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我公司承制的某煤制甲醇项目中超高压氮气储罐筒体厚度mm，筒体内径mm，长度为mm。采纳惯例焊条电弧焊和埋弧焊难以满意临盆效率请求，而窄空隙埋弧焊具备焊缝截面积小，填充金属少，能够完结焊接进程主动化等特征，于是是一种优良、高效的厚壁容器焊接技巧。经由实行焊接实验获得最好焊接参数，经由现场现实运用取患有杰出的成就。

1焊接性实验

窄空隙焊前预热是防范构成焊接裂纹的有用法子，对ASMESAGr—70（89～mm）材料实行了焊接性实验，并终究肯定该种材料的预热温度。实验实质紧要包罗斜y、直Y及窗形腼腆等。

（1）斜y、直Y裂纹实验?共实行4组实验，每组各2件斜y、直Y试样，共16件。凭借《斜y型坡口焊接裂纹实验法子》附录A.2.1“试件的厚度不做束缚，正常罕用厚度为9～38mm”之规矩，实验采纳22mm厚同材质钢板实行。

经由母材碳当量及冷裂纹敏锐指数，计较预热温度T0=℃（分散氢按3mL/g计）。经由四组斜y、直Y裂纹实验（50℃、℃、℃、℃）来加以考证，按不同预热温度施焊，实验终归如表1所示，于是最低预热温度选为℃。

（2）窗形腼腆实验?窗形腼腆实验紧要用来评估焊缝对热裂纹的敏锐性，共实行一组实验。由于预热温度曾经肯定，本次实验直接采纳℃做为窗形腼腆的实验温度，实验采纳35mm厚同材质钢板实行。

实验依照准则请求，焊后试板实行表面探伤和X射线探伤，未觉察裂纹。对试板焊缝主题纵向剖开并打磨，做焊缝内剖面金相审查，也未觉察裂纹。注明此种钢材在℃预热前提下，对热裂纹的敏锐性较低。

2窄空隙埋弧焊接工艺钻研

ASMESAGr—70为实验母材，厚度为60～mm。焊丝采用与母材强度、成份相般配的KD—50。母材及焊丝化学成份如表2所示。

（1）焊剂的筛选?在深而窄的坡口内实行埋弧焊接，焊剂的筛选务必满意下列前提：在较高的温度下轻易脱渣；焊道向母材过渡滑润，成形杰出，完好口和咬肉；与特定的焊丝合营，能获得化学成份和力学机能均满意运用请求的焊缝金属。基于相比的思量，本次实验焊剂采用窄空隙专用焊剂及通常焊剂（SJ）离别实行焊接实验，以考证脱渣性、焊缝成形等。

（2）坡口模式的筛选?坡口模式对建造工序、焊接效率和焊接原料都有很大的影响，窄空隙焊的3种坡口如图1所示。图1a为垫板单面焊坡口，若是有错边，根部很轻易构成毛病，况且焊后要去掉垫板，加工量对照大；图1b焊缝底部原料轻易保证，后背清根办事量大；图1c为内部封底焊坡口，这类坡口没法整理焊根，于是窄空隙埋弧焊的第一起焊缝，要严酷选定焊接参数，保证焊透，相关于图1b来讲，可罢职后背清根量。

图1

为了保证焊道与侧壁、焊道与焊道之间熔合杰出，坡口宽度应在20～30mm内较为适合。为防范焊接进程中焊件压缩变形，以致焊缝脱渣艰苦，计较了2°～3°的坡诟谇度（见图2）。

图2

（3）后热及焊后热束缚温度确实定?根据JB/T—0《钢制压力容器焊接规程》，后热温度定为～℃，保温时候正常≥0.5h。焊后热束缚温度联合JB/T—0准则规矩，暂定℃。保温时候则凭借阅历公式计较肯定。焊后热束缚加热方法则采纳履带式加热片外加保温棉绑缚不变实行。

（4）不同板厚窄空隙焊接实验?共实行了60mm、89mm、mm三种厚度，共计11道口窄空隙焊接实验。窄空隙焊在中厚板上的试用，经由调度焊接工艺、焊剂等要素，束缚如焊道布列、脱渣性、工艺般配及毛病防控等艰苦，终究完结大厚板的窄空隙焊接运用。

第一，焊道布列实验。该实验采纳SAGr—70，60mm低合金高强钢为母材。试板尺寸mm×mm（单件），数目4块（2道口）。焊前后背用焊条电弧焊焊满，并焊上加紧筋。

实验采纳多层单道焊和多层双道焊各焊接一双试板，紧要实行焊道布列情状、焊缝成形及毛病情状相比。两块试板正面焊接时第一层和第二层焊道统统采纳单道焊，从第三层最先离别采纳单道焊和双道焊实行焊接，共焊接10层。从焊接进程看，单道焊对焊接参数请求较严，理睬改变的领域较双道焊窄。由于采纳相对较高的电弧电压及焊道较宽，于是易构成焊道双方熔合不良、气孔和咬边。而双道焊由于焊道较窄，电弧电压较低，且焊丝主题更倾向于双侧，于是构成咬边、气孔、熔合不良等毛病的概率也较单道焊低，焊道更轻易构成凹形焊道。根部首先几道焊缝应只管持续焊完，提升抗压缩本事，别的，不管是单道焊仍旧双道焊，若是焊剂烘干不良以及焊剂聚集太高都邑在焊道主题构成气孔，这一点在实验进程中已获得显示。

第二，脱渣性实验。筛选焊剂时，既要思量与响应的焊丝般配后其化学成份及力学机能能满意运用请求，又要比保守宽坡口埋弧焊焊剂完备更优异的焊道成形和脱渣性。实验离别运用通常焊剂和窄空隙专用焊剂实行脱渣性对照。两块试板统统采纳双道焊实行，个中一起采纳窄空隙专用焊剂，另一起采纳通常焊剂（SJ）。就脱渣情状来看，两者显示都能满意请求，专用焊剂的脱渣性在侧壁尖角处较通常焊剂要好一些，脱渣更轻易，焊道双方构成夹渣的概率也较低，这对之后大厚板单道焊前两层焊接来讲尤其急迫。

经由以上相比，实验终究肯定采纳双道焊合营脱渣杰出的专用焊剂实行窄空隙焊接试板工艺实验。

第三，焊接工艺实验。实行了60mm、89mm、mm三种厚度的焊接工艺实验。经由屡屡实验，觉察在窄空隙埋弧焊中焊接电压对焊缝成形影响较大。当电压＜25V时，以致焊道突出；当电压＞35V时，则会构成咬肉。况且在这两种情状下脱渣都较艰苦，于是，适合的焊接电压应为28～32V。经由实验所得60mm窄空隙焊接参数如表3所示。

mm试板焊接与60mm、89mm试板不同，焊接变形更为严峻，焊前需采纳恰当的反变形及强度更高的后背拉筋不变。试板尺寸mm×mm（单件），数目4块。坡诟谇度采纳图1a形式，后背采纳与母材同材质垫板。焊接进程中，由于拉筋强度不敷，试板在焊到70mm左右厚度时，觉察试板角变形已超过准则请求（≤3°），为此针对第一起试板变形超标，后续试板焊前恰当增大了反变形，并添加了拉筋数目。mm窄空隙焊接参数如表4所示，焊前预热～℃，共焊接19层。

采纳以上法子后，试板焊接较为告成，从表面探测到X射线探伤，终归均较好，依照NB—《承压做战焊接工艺评定》离别对试件实行拉伸、盘曲和攻击实验。经由与通常埋弧焊相比，窄空隙埋弧焊可收缩焊接时候30%左右。总之，关于壁厚≥60mm的容器，采纳窄空隙焊接特别须要，能够大大消沉焊接时候，提升临盆效率。

3现场筒体焊接

实验终归肯定后，实行了超高压氮气CO2缓冲罐筒体（mm）的焊接。该筒体为φ3.7m×17.8m，由7段筒节构成，施焊依序为先焊接纵缝后施焊环缝。

（1）纵缝焊接?纵缝焊接时为保证原料，在筒节一侧定位与母材同材质、同批号的产物试板。坡口模式如图3所示，内壁预热℃，预热方法电加热，焊接进程留神坚持层间温度不低于预热温度。先焊接正面，后面清根后焊接后面，mm纵缝焊接参数如表5所示。焊后实行～℃，2.5h后热消氢束缚。

图3

（2）环缝焊接?纵缝焊接达成后，实行校圆、组对，打算实行窄空隙埋弧焊（坡口模式见图2）。焊前从头预热，为保证预热原料，使筒体加热匀称，务必对筒体外侧和内侧同时加热，当温度抵达请求时，拆掉待焊接一侧的加热安装实行焊接，一侧焊接达成后，焊接另一侧时应当保证焊缝的层间温度，不然从头加热。mm环缝焊接参数如表6所示，需持续焊完，焊后实行～℃，2.5h后热消氢束缚。

（3）焊后热束缚?容器焊接达成后整个实行热束缚，由于其体积过大，厂内原有的热束缚炉没法满意运用请求，为此自行计较制作一个内截面宽6.5m、高6m、长13m的容易加热炉，为便于吊装，炉体分红两段。其加热功率为0kW、最高加热温度为0℃、保温层厚约80mm，测温采纳4个K形嵌装式热电偶，其组织如图4所示，热束缚工艺弧线如图5所示。

图4

图5

4窄空隙焊接工艺重心

大厚度深窄坡口埋弧焊接的最大特征是深宽比数值较大，正常可达5~15，于是现实操纵进程中尤其留神每个焊道的焊渣歼灭题目，这是保证焊缝及格率的关键。

焊接进程中还需求留神下列焊接工艺重心：

第一，采用脱渣性杰出的实用于窄空隙埋弧焊工艺的焊剂。

第二，采用可挪移调理的偏离主题准线的导电嘴，以获得“鱼鳞状”易脱渣焊道。

第三，协议适合的可后背易清根的焊缝坡口，以保证焊缝底部原料。

第四，协议公道的焊缝坡口空隙（18～24mm），以保证熔合杰出并有用地防范夹渣。

第五，焊前预热确定要匀称，焊接进程只管持续以保证安定的层间温度，焊后消氢要实时，温度公道，使焊道的氢能充足逸出。

第六，焊接参数要公道，既不能过大也不宜太小，要保证焊接进程热输入的安定性。

5结语

经由以上焊接工艺钻研和配套工装的研发，达成了厚壁容器窄空隙埋弧焊接技巧的钻研，在焊缝成形及毛病操纵方面取患有技巧攻破，为厚壁容器产物原料供应了技巧保险。

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