1、压力容器焊接中混合气体保护焊的运用摘 要： 针对混合气体保护焊在压力容器焊接中的运用情况，进行了一系列的相关焊接试验，并在此基础上，对焊接厚度较大的高压容器采取了良好的举措。利用混合气体保护焊的相关技术，对强度不同的坡口形式、焊后要求以及在焊接强度上钢材料的不同，都能相应做到对号入座，焊接成功。本文分析了混合气体保护焊焊接的相关特点，将其与传统意义上的焊接技术进行对比，从而进一步揭示了压力容器焊接中混合气体保护焊的运用。 关键词：混合气体保护焊 压力容器 焊接技术 引言： 实芯焊丝气保焊是以往工艺中常用的一种产品，该技术也一度得到广泛的推广和运用。随着该技术的逐步发展与成形，对于相应生产的金属
2、制品的质量提高和规模扩大都起到了良好的推动效应。但其也存在着很大的弊端，其在运用的过程中，尤其是当相应的高压容器的载荷已达到高强度的负荷状态后，运用实芯焊丝气保焊就有很大的难度。此外，在焊接过程中，会存在强度不等的焊道外凸、焊接飞溅的现象，而实芯焊丝气保焊对于此类现象的出现，尚未进行有效的改善。混合气体保护焊对于电弧燃烧的稳定性有了显著的改善和提高，从而有利于加强焊接的熔合度，减少一定程度的焊接缺陷以及焊接飞溅现象。而对于焊接后的外在成形，焊接后的接头结合度的高低都有着较大的提高。此外减缓了保护气体的氧化性，对于合金元素向焊缝过度的有效实施，对高强钢、耐热钢的成功创造提供了有效的构建平台。 一
3、、焊接工艺的研究 1.保护气体的选择 为了避免纯 CO2 保护焊存在的各项弊端，混合气体保护焊中添加了Ar 气体。有了此种气体，在压力容器焊接过程中的电弧燃烧能够更加稳定，而焊接飞溅的现象也得到很大程度的减少，焊接后的制品在外观上效果更佳，此外还能起到有效的抗氧化性效果。 2.焊丝的选择 对于焊丝的选择，首先要注意的是合金在燃烧是否会存在烧损现象，焊缝的塑性和韧性是否加强，是否能到达元素气体的充分脱氧。经过一系列的比较，我们选择 ER50 -3B 焊丝，该焊丝对于 Si、Mn 元素的比例情况作出了改变，从而对于上述现象的避免或是加强都有显著效应。 二、混合气体保护焊的主要特点 混合气体保护焊作
4、为焊接链上的新种类，吸取了纯 CO2 和纯 Ar 这两种混合气体保护焊的优势，还避免了其不足所在。因其技术的进步是建立 CO2 焊的基础上，因而其电弧具有更深的穿透性能，而其焊缝可到深度也较以往更强，从而达到焊接层数变少的目的。此外，由于焊接所产生的热范围小，氢所占比重较低，对于焊接后牢固性的加强发挥很大作用。混合气体保护焊的缺点在于易产生较多的焊接气孔，并造成大量焊接飞溅。由于含有 CO2 的成分，在电弧的效用后易形成 CO 气孔，此外，空气中本身所有的氮在焊接过程中也会产生相应的氮气孔。 三：混合气体保护焊在压力容器焊接中的应用 在原先的焊接技术中，对压力容器的焊接以手工电弧焊和自动焊为主
5、要手段，此种方法在很大程度上已能达到容器制作程序里的焊接标准，但是随着压力容器焊接要求不断提高、焊接制作的范围显著扩大，需要持续的技术进步来满足当下的发展要求。混合气体保护焊在压力容器焊接中的应用以富氢气体保护焊为主要方法并辅助于手工焊氢、弧焊、埋弧焊等其它方法，总共实施 51 项压力容器工艺的评定；有 15CrMoR， 13MnNiMoNbR， 20g；20MnMo 等材料在内的工艺评定，通过进行一系列有目的性的对包括 K 型坡口、双 V 型坡口、单 V 型坡口等在内的坡口型式的实验，总结出组合焊缝、角焊缝、对接焊缝等包括灰锁、加压气化炉炉体、煤锁等众多零部件中进行的焊接技术，从而编订完善的
6、工艺规程，使得工艺焊接更加合理规范，而且还完成从产品焊接到无损探伤、水压试验、产品焊接试板检查等一系列检测，焊接质量得到证明，通过长达两年的加压气化炉使用，更能证明高压容器生产中富氢混合气体保护焊的使用是科学而成功的。 1.混合气体保护焊用于压力容器的优势 与传统意义上的保护焊相比，气体保护焊在焊接过程中能够更好的避免热量散失，焊口凹陷等，从而使焊口具有更高的融合性，并且大大提高了焊接效率，是对当前焊接制作的一个很好的完善和发展。将此种焊接技术的运用范围扩大，可以在很大程度上提高焊接的生产效率，减少工人的劳动成本，减少焊接时长，从而获得更多的生产利益。 2. 焊接规范的确定 熔滴过渡在富氢混合
7、气体保护焊方法的使用中，有脉冲过渡、短路过渡、喷射过渡三种过渡形式。而选择使用短路过渡形式能更符合压力容器的使用材料以及结构特点。选择的焊接电压的高低是至关重要的，因为焊丝的直径范围大小决定着电流调节范围的，所以在一定的焊丝直径和焊接电流下，焊接电压决定了电弧的电弧长度及其熔滴的过渡形式。当出现电压过高的情况时，短路过渡将会变成上扰排斥过渡，其飞溅也大，可见电流的选择必须合适，并能与电压相适配，只有这样短路过渡才能获得成功。 3.混合气体保护焊用于压力容器焊接 当使用小电流、低电压规范.其保护气体构成为 80%Ar-20%CO2，熔滴过渡的形式与 CO2 焊的熔滴形式相同，都为短路过渡形式。我
8、们使用示波器来观察焊接电流、电弧电压波形，可以明显地观察到比 CO2 焊更均匀、稳定，并且熔滴与熔池均较稳定，断弧及冲击现象较少，规律更明显，周期稳定基本基本不变，波动幅度也小。采用收集法来测定飞溅量的实验，得出气体的配比不仅对熔滴过渡有影响，也对飞溅的影响很大。气体配比对飞溅率的影响：Ar 气含量加大，飞溅率降低，而且 75%-85%Ar 气含量范围内下降达到最快.，Ar 气的含量再次提高则飞溅率会平缓地下降。当小规范的短路过渡混合气体保护焊气体配比 Ar：CO2 为80：20 的时候，从焊缝成形和焊缝质量角度来看达到最好效果，这个时候不但使气体带氧化性，克服了表面张力大、电弧飘移等问题，而
9、且电弧也有电弧轴向力大、飞溅小、电弧燃烧稳定等明显的 Ar 弧性质，金属流动性好，熔深呈现弧形，从而使得焊缝更加的致密。 CO2 焊缝有很强的熔深度，焊接后的焊面成形效果好，产生的瑕疵少，具有很高的焊接质量。过去的生产中经常使用 H08Mn2SiA 及 H08Mn2Si 这两个钢号，但在这两个钢号中规定了对 Mn 的限量，由于 Mn 的比重较大，导致焊接工艺中存在焊缝韧度低的问题，从而影响了焊缝整体的质量。此外，由于 Mn/Si 的含量比重高，所以部分人认为 CO2 焊不能适用于锅炉、受压容器的焊接。为了满足工艺制造中对焊缝韧性度的要求，在焊接过程中始终遵循一个原则，对于 Mn 含量高的焊丝用
10、来焊接 CO2；对于Mn 含量低的焊丝用来焊接富氩，根据其不同的 Mn 含量对号入座选择焊接对象，从而最大程度的保证工艺产品质量。经过一系列的对混合气体保护焊在压力容器中产生的制作焊接效果的实验测定表明：在焊接过程中，要想获得更高质量的焊接工艺或者是能够达到任何低氢焊条焊接所达到的标准，则应按照不同的钢材要求，对焊丝中的各项元素比重含量与保护气体进行相对应的组合配套，从而保证焊接产品的质量。 总结： 将混合气体保护焊运用在压力容器的焊接中，可在生产制造中取得很好的效益，从焊工培训项目、焊接制作的测评到工艺产品的制作培训都有很好的成效及相关的技术进步。此外，因为混合气体保护焊与传统意义上的保护焊相比有着不一样的制作手法，并且电工在操作上也会采取相应的焊接手段，因而运用此种焊接技术的焊工必须在严格的训练取证之后才可以上岗就职，而大量使用此种焊接手段的前提是焊丝匹配必须到位，此外要使用配比完善的气体。 参考文献： 1 曾乐.现代焊接技术手册M.上海科学技术出版社，1993.11 2 薛柏松，栗卓新，朱颖，樊丁，等.焊接材料手册M.机械工业出版社，2006.7. 3 殷树言.气体保护焊工艺基础M.北京：机械工业出版社，2007.4
