薄壁不锈钢压力容器焊接制造难点的控制
摘 要：近几年随着我国经济的高速发展，不锈钢压力容器制品已经广泛的应用在制药、食品、化工等诸多领域。尤其是近年来国家对食品药品监督重视，不锈钢板材的最主要优点表面可以杜绝细菌的滋生，可将食物腐败或污染，甚至中毒的机率降至最低，使其压在力容器制造行业备受亲睐，薄壁不锈钢压力容器设备在行业中所占的比重正逐年增加。
关键词：薄壁不锈钢；压力容器；焊接难点；变形量控制
引言
前段时间，我公司承接了山东某化工厂发酵车间的26台设备制造，其中13台二级种子罐是直径DN2500mm，总高8600mm，罐体厚度是6mm的S30408板；另外13台一级种子罐设备是带夹套，罐体是直径DN800mm，总高2950mm，厚度是6mm的S30408板，夹套直径为DN900mm，夹套厚度为4mm的S30408不锈钢薄板。这26台设备都要求内外抛光，抛光后外表面纹路要求均匀一致，这给我们制造焊接带来很大的难点。
1 薄壁不锈钢筒体纵缝焊接变形量的控制
众所周知不锈钢材料焊接收缩量较一般的碳钢材料较大，尤其是4mm、6mm的薄壁压力容器的制造更显困难。为避免焊接过程中出现焊缝束腰的现象，经过几次试验，我们选用氩弧焊焊接的方式，在组对过程中，我们采用不留间歇的单面30°内破口形式。
纵缝组对时，在滚床上进行，让纵缝坡口垫滚床的一个滚子上，找平、点焊后直接进行焊接。这样滚床的下滚就相当于一个垫板紧贴在焊缝的下面，能有效的方式焊缝变形。
压力容器一般都要进进行无损检测，所以焊缝必须清根。一般来说，如果用碳棒清根，即使在焊缝两侧刷上防飞溅液也多少也会影响筒体外面的外观质量，尤其是焊道边上未刷到防飞溅液的地方。而且薄壁不锈钢板用碳棒清根会造成焊缝宽窄不一致，清根深浅不均匀，所需填充的焊丝较多，及时用湿抹布擦拭降温，也很难保证不会出现变形、塌陷的现象。
对此，我们根据实际经验，不用气爆碳棒清根的方式，采用角磨机机械清根的方式，进行清根处理。注意，如果角磨机配一般的砂轮片进行打磨清根的话，焊道宽，显然没用必要，可以选择用切割片，在未融的焊道后面轻轻的一趟，降未融合线打磨掉就可以，根据实际工作经验，用切割片进行焊道清根处理，要选择2mm厚的切割片，因为较薄的切割片在焊道背面打磨出的沟不能完全将未融合线盖住、去掉，也很难用肉眼去辨别未融合线是否已经磨掉。这样打磨出的焊道十分的窄，减小了焊接时的热输出量，和充填金属的数量，薄薄的焊接一遍就可以，能够有效的防止焊接变形，也有利于后期焊缝打磨抛光处理的需要。
2 薄壁不锈钢筒体环缝焊接束腰现象的控制
直径DN2500的6mm厚度S30408板焊缝焊接，如果采用传统的电焊或者埋弧焊焊接不可避免的会出现束腰现象，楞角度肯定超过国家标准，如果焊道打磨抛光完，一眼就能看到，所以我们在制造过程中还是选择用氩弧焊焊接的方式。
坡口形式还是当边30°内坡口，在焊接的工艺顺序上，为减小焊接的层间温度、控制不锈钢罐体焊接的收缩量，我们制定了先焊接里面坡口1遍，在用角磨切割片清根，焊接外侧第二遍，最后在焊接充电里坡口的顺序。筒体组对时，要求尽量不留间隙，严格防止错边和咬口的情况产生。厚度6mm直径DN2500的筒体在放在转胎上已经变形，没有必要再加刚性支撑，这样会不方便筒体组对。焊接时按照制定的焊接工艺顺序，采用小电流的焊接方式也不用加刚性支撑，焊出的效果能满足标准要求，不会出现束腰的现象。
3 薄壁不锈钢筒体与封头环缝焊接变形量的控制
一般来说，不管封头是热压还是旋压，封头与筒体组对焊时，封头一端因受热都会产生向外胀的应力。所以，在筒体下料之前，就应该考虑到此方面的因素。及时选择焊接输出量较小的氩弧焊焊接方式，也避免不了。
根据经验，4mm厚的不锈钢筒体与封头组对时，筒体下料展开尺寸要与封头外径盘尺尺寸相当，通俗的说筒体成型后的尺寸要比封头外径尺寸大1个皮厚，也就是筒体比封头一边大2mm左右。
同样是采用单边30°内坡口，组队要求同样是不留间隙和不允许出现咬口的现象，但焊接顺序却要求先将内坡口填充满，焊完，也就是焊接内破口2遍或3遍后，在角磨加切割片的方式打磨焊道外侧，进行焊接。因为未留间隙，组对点焊时，尽量密集一些，防止焊接过程中产生的应力将点焊位置胀开，也防止筒体一边出现向内收缩的现象。
这样，焊出来的筒体与封头之间的环缝没有明显的楞角度，焊道打磨抛光后基本上看不出来。
4 薄壁不锈钢筒体与搬遍锥体环缝焊接变形量的控制
带夹套的设备，夹套与筒体连接的地方都需要进行搬遍，传统的方式是将夹套用水焊烤红，在用大锤去砸，搬出的边很显然会有锤痕，如是不锈钢材质的夹套，没办法在进行处理，外观上肯定达不到厂家要求，更不用说是需要抛光的设备。
市场上卖的夹套搬遍，都是是旋压的小锥体，都是一件一件旋压出来的，制造尺寸很难要求都一样，这与夹套筒体组对时就很难控制错边量。尤其是当夹套搬遍的外径尺寸与夹套封头尺寸不一致时，要想制造焊接出不塌腰棱角度符合标准，抛光后又美观基本找不到焊道的情况，可以说比较困难。
对于压力容器，环缝都需要进行无损检测摊上，新国标150规定射线探伤不允许加垫板，所以这也要求了搬边锥体与夹套筒体组对时必须留有一定间隙，打底必须采用氩弧焊焊接，单面焊双面成型，这样又是控制焊接变形量、防止出现塌腰的难度增大。
我们公司承揽的这13台DN800的一级种子罐在前几台制造的过程中就出现了此类问题，导致搬边锥体与夹套筒体焊接后环缝塌腰明显。
经过分析比较，夹套封头是旋压的，搬边锥体也是旋压的，都是同一个厂家出的，组对也是挑选外径盘尺基本一样进行配对使用的，为什么会出现封头往外胀，搬边锥体一端向内收缩的情况内。
为此，我们又做了一个实验将夹套封头与夹套筒体组对时也留有和搬边锥体一样的间隙，焊后的效果是封头一边还是向外胀，夹套筒体稍稍向内收缩，焊后楞角度较大，超过标准。显然不是因为封头与夹套筒体组对未留间隙，搬边锥体与夹套筒体组对留有间隙。到此，只有一个因素，就是搬边追体的直边过长，应力较小，组对又留有缝隙，从外侧单面焊接，铁水向下坠，肯定会出现塌腰的现象。
为此，我们将外购的搬边锥体直边用立车切掉，保留到锥体刚刚折弯的R部分，再进行组对焊接。锥体旋出的R部分因为有应力的存在，所以在此留2mm左右的间隙单边氩弧焊接时，没有明显的收缩现象，焊出的焊道满足要求。至于搬边锥体直边短了近100mm，可以再筒体上增加，保证夹套筒体总高即可。
5 结束语
以上所述都是我近几年在焊车间生产一线工作中摸索、总结、收集的一些实际经验，用简单的举例说明薄壁不锈钢压力容器的焊接制造的施工难点，提出了一些简而易行的控制措置，并在实际工作中取得了良好的效果，为以后更好的工作积累了宝贵经验。
参考文献
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