耐热钢压力容器焊接技术分析

郑 波

（抚州市特种设备监督检验中心，江西 抚州 344000）

耐热钢压力容器在实际应用中，焊接技术工艺的质量对耐热钢压力容器的使用安全与可靠性会产生直接的影响。基于此，结合耐热钢压力容器的特点，对焊接工艺进行优化与完善，对提高耐热钢压力容器的制造水平方面有积极作用。考虑耐热钢压力容器使用的压力承载要求，焊接工艺在实际应用中，对焊接接头的等强性、焊接抗氧化性、焊接结构优化等方面进行优化，对进一步人提高耐热钢压力容器的焊接技术应用水平有积极作用[1]。

1 耐热钢压力容器的特性分析

耐热钢是压力容器生产中的主要材料之一，在实际应用中，耐热钢中加入了合金元素，以此提高其实际应用效果[2]。耐热钢在实际应用中，其淬硬性比较高，在耐热钢压力容器中，淬硬性对焊接质量会产生直接的干扰。耐热钢中加入Cr、Mo等相关元素，在一定程度上提高了耐热钢的淬硬性，因而影响耐热钢压力容器的焊接质量。耐热钢压力容器在实际生产制造过程中，热影响区内会出现冷裂纹，影响耐热钢压力容器的焊接质量。在耐热钢压力容器的焊接操作过程中，会出现再热裂纹，加热处理后，裂纹现象比较明显，会因为消除应力，而出现裂纹。热裂纹属于相对比较常见的问题，采用梨形焊道时，极容易出现低熔点共晶，最终会影响耐热钢压力容器的焊接效果与质量。回火脆性的特性存在，耐热钢在高温环境下，会脆变，影响耐热钢的后续使用效果[3]。

2 耐热钢压力容器焊接技术分析

2.1 手工电弧焊技术

手工电弧焊在实际应用中，采用手动凑走的方式对耐热钢压力容器进行焊接处理，但是，在实际操作中，焊条上面熔化的药皮会在空气中出现氧化反应，从而形成气体、熔渣，可避免空气对焊接熔池所产生的负面影响。但是，在实际应用中，焊接技术还存在一定的应用缺陷，其生产效率相对比较低，适用于耐热钢压力容器生产制造中的短焊缝处理[4]。

2.2 埋弧焊技术

埋弧焊是通过燃烧所产生的高温进行有效的焊接，在焊剂层下面对耐热钢压力容器生产进行焊接处理，具有一定的机械化程度以及自动化程度。利用机械操作的方式，完成送丝与引燃、焊接方案与收尾等相关操作处理工艺。在耐热钢压力容器焊接处理的过程中，对水平位置、加工物件边缘、装配质量等方面的要求相对比较高[5]。在实际施工的过程中，可通过焊接操作处理，从而保证焊接质量。

2.3 气体保护焊技术

利用电极之间气体高温电弧热作用原来，对焊丝与焊件进行熔化处理，在熔化的过程中，可通过二氧化碳气体保护以及氩弧焊等方式进行处理，这对提高焊接的综合控制水平方面有积极作用。焊接技术本身具有熔深大、生产效率高等应用特点。在实际操作的过程中，复杂程度相对比较高，因此，可在耐热钢压力容器生产制造中进行推广应用。

2.4 电渣焊技术

电渣焊是通过电流熔渣的方式，对焊接施工过程进行优化。在厚板块的焊接过程中， 可以在电流的作用下对熔渣进行有效熔化，并用于母材、金属的填充工作，其原子焊接效果比较理想。在预热、加热后，可以形成良好的焊接密度，有效的避免气孔、裂纹等焊接问题。在高温环境下进行焊接工作中，极容易出现过热的情况，所以，在实际操作的过程中，添加特殊材料，对提高耐热钢压力容器的焊接效果方面有积极作用[6]。

3 耐热钢压力容器中焊接技术的应用策略

3.1 焊接接头分析

结合耐热钢压力容器的实践应用，则需要考虑耐热钢的特性，对焊接接头的等强性进行控制，接头与焊接的母材存在一致的等强性，对保证焊接质量方面有积极作用。从稳定性的角度进行分析，焊接接头大多需要多次频繁的进行热处理，因此，在实际焊接操作的过程中，可通过焊接接头的稳定控制，保证焊接的综合质量。抗脆断性对焊接质量会产生直接的影响，因此，针对焊接参数进行控制的基础上，可不提高焊接的价值以及可靠性。

3.2 焊材的选择

在耐热钢的焊接处理的过程中，重点是针对焊材的质量进行综合控制，保证耐热钢压力容器焊接的综合质量。结合耐热钢压力容器的焊接处理需求以及耐热性，可对Cr、Mo等微量元素的含量进行控制，这对实现焊材质量控制水平提升方面有积极作用。从回火脆性的角度进行分析，对焊缝金属的含碳量进行控制，最大程度上保障焊接的综合质量，而且，可以提高焊接的韧性，提高耐热钢压力容器的焊接水平。耐热钢压力容器的焊材选择与控制，需要对焊材质量、焊材适用的焊接工艺等方面进行综合控制，在对焊接材料进行质量检验后，可应用于耐热钢压力容器的焊接操作工艺中，给在给定的条件下，对焊接材料进行质量检验，并结合母材的厚度，对焊接操作方式、焊接操作工艺与焊接接头、热处理等方面进行综合控制，从而提高焊接的工艺水平。

3.3 规范焊接操作流程

耐热钢压力容器的焊接技术操作，则需要从焊接操作、质量等角度进行控制。控制焊接中的温度，耐热钢压力容器中的裂纹问题，与焊接温度变化有直接关系，冷裂纹、热裂纹、再热雷文等与温度变化有直接关系，所以，在预热、层间温度控制的过程中，可对韩额吉的温度值进行控制，降低裂纹的产生概率。焊接后的热处理控制，在对耐热钢压力容器进行焊接操作的过程中，焊后热处理过程中，可对残余应力进行控制，而且，可以通过改变组织的方式，提高整体的力学性能。焊后热处理可以提高接头的高温蠕变强度，在强化焊接组织稳定性的过程中，可对焊缝、热硬区的硬度进行控制，降低冷裂纹的出现。后热以及中间热处理的过程中，Cr-Mo本身具有比较大的冷裂倾向，因此，氢的含量对耐热钢压力容器焊接裂纹会产生直接的影响。为了有效降低氢含量，在焊后，可立刻进行消氢处理。耐热钢压力容器壁厚，而且，材料的刚性比较大，制造周期比较长，因此，为避免裂纹以及保证焊件的稳定性，主焊缝在焊后需要进行中间热处理，中间热处理的温度要低于热处理。后热温度在350℃左右，而且，可以通过600℃进行热处理控制。

3.4 纵环缝的窄间埋弧焊

耐热钢压力容器的纵环缝焊接难度相对比较大，所以，为保证焊接质量，耐热钢压力容器纵环缝的窄间隙可以采用埋弧焊的方式进行焊接，可以利用交流波形参数，对埋弧焊进行操作与控制。在进行设计的过程中，可对焊道成形、双丝埋弧焊的工艺参数等方面进行综合控制，通过波形控制AC/DC埋弧焊控制，提高埋弧焊的控制水平。影响耐热钢压力容器焊接质量的因素相对比较多，在对耐热钢压力容器的抗压性能进行分析的过程中，可通过埋弧焊的实际操作控制，则可以通过正负半波电流值、脉冲波形斜率等参数的控制，提高耐热钢压力容器的焊接控制水平。在对热裂纹、冷裂纹等方面进行综合控制的过程中，可对间隙的焊接过程进行优化，这对提高焊接控制水平有积极作用。在利用埋弧焊的过程中，可根据NB/T47014《承压设备焊接工艺评定》以及相关的产品制造工艺，在焊接前，坡口表面以及两侧50mm范围内，对焊接表面的杂质进行清理。在进行预热处理中，预热温度控制在200℃，预热范围是焊接坡口两边150mm。在进行定位焊、正式焊的过程中，层间温度控制在250℃左右，并在焊接后，进行350℃的消氢处理，处理时间为2h。通过埋弧焊处理与控制，可通过焊接热输入的方式，进行多道焊接以及窄道韩额吉，这对进一步提高耐热钢压力容器的焊接质量方面有积极作用。在进行焊接处理后，进行100%的RT检测，并进行焊后热处理，最大焊后热处理为690温都×20h，最小热处理为690×4h。从力学性能的角度进行分析，在进行焊后热处理后，可进行力学试验以及冲击试验，在对试验数据进行分析与处理的基础上，可对焊缝区、热影响区等方面进行综合控制，这对进一步提高焊接处理效果方面有积极作用。

3.5 重视质量验收

耐热钢压力容器在完成焊接作业后，重视质量验收工作，对焊接工序以及耐热钢压力容器的功能进行检验，保证耐热钢压力容器的功能符合使用要求，而且，在实际验收的过程中，要进行焊接工作的监督与质量控制，提高耐热钢压力容器的焊接质量。质量验收过程中，焊接接头的结构形式，对耐热钢压力容器的无损检测会产生直接的影响。所以，耐热钢压力容器的焊接接头，可以采用底片放置的方式，对接头位置进行照射。对角接头则可以通过无损检测的方式进行处理，在对耐热钢压力容器的焊接缺陷进行检验与分析的基础上，可提高耐热钢压力容器的焊接水平。焊接质量控制以焊接工艺、焊接质量控制等为中心，在对焊接裂纹、气泡等进行质量控制的基础上，可实现焊接质量的进一步提升。提高耐热钢压力容器的焊接自动化检测水平，在对压力容器的结构、焊接过程、焊接工艺应用等方面进行优化的基础上，可提高耐热钢压力容器的焊接检测水平。

4 耐热钢压力容器焊接技术的发展趋势

4.1 双TIG焊技术以及双脉冲MIG焊技术

双TIG焊技术以及双脉冲MIG焊技术在实际应用中，可以通过TIG焊枪进行电流连接的改进，焊枪的电流可以互相传输，在对耐热钢压力容器的焊接过程进行优化后，通过双脉冲MIG焊接技术的实践应用，对脉冲峰值、脉冲时间等方面进行综合控制，通过脉冲切换与控制，可实现焊缝的平整细化，避免耐热钢压力容器焊接过程中出现气孔以及裂纹，保证耐热钢压力容器的整体焊接质量。

4.2 激光-电弧复合热源焊接技术

激光-电弧复合热源焊接技术是利用氩气，通过大功率激光的照射，对电弧熔池的小孔中的金属蒸汽进行控制，并通过气体保护的方式，提高焊接控制水平。MIG焊接技术在实际应用中，可以通过保护器的应用，利用纯氩气对电弧的稳定性、刚性进行保护，可对电弧进行控制，提高激光-电弧复合热源焊接技术在耐热钢压力容器焊接中的应用效果。

5 结论

研究与分析焊接技术在耐热钢压力容器制造中的应用，则针对焊接技术的合理性、可靠性、安全性等方面进行综合评估，从而保证耐热钢压力容器的制造生产水平。对焊接接头控制、焊材选择、焊接处理等方面进行综合控制，并对耐热钢压力容器焊接的核心影响因素进行严格控制，重点提升并规范化处理焊接过程，通过焊接参数处理与焊接流程控制，提高耐热钢压力容器的生产制造水平。