耐热钢压力容器焊接技术研究策略

范家庚 丁大朋 孙洪林 节春

摘 要：随着时代的发展和进步，我国的耐热钢压力容器制造技术也得到了广泛关注。本文旨在针对耐热钢压力容器焊接技术研究策略展开论述，通过对现行焊接技术的应用情况及发展方向进行总结，为我国耐热钢压力容器焊接技术的提升提供参考。

关键词：耐热钢；压力容器；焊接技术；策略

在新形势的发展背景下，除了提高钢铁材料和焊接材料的的品质、设备装备先进性之外，只有更好的促进我国耐热钢压力容器焊接技术水平的提升，才能够更好地实现我国压力容器制造行业的长远发展，才能更好的促进我国经济实力的增强和大国地位的提升，才能够更好的使经济增长变理想为现实。

一、焊接技术在耐热钢压力容器制造过程中的重要性

常规压力容器的制造过程中，焊接技术占据了其工艺的绝大部分，其所占比例基本达到了全部工作量的一半以上，同时耐热钢压力容器的生产制作逐步向大型化发展，大型压力容器直径可达几米、甚至十几米，壁厚超过200mm，这样就对焊接接头质量和焊接效率的要求越来越高，而常规的焊接方法很难满足这样发展需求。

从我国目前耐热钢压力容器制造的过程来看，检验手段和质量控制标准要求相当严格，对任何焊接接口管理就必须以焊接技术优化与创新为导向。因此，在未来的发展形式下，要想从根本上促进压力容器制造水平的提升，首先就必须重视其焊接技术的应用，就必须从提高焊接技术水平方面着手。

二、耐热钢压力容器的焊接特点

耐热钢是化学成分、组织和性能十分复杂的合金体系，通过某些合金元素的添加以保证材料的高温持久强度、抗氧化性、耐腐蚀性，最终适应各种高温、高压、腐蚀的使用工况。但凡事有利就一定会有弊，部分微量元素的加入同样也会使焊接接头焊接冷裂纹敏感性和组织淬硬脆化倾向增加，这种冷裂纹还具有一定延迟性，对压力容器制造的使用存在极大的质量隐患。耐热钢焊接技术的选择及工艺控制不当，极易获得不理想焊接接头的组织及晶粒度，这种焊接接头处在高温、高压的环境长期运行过程中，Cr-Mo合金耐热钢极易发生回火脆化问题，而高合金耐热钢极易产生晶间腐蚀、组织脆化问题，最终导致耐热钢压力容器焊接接头的失效。

三、耐热钢压力容器内的焊接技术

1.手工电弧焊技术

手工电弧焊技术是通过人工操作焊条来进行焊接的一项传统的焊接技术，目前在我国压力容器制造中使用的较为普遍。金属棒上熔化的药皮最终会形成气体和残渣，一方面能够保护耐热钢材的表皮，另一方面还能够避免焊接熔池受到周围空气和其他因素的影响，从而保证金属棒的正常使用。手工电焊弧技术是我国几千年前就已经形成的传统焊接技术，在我国已经有很多年的历史，也已经受到相关焊接工作人员的广泛使用。手工电焊弧技术的设备比较简单，并且比较容易操作，不仅能够对材料进行全方位的焊接，而且还能够广泛应用在各个焊接行业。但随着时代的不断发展和进步，传统的手工电焊弧技术已经无法满足时代的需要，由于手工电焊弧的生产效率较低，加之由于受到单根焊条的限制只能完成短焊缝的焊接，因此要想更好地促进我国耐热钢材行业的长远发展，就必须探寻更多的更加灵活多样的焊接技术。

2.埋弧焊技术

埋弧焊技术是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。随着时代的快速发展和进步，之前的手工电焊技术已经无法满足时代对焊接技术的需要，通过埋弧焊技术的广泛应用，可以暂时弥补焊接技术在工程中应用的缺失。通过自动引弧、送丝、移动和收弧等过程，不仅能够大幅度提高焊接效率，而且焊接一次合格率也得到大幅度提高。通过埋弧焊技术的应用，可以让我国的耐热钢压力容器制造逐渐趋于自动化和机械化，但常规的埋弧焊仅适用于焊接大批量、较长、较厚的直线和直径较大的环形焊缝。

随着各种装置规模的扩大， 大型耐热钢容器壁厚不断增加， 采用传统埋弧焊设备的导电嘴尺寸较大， 为了实现深坡口的焊接，需要加大坡口宽度，不仅增加了焊材和能源的消耗， 而且存在较大的残余应力和变形。同时，传统埋弧焊控制手段落后， 难以精确控制， 容易产生未熔合、夹渣等缺陷， 且自动化程度低。为了确保焊接质量以及焊接效率， 窄间隙埋弧焊应用得越来越多。窄间隙埋弧焊是由窄间隙气电立焊演变而成，是近年来发展起来的一种高效、节能的埋弧焊焊接技术。

3.熔化极气体保护焊技术

熔化极气体保护焊技术是在两极间高温电弧热和气体的保护两者共同作用下，利用焊丝和焊件两个极性电极不同之间的电弧熔化连续送给的焊丝和母材，进而形成熔池和焊缝的焊接方法。由于熔化极气体保护焊技术是将焊丝作为电极，因此比较容易控制焊接的进度和质量，且方式比较简单容易操作。在加之操作过程中不容易掉落焊渣和其他的碎屑，因此它不需要进行清渣，这也是熔化极气体保护焊技术的生产效率如此之高的主要原因。但由于这种方式是采用电极发电的方式来进行加工，因此它对周围的设备要求比较严格，设备使用也比较复杂，要想将其进行广泛应用，首先就必须将它涉及到的方方面面落實到位，这样才能够更好的为容器及气体保护焊技术的广泛推广打下坚实的基础。

4.电渣焊技术

电渣焊技术指的是将电渣作为原料，将电流通过熔渣时所产生的热量作为主要的能源物质，进而来更好的作为焊接技术所需要的能源，更好地将我国不断推行的绿色发展措施落实到位的具体表现。电渣焊技术比较适用于焊接厚板，因为它可以进行提前的预热，能够进行均匀加热，不容易形成气孔、裂纹等细小的缺陷。但是电渣焊技术在进行高温时的时间较长，很容易出现严重的过热现象，由此可能会对焊接容器的质量产生极大的影响。在新形式的发展背景下，要想从根本上更好的促进我国焊接技术的发展，就必须综合各个方面的方法，使之能够做到灵活使用。

四、结语

当前，我国焊接技术水平同国外发达国家相比差距仍然比较巨大，而耐热钢设备大型化的需求下，在焊接技术的适应性和创新性的道路上，仍需要我们不懈的努力。争取焊接技术的更大进步，为我国的现代化建设贡献无穷的力量。

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