CO2气体保护焊压力容器上的应用(大会优秀奖).doc

CO2气体保护焊在压力容器上的应用 中原石油勘探局工程建设总公司 田亿峰、庞海涛、薛银东、陈志强 摘要：本文介绍了采用CO2气体保护焊的实芯焊丝和药芯焊丝在I、II类压力容器的应用情况，综述了CO2气体保护焊在压力容器焊接上所具有的广阔前景。 关键词：压力容器 CO2气体保护焊 实芯焊丝 药芯焊丝 前言 我公司金属结构厂是生产压力容器的专业厂家，具有压力容器AR1、AR3级制造许可证。焊接是压力容器制造过程中的重要工序之一，其质量保证能力及生产效率对压力容器产品制造质量及制造成本的影响非常大。CO2气体保护焊具有焊接成本低、焊接效率高、焊接变形小、焊接质量好等优点，在压力容器制造行业具有非常重要的推广价值。我们通过一系列的焊接工艺试验和焊工培训，目前已成功地采用实芯焊丝焊接了一类压力容器的主要受压焊缝，采用药芯焊丝焊接了二类、三类压力容器的主要受压焊缝，特别在厚板的焊接上显示出了独特的优势。 1 焊接设备、焊接材料的选择： 1.1焊机：制约CO2气体保护焊得以普及的一个重要因素是焊接飞溅问题，而解决焊接飞溅的关键措施是选择性能优良的焊机。我们选购了唐山松下的KRII-350、KRII-500、KEMPPI MIG500、LINCON DC400焊接电源和送丝机。这些焊机在使用过程中电弧稳定、飞溅小、成形美观，深受焊工的欢迎。 1.2焊丝：焊接材料的选择直接影响到焊缝的综合力学性能。实芯焊丝具有生产工艺简单、价格低廉等特点，可以应用到各行各业的焊接结构中。选购焊丝时从焊丝刚度、化学成分、焊丝直径公差、焊丝表面镀铜质量等各方面进行了控制。实芯焊丝选择了辽宁锦泰的ER50-6。而药芯焊丝生产工艺复杂、成本高，但焊接工艺性能和综合力学性能良好，并且抗风能力强，适合于野外施工并能用于重要部位的焊接。目前我们选购了天津三英的SQJ50-1、SQJ50-7和美国生产的Dualshield II 71vltre、E71T-1药芯焊丝。 1.3气体：目前国内生产专用CO2焊接气体的厂家很少。CO2气体的主要来源是收集的工业副产品，这种气体杂质含量高，主要是水分和硫化物使气体纯度达不到要求。在使用过程中我们采用了将气瓶倒置5h、接通减压表上的预热器、气瓶内压力小于0.3MPa时不能使用等措施。 实芯焊丝CO2气体保护焊的应用 通过分析焊丝的化学成分和熔敷金属的力学性能，我们认为采用实芯 焊丝CO2气体保护焊焊接的焊缝不仅从外观上还是内在质量上都可以满足低、中压压力容器的使用要求，完全可用来焊接要求不太高的结构。焊丝化学成分及力学性能复验结果如下： 焊丝 C Mn Si S P σb MPa σ0.2 MPa δ5 % AKV 平均值 J ER50-6 0.087 1.52 0.083 0.017 0.011 534 430 27 36 -29℃ 2.1焊接工艺评定：根据JB4708-2000标准我们对不同规格的钢板进行了焊接工艺评定。评定的试板焊缝表面成形好、无内部缺陷，并且力学性能都远远超过标准要求，工艺评定结果如下（以δ 12mm的试板为例）： 材质 规格 焊材牌号、规格 焊接 位置 焊接规范、 气体流量 机械性能 抗拉 强度 弯曲 冲击 焊缝区 热影响区 16MnR δ 12 ER50-6 φ1.2 平焊 I 100-190 U 20-22 10-15L/min 570 580 180° 合格 39、48、36 44、37、36 20R δ 12 ER50-6 φ1.2 立焊 I 100-140 U 18-20 10-15L/min 470 475 180° 合格 35、40、37 28、30、32 2.2产品焊接 以一台φ1200×6,设计压力为0.6MPa的空气储罐为例：由于容器壁厚较薄,如果采用埋弧自动焊一是会产生较大的变形量,二是焊接合格率低,为此我们采用了CO2气体保护焊焊接了所有的受压焊缝和非受压焊缝。焊接时采用左向焊法，焊枪角度与轴线成5-10°倾角。焊接参数如下： 焊接层次 母材材质 焊材牌号 焊接电流 A 焊接电压 V 气体流量 L/min 1 Q235-B ER50-6 95-105 18-19 10 2 Q235-B ER50-6 130-140 20-21 10 采用上述参数焊接电弧稳定、飞溅少、焊缝成形好。A、B类焊缝经X射线检测焊接一次合格率达98%以上。焊接D类焊缝时显示出很大的优越性，不仅焊接效率大大提高，缩短了辅助时间，降低了工人的劳动强度，焊接质量得到了保障，而且解决了薄板焊接变形的难题。 2.3焊接时应注意的问题: 1）起弧：焊丝端头与工件留1mm左右间隙。在焊丝端头与焊接处滑擦过程中按下焊枪按钮开始焊接。切忌在焊丝与母材接触时按按钮，这样会造成很大的飞溅，并可