焊接坡口的选择与工艺方法

2023-07-02 理论教育版权反馈

【摘要】：因此，在审查时应根据探伤等其他要求综合考虑焊接坡口的尺寸设计。

焊接工程师要根据产品图样中每个接头的材料、规格、结构特点，在充分了解其材料焊接性、热处理及加工性能的基础上，确定该接头的焊接方法、焊接材料、坡口形式、焊接位置等焊接工艺内容，应尽量避免异种钢接头出现在应力集中区域，如接管T形角焊缝接头，同时考虑产品图样对某些接头的特殊使用性能和检验等方面的要求，使焊接工艺设计符合产品图样的要求。

1.焊接工艺方法的合理性审查

常规焊接工艺方法有焊条电弧焊、手工钨极氩气保护焊、埋弧焊、半自动熔化极气体保护焊等，对焊接工艺方法的选择通常以高质量、高效率优先，同时兼顾低成本、低劳动强度为原则。例如，为确保焊接接头质量，重要的焊缝应开双面坡口采用正反面焊接，以减少单面焊坡口根部成形不良等缺陷。为提高焊接生产率，应采用高效的焊接方法，例如埋弧焊和焊条电弧焊都可应用时，要优先采用埋弧焊，同时在工艺条件及设备能力可行的基础上，要尽量选用窄间隙坡口，但在窄间隙坡口角度选择设计时还需兼顾本企业焊工的操作技能等因素的影响。

2.焊接坡口形式的工艺性审查

GB/T 985.1—2008《气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口》和GB/T 986.2—2008《埋弧焊的推荐坡口》对常用的几种焊接方法焊缝坡口的基本形式和尺寸作了标准化规定，其中一些主要锅炉、压力容器制造企业根据本企业焊接制造经验和特殊的焊接工艺方法要求也都制定了相关企业标准。因此，焊接坡口形式工艺性审查的任务就是根据国家和企业相关焊接坡口标准，结合每种焊接方法的焊接熔深特性，对产品图样的焊接接头坡口焊透性、焊缝位置的可操作性等内容进行符合性审查。例如TSG G0001《锅炉安全技术监察规程》中第3.7.1条要求：“锅炉主要受压元件的主焊缝，包括锅筒（锅壳）、集箱、炉胆、回燃室以及电站锅炉启动（汽水）分离器、集中下降管、汽水管道的纵向和环向焊缝，封头、管板、炉胆顶和下脚圈等的拼接焊缝，应当采用全焊透的对接接头”。另外一些主要电站锅炉制造企业也制定了关于锅炉产品的集箱环缝焊接坡口形式、受热面小口径管子焊接坡口形式、集箱管接头坡口形式等相关企业标准。

在审查产品焊接位置及坡口设计的可操作性时，时常发现设计部门对某些焊接位置及坡口设计在理论上是可行的，也是符合标准的，但是在实际焊接制造时往往无法操作或操作起来很困难，焊接质量难以保证。因此，在产品图样工艺性会审时，要特别关注那些无法操作或操作性很差的焊接位置及坡口设计，尽早发现并及时更改，否则到生产过程中发现，不仅会中断生产过程，而且临时进行工艺设计的更改，程序复杂，影响生产周期。例如，对于直径小、长度长、在内侧无法施焊部件（如锅炉集箱）的环缝，如果设计成双面焊坡口，从表面上来看可以满足焊透要求，但实际上内部就无法焊接，必须更改成单面焊坡口，同时采用单面焊双面成形良好的氩弧焊工艺方法进行打底焊，以保证焊接质量的可靠性。又例如，锅炉大口径管道对接焊缝一般要求进行射线检测或者超声波检测，其中超声波检测要求单面焊的接头坡口单边直段长度尺寸需大于管道壁厚的2倍以上，如果对于弯头、球形封头等管件的焊接坡口直段长度也按上述管壁2倍厚度要求进行坡口设计，将会使一部分厚壁且曲率小的弯头、球形封头等管件所采用的成形工艺难以保证其有效壁厚在设计允许值范围内。因此，在审查时应根据探伤等其他要求综合考虑焊接坡口的尺寸设计。

3.制造能力的综合性审查

每个制造企业的生产设备、工艺流程、技术水平、工人技能均存在一定程度的差异，在工艺性审查时需进行综合评估，不能脱离本企业的制造综合能力来设计焊接工艺方案。这就要求焊接工艺设计人员必须了解和熟悉企业的设备制造能力，包括焊接设备能力和坡口及成形加工设备能力，要根据产品部件的制造工艺或工艺流程特点进行工艺性审查，部件所在车间的制造工艺不同，其焊缝的坡口形式也会有所差异。因此，需根据企业现有的工艺条件来设计焊接工艺方案，使其更具可操作性。

制造企业也会面临新产品、新结构、新材料、新工艺等问题，存在技术能力欠缺、制造经验不足的现象，焊接技术人员在产品图样的焊接工艺性审查时，应首先开展新材料的试验研究工作，了解并掌握其焊接特性，然后再制定产品焊接方案、提出焊接工艺评定项目、编制焊接材料采购规程、提出焊工培训考试项目以及编制新工装任务书等工作。最后，对照TSG G0001《锅炉安全技术监察规程》中第1.6条要求：“有关单位采用新结构、新工艺、新材料、新技术（包括引进境外技术、按照境外标准制造）等，与本规程不符时，应当将有关的技术资料提交国家质检总局特种设备安全技术委员会评审，报国家质检总局核准后，才能进行试制、试用”，开展新产品工艺方案的策划及实施工作。

焊接坡口的选择与工艺方法

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