单面焊双面成形在压力容器管道中的重要性

姜斌

摘要：本文主要阐述焊接压力容器、管道时，对焊接构件的各个环节认真细致的评估、分析，对焊接过程中产生的裂纹、气孔、夹渣等现象，如何加以避免，从而达到单面焊双面成形的实际效果。这就要如何对焊接过程中的质量控制把住关，才能真正有效解决压力容器及管道中的安全性和可靠性。

关键词： 压力容器和管道;单面焊双面成形;焊接质量控制，技术实践;质量检验

工程建设项目中的压力容器和管道，主要采用焊接的连接方式，为此焊接是容器、管道中的最重要、最关键的一道工序，同时也显现了焊接质量在施工过程中的层层把关也尤为重要。影响焊接质量是由多方面因素引起的，如材料质量、焊接工艺、焊接方法、焊条的质量、焊工的资质、能力等等。

1 单面焊双面成形的焊接工艺和质量缺陷

1.1 单面焊双面成形的类型：

单面焊双面成形的最主要方法有熄弧焊和连弧焊两种方法：

1.1.1 熄弧焊法是通过控制电弧间隙燃烧和间隙熄弧时间和运条的动作，来控制熔池的形状，使熔池的温度及熔池中液态金属厚度的一种单面焊双面成形的机理。主要靠电弧的穿透力和熔池的表面张力及电磁的收缩，当电弧穿透坡口间隙后融化坡口两侧和前一个熔池，从而形成一个新的熔池，通过即时的灭弧和熔池表面张力来控制熔池温度，形状和位置，达到焊缝正常形成。

1.1.2 连弧焊法是在焊接过程中电弧连续不断的燃烧，采用较小的破口，钝边间隙，选择较小的电流，始终保持短弧连续不断的一种施焊方法。从而达到单面焊双面成形的效果。

1.2 焊缝质量缺陷的类型：

其分为表面质量缺陷和内部质量缺陷：

1.2.1 表面质量缺陷是能通过肉眼直接看到的缺陷，主要有咬边、错口、夹渣、变形、裂纹、气孔、焊瘤、未焊透、余高过大、角焊缝不足或不对称、焊缝宽窄不一、弧坑等情况。

1.2.2 内部质量缺陷是通过仪器才能看到的缺陷，主要有气孔、未熔合、夹缝、裂纹、未焊透等情况。

1.2.3 表面质量缺陷和内部质量缺陷最常见的几种如下图：

1.3 产生焊缝质量缺陷的最主要原因：

1.3.1 夹渣：

1.3.1.1 焊接电流的强度太小，运条速度不当产生。

1.3.1.2 焊条的规格选用不当。

1.3.1.3 焊条的潮湿，没有保持干燥。

1.3.2 气孔：

1.3.2.1 焊接构件或焊条接触到油类、油污等，使其受热后释放出气体侵入熔池。

1.3.2.2 焊条的潮湿也是一大原因。

1.3.2.3 施焊的地方风速过大、过快，温度低，气体来不及从焊缝中释放出来。

1.3.2.4 电弧过长使空气侵入熔池或电弧过短熔池中的气体来不及逸出。

1.3.3 裂纹：

1.3.3.1 焊接前的點焊处尺寸过小，受外力或焊接应力作用而破裂。

1.3.3.2 焊件的刚性高，焊接措施不当，比如未进行预加热或退火处理。

1.3.3.3 管件组对不正确，倒焊低碳钢时坡小，间隙小，使填充金属少，强度低，焊缝冷却快，应力较大，产生裂纹。

1.3.3.4 材料的化学成分不同，例如焊件与焊条的型号不匹配，含碳量较高，容易产生裂纹。

1.3.3.5 焊接时产生夹角缺陷（如针状气孔、咬边、未焊透等），未检查，未及时修复，应力的作用而发展成裂纹。

1.3.4 未熔合：

1.3.4.1 电流强度小，没有正确的运条方法产生。

1.3.4.2 焊条规格不合适或焊条角度不合理产生偏差。

1.3.4.3 焊件的散热太快使得金属迅速冷却。

1.3.4.4 组件装配对接时，预留间隙过小或钝边过厚。

1.4 组件对接单面焊双面成形的焊接工艺分析：

分为焊前准备，焊接过程控制两部分：

1.4.1 焊前准备：

1.4.1.1 材料或部件进场的检验，必须按照图纸所需管材和焊材的质量要求，对材料质量证明文件进行检查，对材料外观的质量检查，对需要复检的材料先进行抽样复验，满足各项指标，方可进入下一道工序。

1.4.1.2 接下来便是焊件的加工，对需要施焊的容器或管道加工成V型坡口，使V型坡口达到600左右，对12mm以内的壁厚，不需要钝边，适度控制间隙距离，使其保持在3mm左右。

1.4.1.3 在施焊前对焊件的清理，用磨光机、锉刀清理V型槽内的垃圾，氧化物及油污等，使其金属露出光泽。

1.4.1.4 选用匹配的电焊条，直径由2.5～4mm不等，焊前须经1500～3000烘培1～2小时，对不同的材质，焊机的选用也不尽形同（交流弧焊机、直流弧焊机），对电焊条与焊机电流的关系如下表：

1.4.1.5 焊件装配及定位焊，选用连弧焊装配，一般坡口间隙可以定为：始焊前间隙为2.5mm，终焊端间隙为3mm，视焊缝的长度，适度考虑余量，反变形的角度在50～100为宜，也是视焊缝的长度决定;对接内壁应平、齐、错口不得超过壁厚的10%，且不大于1mm，外壁差值不超过壁厚的10%加1mm，且不大于3mm;然而每个定位点在10mm～20mm，间距在300mm～500mm。

1.4.2 焊接过程控制：

1.4.2.1 手工焊接操作法主要适用于有板状对接接头，管状对接接头，骑座式管板接头按接头位置不同分为平焊、竖焊、横焊、仰焊。

1.4.2.2 单面焊双面成形焊接方法一般用于V型坡口对接焊，适用于容器壳体板状对接焊，小直径容器环缝及管道对接焊，它虽然不同于一般的平、竖、横、仰焊，但操作要点和要求基本一致，焊缝内不应出现气孔、夹渣、根部均匀焊透，背面不应有焊瘤、凹陷和未熔合等现象。