摘要：本文将从压力容器的焊接特点着手展开论述，并对当前常用的压力容器焊接技术进行分析，并探究压力容器的焊接新技术，希望能给广大同行提供一些有价值的参考意见。
关键词：压力容器；焊接技术；分析
压力容器是指可以盛装液体或气体的，能承载一定压力的密闭设备，它主要分为反应容器、换热容器、贮运容器和分离容器。现如今，压力容器在石油化学工业、能源工业、军工和科研等国民经济的各个领域都起着重要作用。焊接是压力容器制造的关键工艺，利用加热、加压或两者并用方式，将同种或异种的材质进行永久性结合的操作。其在很大程度上决定产品的质量、可靠性、生产效率和成本。只有保证焊接的质量，才能保证压力容器可以安全的使用，避免各种事故发生，进而保证操作人员的安全。因此，近年来如何提高焊接技术的水平，发展新型的焊接技术已成为整个压力容器制造业备受关注的问题。
一、压力容器的焊接特点
因为压力容器中含有一定量的Nb、Mn、C、V等让钢材强化的元素，所以，在进行焊接时，容易淬硬。在拘束应力高或刚性较大的情况下，极易出现冷裂纹。并且该类裂纹具有延迟性，具有非常大的危害性。其次，受到焊接高温的影响，让HAZ周围的Mo、Nb、Cr、C等碳化物在奥氏体中溶解，无法在焊厚冷却后第一时间析出，而是在PWHT时呈弥散析出，使得晶内强化，在晶界中集中了应力松弛时的蠕变变形，进而导致了在靠近熔合线粗晶区焊接接头出现沿晶开裂的情况。再者，由于焊接过程中，线能量太小，使得HAZ会出现马氏体从而产生裂纹。而相反情况下，则会因为HAZ与WM晶粒粗大而导致接头脆化的情况出现。同时，焊接接头HAZ由于焊接热作用而导致的软化如果处理不当也会严重影响压力容器的使用安全性及寿命。
二、压力容器的焊接技术
1.埋弧焊（SAW）
埋弧焊是压力容器焊接使用率最高的一种焊接方法，其是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，其可在一层颗粒状的可熔化焊剂覆盖下燃烧，电弧光不外露。通常可将其分为埋弧堆焊、热丝埋弧焊、冷丝埋弧焊、带极埋弧焊、添加合金粉末埋弧焊、多丝埋弧焊、单丝埋弧焊等。在进行埋弧焊接时往往是由机械来完成引燃电弧、电弧移动、以及焊接收尾等工作，从而实现压力容器焊接过程的机械化与自动化。该种焊接方式的优点主要有：焊缝金属中杂质较少；熔深大生产效率高；较易获得稳定高质量的焊缝；焊缝质量高对焊接熔池保护较完善，焊缝成型美观；电弧被焊剂覆盖与空气隔离，焊接时没有弧光辐射，减轻对操作者身体的伤害。而其缺点在于：对装配质量以及工件边缘准备由较高要求；耗时长；不够灵活；无法观察到熔池和焊缝形成过程。
2.手工电弧焊（SMAW）
手工电弧焊是压力容器焊接的常用方式之一，主要是通过手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。形成于焊条和工件之间的电弧熔化金属棒和工件的表面，形成焊接熔池。形成于焊条和工件之间的电弧熔化金属棒和工件的表面，形成焊接熔池。手工电弧焊操作灵活方便，能进行全位置焊接和适合焊接多种材料，但不足之处是由于受限于单根焊条的长度，只能完成短焊缝的焊接，并且在焊缝焊完或在熔敷下个焊道前必须从焊道上清除熔渣。并且劳动强度大，生产效率低。
3.熔化极气体保护焊（GMAW）
熔化极气体保护焊在电极间高温电弧热作用和气体的保护下，利用焊丝和焊件两个不同极性电极之间的电弧熔化连续送给的焊丝和母材，形成熔池和焊缝的焊接方法。其主要要包括药芯二氧化碳气体保护焊（FCAW）、氩弧焊（MIG）以及二氧化碳气体保护焊（MAG）等。近年来，焊接板越来越厚，为了更好的厚板的焊接特别是导热性能较强的金属的焊接，熔化极气体保护焊应运而生。其具有生产效率高、无需焊后清渣、熔敷速度快、焊接熔深大、容易控制焊缝质量与焊接过程等优点，但其对环境要求严格、设备复杂度高、光辐射较强。
4.钨极气体保护电弧焊（TIG）
钨极气体保护电弧焊是一种非熔化极气体保护焊，主要适用于活泼金属（铝、锰、钛等）的焊接，是最早的气体保护电弧焊方法。在进行焊接时，钨极仅起到电极作用，不熔化。钨极气体保护电弧焊具有焊接接头保护效果好、焊接过程稳定、无需清渣、容易调节热输入、容易实现全方位和自动焊接等优点，但是其缺点在于，钨极承载电流能力较差、生产效率低、生产成本高、熔深浅、熔敷速度小、有放射性危害等，通常适用于薄板焊接。
5.电渣焊（ESW）
电渣焊是利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源，融化母材以及填充金属，凝固后形成金属原子间牢固连接的焊接技术。通常包括板极电渣焊、非熔嘴电渣焊、熔嘴电渣焊、丝极电渣焊等。其具有焊剂耗量小、加热均匀、冷裂倾向小、有预热作用、冷却速度慢、不易造成工艺缺陷如裂纹、气孔、夹渣等。通常适用于厚板焊接。其缺点在于具有较严重的过热现象、HAZ在高温停留时间过长、出现差的断裂韧性以及粗大的焊接金属颗粒现象。
三、压力容器焊接新技术
1.窄间隙埋弧焊技术
如若制造的压力容器壁厚大于100mm时，依旧使用以往的U型坡口或V型坡口焊接方法，往往会因为壁厚的焊接质量直接影响着压力容器的稳定性，所以无法制造出优质的容器，这时就需要采用一种新的焊接技术：窄间隙埋弧焊接技术。一些人认为厚壁容器的焊接，效率是主要的，因此间隙越小越好。其实不然，厚壁容器的焊接质量稳定性是最重要的，因为一旦出现焊接缺欠，间隙越小的焊缝越难修复，甚至无法处理而必须切断，重新加工坡口，效率也就无从谈起了。窄间隙埋弧焊接技术是在传统的焊接方法上经过进一步发展得到的，加上最先进的焊缝跟踪技术和导入技术，可以很好的处理壁厚超过100mm压力容器的情况。在进行焊接时，首先，要确保每条焊道均匀，且和坡口侧壁熔合。其次，应去报融入母材的金属含量适宜。再次，应确保焊道的薄度与宽度，优化热粗晶区性能。最后，要具有双侧横向，同时要具有很强的自动跟踪功能。该方法其具有熔敷效率高、生产效率高、不会对母材造成损害、有效改善热粗晶区的性能、提高焊接接头的机械性能、有利于压力容器的自动化生产等优点。但其缺点在于后期修补难度大、装配时间过长，并且对工作人员有着较高要求。
2.接管与筒体的自动焊接
在传统的焊接过程中，经常会用到马鞍形状埋弧焊接设备，但该种方法已经无法充分的满足当前焊接设备的实际需求，也不适合应用到厚度较大，还存在窄间隙坡口的焊接工作中。这时就可以采取新型的自动化马鞍形埋弧焊接技术和设备进行自动化处理。自动化马鞍形埋弧焊接设备其自身自动化的实现原理主要是利用接管所具有的内径来决定，采用四连杆夹紧的方式，来达到自动定心的目的；该设备的焊枪在运行轨迹主要是以焊接对象的筒体和接管直径来作为主要的焊接参数，通过可以参数，能够使得焊接的数学模型在期间完全自动化的声场；利用人机交互的界面，可以直接对焊接的各项参数进行控制，达到多道连续进行焊接的目的。该设备自身有着高度的自动化，所使用的控制方式极为便捷、迅速，有着极强的适应能力。并且其焊接的焊道能够在这一过程中自动排列；具有断点记忆，自动复位功能，这一点对马鞍形空间曲线焊缝的焊接非常重要；超薄大功率焊枪适合大厚度、窄间隙坡口，对于窄间隙坡口，采用一层两道的方式进行自动埋弧焊。
参考文献：
[1]梁国侠.压力容器焊接中的常遇问题及应对办法探究[J].科技创新与应用，2014（24）：119-120.
[2]林尚扬，于丹，于静伟.压力容器焊接新技术及其应用[C].全国压力容器学术会议.2009：1-6.
[3]王东芳，郝卉.基于压力容器焊接技术与质量安全的研究[J].中国科技投资，2013（A34）：215-215.