储气筒焊接工艺详解

摘要：材料准备储气筒通常是由金属材料制成，如碳钢或不锈钢。对于碳钢储气筒，要确保钢材质量符合设计要求，材料表面应无严重的锈蚀、油污等杂质。如果是不锈钢材料，要注意其材质型号，如 304 不锈钢、316 不锈钢等，不同型号有不同的耐腐蚀性等性能。焊接材料的选择也很重要

一、焊接前的准备

材料准备储气筒通常是由金属材料制成，如碳钢或不锈钢。对于碳钢储气筒，要确保钢材质量符合设计要求，材料表面应无严重的锈蚀、油污等杂质。如果是不锈钢材料，要注意其材质型号，如 304 不锈钢、316 不锈钢等，不同型号有不同的耐腐蚀性等性能。焊接材料的选择也很重要。对于碳钢焊接，常用的焊条有 E4303、E5015 等。E4303 焊条工艺性能好，容易操作，适用于一般结构的焊接；E5015 焊条属于低氢型焊条，抗裂性能较好，适用于承受动载荷或重要结构的焊接。如果是氩弧焊焊接不锈钢储气筒，需要选用合适的不锈钢焊丝，如 ER308 焊丝用于焊接 304 不锈钢，ER316 焊丝用于焊接 316 不锈钢。设备检查焊接设备如电焊机，要检查其输出电流、电压是否稳定。对于手工电弧焊，交流电焊机和直流电焊机都可以使用，但直流电焊机在焊接过程中电弧更加稳定。如果是采用气体保护焊（如二氧化碳气体保护焊），要检查气瓶的气压是否充足，气体流量调节装置是否正常。例如，二氧化碳气体保护焊时，气体流量一般控制在 15 - 25L/min 之间，以保证良好的保护效果。检查焊接夹具是否完好，能够将储气筒的焊接部件准确地固定和定位，确保焊接接头的装配精度。例如，对于圆筒形的储气筒，夹具要能够使筒体和封头紧密贴合，保证对接焊缝的间隙均匀。焊件清理与装配用机械方法（如砂纸打磨、钢丝刷清理）或化学方法（如酸洗）对焊件待焊部位进行清理。对于油污可以使用有机溶剂（如丙酮）进行清洗。清理后的焊件表面应呈现金属光泽，以保证焊接质量。按照设计要求进行焊件装配，控制好焊接接头的间隙和错边量。例如，对于对接焊缝，间隙一般控制在 1 - 3mm 之间，错边量不应超过焊件厚度的 10%。对于厚度为 5mm 的储气筒筒体对接，错边量应小于 0.5mm。

二、焊接过程

焊接方法

选择手工电弧焊这是一种较为常用的焊接方法。焊接时，焊工手持焊条，利用焊条与焊件之间产生的电弧热量来熔化金属进行焊接。其优点是设备简单，操作灵活，适用于各种位置的焊接。例如，在焊接储气筒的加强筋等附件时，手工电弧焊可以方便地在筒体表面进行操作。但手工电弧焊的焊接效率相对较低，焊接质量在一定程度上依赖于焊工的技术水平。

二氧化碳气体保护焊以二氧化碳气体作为保护气体，将焊丝作为电极和填充金属。其焊接效率高，焊缝成型美观。在焊接储气筒筒体纵缝和环缝时，二氧化碳气体保护焊可以实现连续焊接，并且由于气体保护，焊缝中的气孔等缺陷相对较少。不过，这种焊接方法对焊接环境的风比较敏感，风速过大时会吹散保护气体，影响焊接质量。

氩弧焊对于不锈钢储气筒等对焊缝质量要求较高的情况，氩弧焊是很好的选择。它利用氩气作为保护气体，能有效防止焊缝金属氧化。在焊接不锈钢储气筒的接管等部位时，氩弧焊可以获得高质量的焊缝，焊缝的耐腐蚀性与母材相近。但氩弧焊设备成本较高，焊接速度相对较慢。

储气筒氩弧焊接

焊接参数控制电流和电压

不同的焊接方法和焊接材料需要不同的电流和电压参数。例如，手工电弧焊时，对于 E4303 焊条，焊接电流一般根据焊条直径来选择。焊条直径为 3.2mm 时，焊接电流可控制在 90 - 130A 之间；焊条直径为 4.0mm 时，焊接电流可控制在 140 - 200A 之间。电压一般在 20 - 30V 之间。二氧化碳气体保护焊的电流和电压范围较宽，电流可以从 100A 到 300A 以上，电压根据电流大小相应调节，一般在 18 - 32V 之间。

焊接速度焊接速度也会影响焊缝质量。焊接速度过快，可能导致焊缝熔深不足、未熔合等缺陷；焊接速度过慢，则会使焊缝过宽，热影响区增大，焊接变形也会增大。例如，在二氧化碳气体保护焊焊接储气筒筒体时，焊接速度一般控制在 20 - 40cm/min 之间。

气体流量（针对气体保护焊）如前面所述，二氧化碳气体保护焊气体流量一般在 15 - 25L/min，氩弧焊时氩气流量一般在 8 - 15L/min。合适的气体流量能够保证良好的气体保护效果，防止焊缝金属被氧化。

金鲁鼎储气筒焊接机

焊接操作要点

无论是哪种焊接方法，在起焊时要注意起焊点的选择，一般选择在焊件边缘或定位焊缝处起焊。例如，在焊接储气筒筒体纵缝时，从一端的定位焊缝处开始焊接，起焊时电流可以稍小一些，待焊缝形成后再恢复正常电流。焊接过程中要保持电弧的稳定，对于手工电弧焊，焊条角度要适当。如在平焊位置焊接时，焊条与焊件表面的夹角一般在 70 - 80 度之间。对于气体保护焊，要保持焊枪与焊件表面的合适距离，一般为 10 - 15mm 左右。在多层多道焊时，要注意每层焊缝之间的清理，去除焊渣等杂质。每层焊缝的接头要错开，避免接头集中在一处而降低焊缝的强度。

三、焊接后的检查与处理

外观检查检查焊缝表面是否有气孔、裂纹、咬边、未熔合等缺陷。气孔表现为焊缝表面的圆形或椭圆形孔洞，主要是由于焊接过程中气体保护不良或焊件清理不彻底等原因造成。裂纹是比较严重的缺陷，可能是由于焊接应力过大、材料质量问题或焊接工艺不当引起。咬边是指焊缝边缘母材被电弧熔化而形成的凹陷，会降低焊缝的有效承载面积。未熔合是指焊缝金属与母材之间或焊缝层间未完全熔化结合的现象。焊缝的外形尺寸也要符合要求，如焊缝余高一般不应超过焊件厚度的 10%，且最大不超过 3mm。焊缝宽度应均匀一致，其宽窄差一般不应超过 4mm。无损检测射线检测（RT）射线检测可以检测出焊缝内部的气孔、夹渣、裂纹等缺陷。它是利用射线（如 X 射线或 γ 射线）穿透焊缝，根据焊缝内部不同结构对射线吸收程度的差异，在胶片上形成影像来判断焊缝质量。对于储气筒等承压设备的重要焊缝，如筒体的纵缝和环缝，一般要求进行射线检测，检测结果应符合相应的标准要求，如焊缝内部质量等级达到 Ⅱ 级或以上。超声波检测（UT）超声波检测也是一种常用的无损检测方法。它利用超声波在焊缝中的反射、折射等特性来检测缺陷。与射线检测相比，超声波检测具有检测速度快、成本较低等优点，但对检测人员的技术水平要求较高。它可以检测出焊缝内部一定深度的缺陷，与射线检测相互补充，用于全面检测储气筒焊缝的质量。