此一来不仅可以减少熔深，也能够使焊缝成型美观。

由于筒体回圆效果差，在焊接环缝的过程中，很容易造成较大的筒体圆度差，进而改变原先的电弧电压。并且在这个过程中局部筒体的曲率差异也会在焊接位置形成，这种曲率差异并不改变焊丝的偏移位置，这些因素都影响着环焊缝的焊缝余高，很容易造成焊缝余高超标。在焊接开X型坡口的内表面环焊缝时，由于很多的焊接参数值都是不同的，比如内外表面的直径等，必须采取必要的措施来改变这些参数值才能进行焊接，但在实际的焊接过程中，由于一些工人不愿意多做工，直接采用相同的参数进行焊接，再加上其他因素的影响，比如焊接速度、焊丝与焊件的相对位置、送丝速度等，很容易造成内表面环焊缝的余高超标。

3 预防措施

针对以上在锅炉和压力容器埋弧自动焊焊接过程中焊缝余高超标的原因分析，应该采取如下的预防措施：一是在焊接的过程中应该严格的按照相关的规定进行焊接，不能违背有关规章制度，特别是那些主要参数更要严加注意；二是需要注意那些次要参数，比如焊丝伸出长度，焊件倾斜度，焊剂堆散高度等；三是加强控制开坡口的角度，保证其在允许的范围内；四是控制好组装质量，特别是要控制错边量和组装间隙；五是避免由于人为疏忽造成的影响，相关人员应该加强自身责任感，做好自身本职工作。

4 结语

在埋弧自动焊的焊接过程中很多的因素都会影响到焊缝余高，所以应当注意这些因素可能带来的影响。本文主要是研究了埋弧自动焊在焊接过程中焊缝余高超标的原因及预防措施，提出在实际的焊接过程中不管是相关单位还是个人都应该针对不同的情况采取对应的预防措施，严格的按照相关的规章制度行事，只有这样才能有效提高埋弧自动焊的焊接质量。

参考文献：

[1]郑晓东.锅炉、压力容器埋弧自动焊焊缝余高超标的原因及预防措施[J].科技创新导报，2012-03-01.

[2]王伟磊.化工压力容器在环缝自动焊中焊道余高过大的原因分析及其预防措施[J].科技创新与应用，2013-04-28.

[3]胡世武.简体环缝自动焊形成气孔的原因分析[J].工业锅炉，1998-02-15.

[4]马斌.工程机械行业应用低成本自动焊的迫切性和必要性[J].科技致富向导，3013-04-25.

[5]殷少华.焊接残余应力磁测仪器的设计[D].南京航空航天大学，2012-02-01.

[6]李诗玉.锅炉和压力容器埋弧自动焊焊缝余高超标的原因及预防措施[J].城市建设与理论研究，2012-07-03.

[7]李俊峰.锅炉和压力容器埋弧自动焊焊缝余高超标的原因及预防措施[J].电子机械工程，2011-11-25.

[8]牛文献.锅炉和压力容器埋弧自动焊焊缝余高超标的原因及对策.互联网文档资源，2012-11-21.

[9]梁卫东.埋弧自动焊数字控制器设计[J].焊接学报，2004-03-06.

[10]双电弧共熔池埋弧焊数字化协同控制系统[J].中国机械工程，2011-10-02.

作者简介：郭佳琦，2004年毕业于辽宁机电职业技术学院，工程师，2006年至今在辽宁省朝阳市特种设备监督检验所从事特种设备监督检验工作。