3m<sup>3</sup>钢制低温压力容器焊接技术的设计研究

3m³钢制低温压力容器焊接技术的设计研究

2016-05-14李禹萱刘尧尧宋金宝王超段继鹏

农家科技下旬刊 2016年5期

李禹萱刘尧尧宋金宝王超段继鹏

摘要：能够实现3 钢制低温压力容器焊接，这种技术是现在的研究热点、难点，能够在低温条件下实现完美的焊接过程，是一个非常关键及重大技术创新，通过了解焊接材料的特性与焊接过程中各种问题的出现，最终选取了合适的焊接材料及最优的焊接技术。本次设计通过对3 钢制低温压力容器的规范的认识与学习，选取材料16MnDR进行焊接试验及生产应用，在焊接过程中，在观察过程中了解了16MnDR低温钢焊接的特点与焊接时易出现的问题，明确了焊接时应注意的问题，最终将焊接工艺组合拼接，进行多次优化试验，确定采用埋弧焊技术焊接，同时采取与之对应的合理工艺参数，针对焊接过程中易产生焊接缺陷的原因，制定了可行的预防方案。

关键词：16MnDR；低温压力容器；埋弧焊；工艺参数

一、论文选题的意义

压力容器是一种比较特殊的焊接结构容器，在工作过程中比较容易发生事故，并且事故的危害比较严重。我国的压力容器的焊接制造方面，与国外还存在一定的差距，专业化水平比较低。3 低温压力容器相对于大中小型企业产品生产中相当重要的产品，经过了解特种容器的制造与加工技术，决定对3 低温压力容器的焊接技术进行设计与焊接，目前国内市场对3m3低温压力需求稳定，并且需求量大，生产前景可观。其焊接技术与工艺水平是其核心技术。

二、材料焊接技术的要求

1.焊接材料的特性

16MnDR低温钢被大部分企业用于设备与零件的加工制造。16MnDR低温钢通常是合金元素的固溶强化与晶粒细化的组合，通过正火处理得到均匀的细化晶粒，使其低温韧性更优。

16MnDR低温钢中Mn元素能够抑制脆性，而C、P、S、Si、O元素会提高脆性，尤其是C、P的影响[9-10]。低温钢在回火过程中，会有碳化物析出，回火温度太高会使碳化物增加，最终影响材料低温冲击的韧性。

三、焊接方案与基础条件确定

1.焊接方案的确定

选取多组试板配合不同工艺参数进行试验，通过焊接结果确定最佳组合参数，试板采用四种类型的坡口：I形、Y形、双Y形与V形，每种试板分别进行试验：直接埋弧焊，采用直径 2.5 H08Mn2MoA焊丝打底，直径 4 H08Mn2MoA焊丝填充盖面；氩弧焊打底，用埋弧焊 4 H08Mn2MoA的焊丝填充其盖面；氩弧焊打底，采用埋弧焊 2.5 H08Mn2MoA焊丝填充其盖面；氩弧焊打底，采用电弧焊填充它的1道盖面，埋弧焊 4 H08Mn2MoA焊丝填充其盖面；氩弧焊打底，电弧焊填充1道盖面，埋弧焊 2.5 H08Mn2MoA焊丝填充盖面；反面Y形坡口，手工焊打底，碳弧气刨正面坡口后，埋弧焊对其正面填充2道；组对过程中，通过调整试板组对间隙，按照上述六种焊接方法，寻找合适的组对间隙、焊接参数。对各组焊缝拍摄宏观照片，对焊缝进行无损检测分析，最终对各组焊接接头组织进行机械性能、力学性能分析测试，开展不同工艺参数下的焊接接头组织性能分析，分析选取最优坡口类型及工艺参数进行试制件加工。

四、焊接工艺的制定

1.焊接材料的选定

结合低温压力容器的冲击韧度要求，根据等强原则，选用焊材如下：

埋弧焊丝 H08Mn2MoA， 4 ，符合GB/14597-1994。

氩弧焊丝 H08Mn2SiA， 4 ，符合GB/14597-1994。

点固用焊条 J507RH， 3.2 ，符合GB/5117-1995。

焊剂 HJ350，符合GB/5291-1999。

五、总结与展望

低温钢焊接质量直接影响压力容器设备的正常运行，焊接过程中，每个焊接工序都要严格要求，最终才能确保良好的焊接质量。必须做到以下几点：

1.思想上，真正的重视工作的性质，加强学习理论知识，熟悉与压力容器有关的所有知识。

2.实际操作中，要严格执行焊接工艺规程，尤其要采用小的线能量。

3.重视产品试板焊接的每一个步骤，保证力学性能试验检测一次通过。