儲氣筒通常是由金屬材料制成,如碳鋼或不銹鋼。對于碳鋼儲氣筒,要確保鋼材質量符合設計要求,材料表面應無嚴重的銹蝕、油污等雜質。如果是不銹鋼材料,要注意其材質型號,如304不銹鋼、316不銹鋼等,不同型號有不同的耐腐蝕性等性能。
一、焊接前的準備
1. 材料準備
焊接材料的選擇也很重要。對于碳鋼焊接,常用的焊條有E4303、E5015等。E4303焊條工藝性能好,容易操作,適用于一般結構的焊接;E5015焊條屬于低氫型焊條,抗裂性能較好,適用于承受動載荷或重要結構的焊接。如果是氬弧焊焊接不銹鋼儲氣筒,需要選用合適的不銹鋼焊絲,如ER308焊絲用于焊接304不銹鋼,ER316焊絲用于焊接316不銹鋼。
2. 設備檢查
焊接設備如電焊機,要檢查其輸出電流、電壓是否穩定。對于手工電弧焊,交流電焊機和直流電焊機都可以使用,但直流電焊機在焊接過程中電弧更加穩定。如果是采用氣體保護焊(如二氧化碳氣體保護 焊),要檢查氣瓶的氣壓是否充足,氣體流量調節裝置是否正常。例如,二氧化碳氣體保護焊時,氣體流量一般控制在15-25L/min之間,以保證良好的保護效果。
檢查焊接夾具是否完好,能夠將儲氣筒的焊接部件準確地固定和定位,確保焊接接頭的裝配精度。例如,對于圓筒形的儲氣筒,夾具要能夠使筒體和封頭緊密貼合,保證對接焊縫的間隙均勻。
3. 焊件清理與裝配
用機械方法(如砂紙打磨、鋼絲刷清理)或化學方法(如酸洗)對焊件待焊部位進行清理。對于油污可以使用有機溶劑(如丙酮)進行清洗。清理后的焊件表面應呈現金屬光澤,以保證焊接質量。
按照設計要求進行焊件裝配,控制好焊接接頭的間隙和錯邊量。例如,對于對接焊縫,間隙一般控制在1-3mm之間,錯邊量不應超過焊件厚度的10%。對于厚度為5mm的儲氣筒筒體對接,錯邊量應小于0.5mm。
二、焊接過程
1. 焊接方法選擇
二氧化碳氣體保護焊
以二氧化碳氣體作為保護氣體,將焊絲作為電極和填充金屬。其焊接效率高,焊縫成型美觀。在焊接儲氣筒筒體縱縫和環縫時,二氧化碳氣體保護焊可以實現連續焊接,并且由于氣體保護,焊縫中的氣孔等缺陷相對較少。不過,這種焊接方法對焊接環境的風比較敏感,風速過大時會吹散保護氣體,影響焊接質量。
氬弧焊
對于不銹鋼儲氣筒等對焊縫質量要求較高的情況,氬弧焊是很好的選擇。它利用氬氣作為保護氣體,能有效防止焊縫金屬氧化。在焊接不銹鋼儲氣筒的接管等部位時,氬弧焊可以獲得高質量的焊縫,焊縫的耐腐蝕性與母材相近。
2. 焊接參數控制
電流和電壓
不同的焊接方法和焊接材料需要不同的電流和電壓參數。例如,手工電弧焊時,對于E4303焊條,焊接電流一般根據焊條直徑來選擇。焊條直徑為3.2mm時,焊接電流可控制在90 130A之間;焊條直徑為4.0mm時,焊接電流可控制在140 200A之間。電壓一般在20-30V之間。二氧化碳氣體保護焊的電流和電壓范圍較寬,電流可以從100A到300A以上,電壓根據電流大小相應調節,一般在18-32V之間。
焊接速度
焊接速度也會影響焊縫質量。焊接速度過快,可能導致焊縫熔深不足、未熔合等缺陷;焊接速度過慢,則會使焊縫過寬,熱影響區增大,焊接變形也會增大。例如,在二氧化碳氣體保護焊焊接儲氣筒筒體時,焊接速度一般控制在20 40cm/min之間。
氣體流量(針對氣體保護焊)
如前面所述,二氧化碳氣體保護焊氣體流量一般在15 -25L/min,氬弧焊時氬氣流量一般在8-15L/min。合適的氣體流量能夠保證良好的氣體保護效果,防止焊縫金屬被氧化。
三、焊接后的檢查與處理
1. 外觀檢查
檢查焊縫表面是否有氣孔、裂紋、咬邊、未熔合等缺陷。氣孔表現為焊縫表面的圓形或橢圓形孔洞,主要是由于焊接過程中氣體保護不良或焊件清理不徹底等原因造成。裂紋是比較嚴重的缺陷,可能是由于焊接應力過大、材料質量問題或焊接工藝不當引起。咬邊是指焊縫邊緣母材被電弧熔化而形成的凹陷,會降低焊縫的有效承載面積。未熔合是指焊縫金屬與母材之間或焊縫層間未完全熔化結合的現象。
焊縫的外形尺寸也要符合要求,如焊縫余高一般不應超過焊件厚度的10%,且最大不超過3mm。焊縫寬度應均勻一致,其寬窄差一般不應超過4mm。
2. 無損檢測
射線檢測(RT)
射線檢測可以檢測出焊縫內部的氣孔、夾渣、裂紋等缺陷。它是利用射線(如X射線或γ射線)穿透焊縫,根據焊縫內部不同結構對射線吸收程度的差異,在膠片上形成影像來判斷焊縫質量。對于儲氣筒等承壓設備的重要焊縫,如筒體的縱縫和環縫,一般要求進行射線檢測,檢測結果應符合相應的標準要求,如焊縫內部質量等級達到Ⅱ級或以上。
超聲波檢測(UT)
超聲波檢測也是一種常用的無損檢測方法。它利用超聲波在焊縫中的反射、折射等特性來檢測缺陷。與射線檢測相比,超聲波檢測具有檢測速度快、成本較低等優點,但對檢測人員的技術水平要求較高。它可以檢測出焊縫內部一定深度的缺陷,與射線檢測相互補充,用于全面檢測儲氣筒焊縫的質量。