压力容器异种钢焊接缺陷及预防

摘要：随着科学技术的发展，生产装置趋于大型化、智能化，现仅采用单重金属材料已不能满足产品性能的需求，而需要根据生产工程对焊件工艺、部件性能的不同要求，采用并发挥异种钢材料或组合的综合性能。但同时，异种钢焊接结构存在缺陷，对此，文章将分析其常见缺陷、危害及产生原因，并提出相应的预防措施，从而加以防范和控制，以确保异种钢焊接结构的质量达标、性能达标。

关键词：压力容器；异种钢焊接；常见缺陷；预防措施

装置中的压力容器应用广泛，其焊接部分是容器安装、使用、维护、寿命、安全等各方面的关键因素。必须保证其质量达标，同时具有高效性能，以此保证设备安全、人员安全。但由于异种钢焊接接头部分，由于合金元素的稀释以及碳迁移过程，导致存在一个不均匀的过渡区，包括化学成分、金相组织、应力场分布等，从而导致接头处物理性能、力学性能等存在较大差异，容易出现事故和危险。对此，必须加强重视并采取措施，实现对缺陷的有效预防和控制。

1常见缺陷

异种钢在焊接过程中常见的缺陷类型多种多样，产生的原因也错综复杂，所处位置和表现形式也各有不同。但就其分辨的难度和方法，可大致分为外观缺陷和内部缺陷两种类型。

1.1外观缺陷

外观缺陷一般较为明显，可用肉眼或者简单的检查方法从外部检查出来。如：焊缝处出现咬边、焊穿、焊瘤、表面裂纹、表面气孔擦伤等，严重时可影响到焊件的整体质量和性能，导致无法正常使用[1]。还有焊件的尺寸长度不符、平面度不能达到标准，这主要是由于焊缝收缩引起的变形，而这种焊接后的缺陷难以或者无法修复，最终导致焊件整体报废。

1.2内部缺陷

内部缺陷较为隐秘，只能通过破坏性检查或无损探伤的方法进行检查。常见的内部缺陷主要有：内部裂纹、内部气孔、白点、夹渣、未焊透和未熔合等。大多缺陷是由于人们越来越重视工艺性缺陷，试图避免的同时，忽视了焊件尺寸不符、接头性能不足及化学成分等问题。由于异种钢化学成分上的差别，容易在焊接时，在母材与焊缝之间的熔合区或过渡区形成化学成分、金相组织不均匀的区域，使焊缝在力学性能、物理性能上产生差异。

2预防措施

由于母材之间、母材与填充之间存在物理、化学差异，还可能存在相互作用，给焊接工艺带来影响和困难。要想尽可能的获得良好的焊接接头，必须采用特殊的工艺措施，并遵循以下几点共同原则：

2.1合理选取焊接材料

合理选用焊材是焊接成功的关键，也是经济效益的前提。一般需参照母材的成分、性能，以及恰当的接头形式、具体的使用要求来选材。而基本原则有四项：①选用材料首先应考虑其结合性能，其次再考虑使用性能。因此，在焊缝金属的强度与塑性上，如果不能兼顾两者，应选择塑性强、韧性好的焊材，同时，应当参照强度等级偏低的母材进行焊材选择，即“低匹配”原则，以此保证焊缝的塑性[3]。②焊缝金属性能一般只需满足两种母材中的一种，其力学性能等不低于母材中性能较低的指标即可。但特殊情况可根据工艺、性能的具体要求。③结构钢的异种钢焊接，在相同强度等级下，应选用抗裂性能较强的。而如果是金相组织差异较大的异种钢接头，应考虑填充金属被稀释后的接头性能保障。④对于多种具有相同性能条件下的焊材，多倾向易制作且经济效益更高的品种。

2.2合理的焊接工艺参数

焊接的工艺参数直接影响着熔合比。一般来说，异种钢焊接要求小的熔合比，所以，通常采用小电流、高焊速[5]。焊接工艺参数的确定，如在异种钢焊接的预热温度的选定上，应当根据焊接性差的选定，通过预热来避免出现冷裂纹。如其中一种钢焊接不需预热，另一种需预热时，应采取预热措施，实现焊接。而如果一种预热温度高，另一个预热温度低时，应选择预热温度较高的为规范[6]。

2.3严格执行焊接工艺进程

严格并正确执行焊接工艺进程。首先，应当制定正确焊接工艺进程，它是一种细则文件，即要求细致度高、科学性强，以细则文件对加工细节、实践要求做出规范统一，对焊接工艺、焊接质量做出有效评定。最终有效保证焊接的细节到位、规范操作和质量达标。同时，焊接人员应当针对不同的产品焊缝、特殊的产品性能需求、质量要求等，充分运用自身的实践知识、理论知识，规范执行焊接工艺进程，从而给予焊接工艺、压力容器整体质量上的最大保障。

3结束语

综上所述，异种钢焊接具有难度，再加上自身具有特殊性和选择性，可能给压力容器的焊接增加难度，也容易出现焊接缺陷和质量隐患。从辨别难度、检查方法上，可分为外观缺陷和内部缺陷。对此，必须分析研究产生缺陷的根本原因，并采取预防和控制措施，同时坚持四项基本原则：合理选取焊接材料、设计合理的坡口形式、确定合理的焊接工艺参数、制定并严格执行焊接工艺进程，以此来有效预防和控制焊接的缺陷，最大限度地提高压力容器的质量、性能和使用寿命等水平。

参考文献

[1]罗刚.异种钢焊接性能分析与研究[J].科技创新与应用，2013，（10）.

[2]周灵军.异类异种钢焊接问题及对策[J].化工机械，2011，（3）.

[3]武占芳.异种钢焊接技术在检修中的应用[J].化工设备与防腐蚀，2002，（4）.

作者：代峰 单位：北京思韵科技有限公司