焊接材料在承压类特种设备领域的应用

焊接材料在承压类特种设备领域的应用

刘政威 冷康龙 董石磊

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东省青岛市 266000

摘要：目前，我国的经济发展十分迅速，本文介绍了国内焊条及气体保护电弧焊用焊丝两类主要焊接材料在承压类特种设备领域的应用，分析了其存在的不足，并展望了其发展趋势。

关键词：承压设备；焊接材料；焊接方法

引言

特种设备主要是指一些危险性系数比较大的设备，比如锅炉、压力容器、压力管道以及电梯等，这些设备在日常生活中随处可见，这些设备的功能性也大不相同。在这些设备中，锅炉、压力容器以及压力管道被称之为承压类特种设备。这种设备在制造过程中，焊接是必不可少的一项重要施工环节，能够对其质量产生直接影响。与此同时，焊接质量控制能够对设备的使用寿命、安全运行状态等产生影响，是制造过程中的重点和难点。因此，结合这一现状，在针对承压类特种设备进行制造时，要采取有针对性的措施，对其焊接质量进行科学合理的控制，为承压类特种设备的质量以及安全运行提供有效保障。

1弯管内壁堆的焊接技术

压力容器在长期使用过程当中，会由于腐蚀等情况产生破损，导致压力容器的使用寿命大幅度降低。为了规避压力容器被迅速腐蚀，延长压力容器的使用时间，要实施不锈钢涂层相关的焊接工作，一般直管内堆焊操作比较简单，可是针对弯管内壁实施堆焊操作是有很大难度的。对于弯曲角度上存在的不同，操作的难易程度也是不同的。弯管内壁堆焊通常有两种角度形式，即30°和90°，30°弯管内壁堆焊操作的难度并不高，可是90°弯管内壁的堆焊操作难度就非常大。在对30°弯管实施内壁堆焊操作的时候，需要基于圆周环向实施焊接操作，当前焊接设备已经能够五轴协动了，因此可以使用特殊形式的数学模型进行带动，让焊道能够自动排列。基于数学模型的实际应用，设备中的胡建亚能够进行自动跟踪，确保自动焊接操作的稳定性与整体性。在对90°弯管内壁实施焊接操作的时候，要沿着弯管母线纵方向实施自动堆焊，通常会使用熔化极气体保护焊的方式来实施焊接操作。在二维变位机的实际安装过程中，确保旋转的工作状态。当工件需要进行翻转的时候，一定要确保焊道是水平的，并且把焊枪安置在三维导航上边，让焊枪能够保持位置的自动变换。当前伴随弯管内壁堆焊相关技术的进步与发展，弯管内壁的堆焊技术也实现稳定发展，规避生产过程形成的资源浪费情况，降低压力容器的价格。当前，弯管内壁堆焊技术在压力容器生产中被广泛应用，并且获得比较好的成效，在实际工作中，其具有较强的应用优势。

2焊接材料控制

在实际操作过程中，针对承压类特种设备制造时，由于焊接是其中非常重要的环节，所以为了保证焊接质量，在焊接材料的选择以及应用上也要采取有效措施对其进行质量控制。应用在承压类特种设备焊接中的焊接材料可以分为几个部分，其中包括焊条、焊丝、钢带、焊剂等。焊接材料的选择根据母材的化学成分、力学性能以及焊接性能等特点进行分析，与此同时，要结合承压类特种设备的结构特点、使用条件以及具体焊接方法进行综合性考量。只有在将所有涵盖的内容条件充分考虑完成之后，才能够保证焊接材料选择的有效性，并且对各类材料质量进行有效控制。在焊接材料使用之前，要对其进行实验分析，保证实验合格之后，可以应用到具体焊接作业中。另外，焊接作业使用的相关材料必须是有材料标准规定的，并且在生产质量上有相对应的证书证明。特种工艺的设备在制造过程中，要具有正规单位的鉴定和复检，只有保证全部都达到规定标准、处于合格状态之后，才能够投入到正常使用中。焊接材料在选择以及具体使用过程中，应当尽可能满足图样的基本技术要求，与此同时，要通过焊接工艺评定，这样才能够保证焊接材料的质量被有效控制。

3承压类特种设备用气体保护电弧焊用焊丝

近年来，随着焊接自动化技术的不断发展和提高，气体保护焊的应用越来越广泛，目前国内气体保护焊用焊丝的使用量仅次于焊条，已在锅炉、压力管道和压力容器等行业得到了大量应用。常用的实心气体保护焊丝主要参考GB/T 8110-2008、YB/T 5092-2016等相关标准。ER49-1适用于单道焊和多道焊，具有良好的抗气孔性能，主要用于焊接低碳钢和相应强度级别的低合金高强结构钢。ER50-2由于含有多种脱氧剂，可以用来焊接表面有一定铁锈或污物的钢材，常用于船舶、桥梁、锅炉和压力容器等结构的焊接。ER50-3适用于焊接单道焊和多道焊，具有优良的可焊接性，抗裂性能优良，特别适用于薄板的小电流高速焊接，主要用于焊接相应强度级别的结构钢。ER50-4可用于薄板的高速焊接，在小电流规范下，电弧仍很稳定，并可进行立向下焊。ER50-6焊接时焊丝熔化速度快、电弧稳定、焊接飞溅小、焊缝抗氧化锈蚀能力强、熔敷金属气孔敏感性小，可全位置施焊，一般用于焊接相应强度级别结构钢。ER55-Ni1、ER55-Ni2和ER55-Ni3采用富氩气体保护，熔敷金属具有优良的抗裂性、低温冲击性能及抗大气腐蚀性能。ER55-Ni1、ER55-Ni2和ER55-Ni3分别适用于对低温韧性要求为-45℃、-60℃和-75℃的桥梁、船舶、压力容器、化工容器等低温耐候低合金高强钢结构的焊接。ER55-D2-Ti焊接时电弧稳定、焊接飞溅小，用于相应强度级别结构钢的焊接，如Q420等。ER62-G是600MPa级高韧性低合金钢气保焊丝，适用于相应强度级别结构钢的焊接，如Q460，常用于工程机械、管线和压力容器等结构的焊接。ER69-1是700MPa级高韧性低合金钢气保焊丝，采用富氩气体保护，具有良好的全位置焊接工艺性能，适用于相应强度级别结构钢的焊接，如Q550，常用于焊接起重机械、管线和压力容器等。ER49-A1一般主要用于焊接Cr-Mo钢，常用于焊接常规热电站、石油化工设备等。ER49-B2L焊丝含碳量低，抗拉强度低于ER55-B2，两种焊丝都适用于工作温度在520℃以下的耐热钢的焊接，也可用来连接Cr-Mo钢与碳钢的异种钢接头。ER55-B2-MnV焊丝中加入了适量的钒，比ER55-B2-Mn有更优的抗蠕变性能，两种焊丝常用于焊接工作温度在550℃以下的锅炉受热面管子、蒸汽参数为510℃的高中压蒸汽管道、汽轮机等。ER62-B3和ER55-B3L的抗高温腐蚀性能优于一般的低合金珠光体耐热钢。

4强化对焊接工艺的控制

从整个焊接操作流程发展实际情况来看，焊接工艺评定是验证焊接工艺操作是否准确有效的重要内容，具体评定内容包含焊接过程中的焊接工艺控制参数、焊接基本工艺评定等，在具体施工操作的时候将符合焊接接头性能要求的工艺纳入到总体施工规划中，为焊接工作的有效开展提供重要支持。从实际施工操作情况来看，“焊接工艺评定一览表”能够充分体现制造单位或安装单位的焊接加工能力，对被检测单位施工操作所需要应用的一系列焊接工艺做出了明确的规定，能够让相关人员严格遵照相关规范开展一系列的工作。

结语

压力容器的制作是十分精密的制造过程，其安全性能问题是不容忽视的。广大技术工人具备较强的责任心，不断提升自身技术水平，不断创新技术手法。企业质量监督部门应实时监督工人的工作，提升员工的工作规范性，确保压力容器的生产质量。广大焊工应不断提高焊接知识，提升焊接的质量，确保压力容器工作的安全性。

参考文献

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