[摘要]：压力容器类设备焊接的焊缝根据焊接位置和所起作用的不同，分为A、B、C、D四类。其中尤以法兰与筒体、法兰与连接接管等处的焊缝即C、D类焊缝最为不规则，而且其所起的作用也最为重要。因此，对这一类型焊缝的施焊过程和方法要有更深入认识。本文正是基于此对C、D类焊缝的接头形式和正确施工方法进行论述，希望能对焊接工人在压力容器类焊接中起到一定的指导作用，从而提高焊缝焊接质量，提高工作效率。
[关键词]： 压力容器、C、D类焊缝、焊接接头、施焊方法、手工焊条电弧焊、全焊透、局部焊透
1.前言
压力容器是承液压或气压的设备（多受液压），其内部贮存的物质往往是易燃、易爆或有毒的，这些物质一旦泄漏不但会造成生产上的损失，更会使操作者或周边人员中毒，严重时会引起整个容器爆炸，造成不堪设想的后果。压力容器大都全部采用焊接制作，因此，对容器上焊缝的强度及密封性的要求较高。[1]
压力容器的焊缝一般分为A、B、C、D四类，其中筒体和两端封头处纵横向的焊缝为A、B类，只要焊材选用正确，焊接方法得当，就比较容易施焊并保证焊接接头性能。但对于法兰与筒体、法兰与连接接管等处的C、D类焊缝，由于焊接位置特殊，焊缝形状多呈马鞍形曲线，而且往往是应力比较集中的部位，很容易产生裂纹、气孔、咬边等焊接缺陷，因此焊工应采用合理焊缝接头和正确的焊接方法。
2.C、D类焊缝焊接方法、设备及焊材的选用
目前C、D类焊缝比较常用的焊接方法仍然是手工焊条电弧焊。手工焊条电弧焊是用手工操作的焊条进行焊接的电弧焊接方法。手工焊条电弧焊时，在焊条末端和工件之间燃烧的电弧产生的高温使焊条药皮与焊芯及工件熔化，熔化的焊芯迅速地形成细小的金属熔滴，通过弧柱过度到局部熔化的工件表面，形成熔池，随着电弧以适当的弧长和速度在工件上不断前移，熔池液态金属逐步冷却结晶，形成焊缝。药皮熔化过程中产生的气体熔渣，不仅使熔池和电弧与周围的空气隔绝，而且和熔化了的焊芯、母材发生一系列冶金反应，保证了所形成的焊缝的性能。
焊条电弧焊的设备比较简单，它由交流或直流弧焊电源、焊钳、电缆、焊条、电弧、工件及地线等组成。用直流弧焊电源需要考虑正接和反接两种形式所产生的效果，而交流弧焊电源就不需要考虑这些。
手工焊条电弧焊应用广泛，具有：使用设备简单、价格便宜、轻便，易操作，不需要辅助气体的保护，操作灵活，适应性强，应用范围广，适用于大多数工业用金属焊接等优点。
C、D类焊缝常用的焊条是J422和J507，J422是酸性焊条，J507是碱性焊条。相对来说J422焊条的飞溅率比J507焊条的小，但其成型不如J507好，所以就需要根据实际的需要选择合适的焊条。
3.C类焊缝施工过程及施焊方法
C类焊缝主要指厚度较大的法兰与筒体（壳体）或法兰与接管之间的焊缝。
平封头、管板与筒体相接的C类焊缝，由于其工作应力较高，适合采用全焊透的T形接头，其焊接方法是角焊缝的表面按要求加工成圆角，圆角半径小于0.25倍的接管壁，但不能小于4.5mm，其目的是为了减小角焊缝焊趾部位的应力集中，避免裂纹缺陷的产生。[2]
法兰的厚度比壳体或接管的壁厚大得多的C类焊缝，一般不采用全焊透的接头形式，而是采用局部焊透的T形接头。低压力容器在小直径法兰的焊接中甚至可采用I形坡口的角焊缝来连接，但需要在法兰内处两面进行封底焊，这样即可以防止法兰的焊接变形，又可以保证法兰所需要的刚度。
4.D类焊缝施工过程及施焊方法
D类焊缝主要指接管与筒体、封头等根部焊接的马鞍形轨迹焊缝，这种形式焊缝的坡口开设及操作施焊过程中都有一定的难度。
4.1 D类焊缝接头形式及施工方法
由于D类焊缝接头在施焊过程中的复杂性，其常用的接头形式有：插入式接管全焊透T形接头、骑坐式接管的角接接头以及小直径法兰和接管的角接接头等。
4.1.1插入式接管全焊透T形接头形式
这种接头的坡口加工在封头或筒体上，接管本身开I形坡口，插入封头或筒体内。有带钝边单边V形坡口和带钝边双边V形坡口两种，主要用于封头或筒体上。
采用这种接头形式优点是：接头的强度可靠，使用寿命长，并且可以进行超声波探伤，对接头的焊接质量实行有效地控制。缺点是：对于小直径的厚壁容器，由于只能开带钝边单边V形坡口，会在筒体形成很大的焊脚，与容器不相适应，一般需要用角向砂轮机加以修整。
这种接头形式一般适用在高温高压容器，低温压力容器、承受交变载荷的容器和低合金高强度钢制容器上，且直径大于100mm的接管。
4.1.2骑坐式接管角接接头形式
这种接头的坡口开在接管或壳体上，由于端面成马鞍形，所以加工坡口有一定难度，需要有专用的设备，并根据不同接管壁厚开制不同形式的坡口。
对于厚壁接管，其角焊缝焊接后的机械加工应在接管内孔进行，目的是去除未焊透的根部焊缝，获得全焊透的优质角焊缝。当接管内直径不同或者接管壁厚不同时，都应该采用不同形式的坡口，其目的是不易产生焊接缺陷，焊接强度好，变形小，施焊方便。
4.1.3小直径法兰、小直径接管角接接头形式
这种接头需要在管端部或壳体的开孔边缘处开一定深度的坡口，管接头插入壳体的深度至少等于接管的壁厚，且不小于6.5mm，以保证连接的强度。
这种接头适用于公称直径小于76mm的法兰盘、内螺纹管接头和直管接头的连接。
4.1.4带补强圈插入式接管T形接头形式
由于要在壳体上的接管开孔，这不但造成壳体上强度减弱，而且在开孔边缘还会引起相当高的应力集中，开孔直径越大，这种不利的影响越严重，所以当孔径大于一定程度后，在孔周围应设置补强圈。宜采用T形接头的焊接形式。
4.2 D类焊缝施焊方法
D类焊缝的焊接方法可分别选用手工焊条电弧焊、钨极氩弧焊和埋弧焊等，目前应用较多的还是手工焊条电弧焊。容器壳体上的D类焊缝的轨迹呈马鞍形，为了使焊缝始终处于平焊位置，应将容器处于翻转架上，将翻转架电动机的控制开关固定在机罩上，焊工在施焊过程中根据需要开关，转动筒体。
4.2.1单面焊全焊透的D类焊缝焊接方法
对于单面焊需要全焊透的D类焊缝，为了保证根部质量，可采用氩弧焊打底，手工焊条电弧焊盖面的施工方法。异种容器接管焊接采用内孔氩弧焊封底、手工焊条电弧焊盖面的坡口形式，采用专用的内孔焊枪插入管座孔内进行熔化焊接，不填焊丝，焊接结果可以保证根部充分焊透。
4.2.2插入式大接管接头的D类焊缝焊接方法
对于插入式大接管接头的D类焊缝可采用埋弧焊接，埋弧焊的运动方式有焊件转动和焊机转动两种。
A.焊件转动方式的焊接
用于球形封头上接管的焊接，即将封头置于焊接变位机上，与普通焊接架配合使用，用这种方法焊接，需要配置载重量相当大的变位机，当焊接不是处于封头中心轴位置时，为了顺利进行焊接，应将封头填起，使接管处于中心位置，再进行焊接。
B.焊机转动方式焊接
须采用专用焊机，其特点在于须使焊机的旋转中心与接管同心并实现马鞍形（筒体接管）焊接。
5.结论
只要我们合理施焊，选用合理的焊接接头形式和先进的焊接方法，就可满足不同压力设备的焊接要求，而且随着焊接技术的发展，施焊技术发展，还会出现更好的接头形式和先进的焊接方法，经过焊接工作者的不不懈努力，压力容器的焊缝质量将会越来越高。
[参考文献]：
[1]郭建军，压力容器对接接头对口错边的控制[J]。压力容器，2005，（4）：50-55
[2]徐初雄，徐松。电焊工技能实战训练[M]北京：机械出版社，2005
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