【摘 要】随着现代化进程的不断推进，石油化工及液体物料贮运基地在全球范围内迅猛发展，压力容器已成为重要设施之一。本文以压力容器焊接质量为研究对象，主要介绍了压力容器焊接的常见缺陷及其原因。
【关键词】压力容器；焊接缺陷；原因
1 控制压力容器焊缝缺陷的必要性
压力容器是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备。贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器，它在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用。压力容器由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。世界各国均将其列为重要的监检产品，由国家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。在压力容器制造中，焊接工作量占总工作量的30%以上，因此焊接质量对产品质量和使用安全可靠性有直接影响[1]。有关调查表明，90%事故是从焊缝缺陷处开始的[2]，因此，严格控制压力容器焊缝缺陷以确保压力容器的安全使用至关重要。
2 压力容器焊缝缺陷产生的原因分析
2.1 气孔
气孔是指在焊接时，熔池中的气体在焊缝金属凝固前未能及时逸出而形成的空穴。气体可能是熔池从外界吸收的，也可能是焊接冶金过程中反应生成的。气孔根据其所处位置不同可以分为表面气孔和内部气孔。产生气孔的根本原因是焊接过程中，焊接本身产生的气体或外部气体进入熔池，在熔池凝固前没有来得及溢出熔池而残留在焊缝中。
产生气孔的主要原因分析如下：
（1）焊接过程中由于防风措施不当，气体进入熔池；
（2）电弧过长，氩弧焊时保护气体保护效果不好；
（3）母材清理不干净，杂质在焊接时产生气体进入熔池；
（4）熔池温度低，凝固时间短；
（5）焊接材料没有经过烘培或烘培不符合要求，焊丝清理不干净，导致在焊接过程中自身产生气体进入熔池等。
2.2 夹渣
焊接过程中药皮等杂质残留在焊缝中的夹杂物，产生夹渣的主要原因分析如下：
（1）焊件清理不干净、多层多道焊层间药皮清理不干净、焊接过程中药皮脱落在熔池中等；
（2）电弧过长、焊接角度不对、焊层过厚、焊接线能量小、焊速快等，导致熔池中熔化的杂质未浮出而熔池凝固。
2.3 咬边
由于焊接参数选择不当，或操作方法不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷，称为咬边。
产生咬边的主要原因有：操作方法不当，焊接规范选择不正确，如焊接电流太大、电弧过长、运条方式和角度不当、坡口两侧停留时间太长或太短等。防止产生咬边的办法是：选择合适的焊接电流和运条手法，随时注意控制焊条角度和电弧长度；埋弧焊工艺参数要合适，特别要注意焊接速度不宜过高，焊机轨道要平整。
2.4 未焊透、未熔合
母材金属未熔化，焊缝金属没有进入接头根部的现象称为未焊透。焊缝金属与母材金属，或焊缝金属之间未熔化结合在一起的缺陷称为未熔合。产生原因有： 焊接规范不合适，导致电流过小或电弧过长、坡口角度过小、间隙过窄或钝边过大；操作方法不当，如运条速度过快、焊条角度不当、电弧偏吹、焊条摆动幅度不当等；焊条和焊道清理不净，存有杂物，影响熔合等。
2.5 焊接裂纹
焊接裂纹是一种非常严重的缺陷，按裂纹形成的条件，可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂等四类，这里主要介绍一下热裂纹和冷裂纹的主要原因。
焊缝金属由液态到固态的结晶过程中产生的裂纹称为热裂纹，其特征是焊后立即可见，且多发生在焊缝中心，沿焊缝长度方向分布。热裂纹的裂口多数贯穿表面，呈现氧化色彩，裂纹末端略呈圆形。
产生热裂纹的原因是焊接熔池中存有低熔点杂质（如FeS等）。由于这些杂质熔点低，结晶凝固最晚，凝固后的塑性和强度又极低。因此，在外界结构拘束应力足够大和焊缝金属的凝固收缩作用下，熔池中这些低熔点杂质在凝固过程中被拉开，或在凝固后不久被拉开，造成晶间开裂。焊件及焊条内含硫、铜等杂质多时，也易产生热裂纹。
在冷却过程或冷却以后，在母材或母材与焊缝交界的熔合线上产生的裂纹称为冷裂纹。这类裂纹有可能在焊后立即出现，也有可能在焊后几小时、几天甚至更长时间才出现。
冷裂纹产生的主要原因为：
（1）在焊接热循环的作用下，热影响区生成了淬硬组织；
（2）焊缝中存在有过量的扩散氢，且具有浓集的条件；
（3）接头承受有较大的拘束应力。
裂纹影响焊接件的安全使用，是一种非常危险的工艺缺陷，结构的破坏多从裂纹处开始，在焊接过程中要采取一切必要的措施防止出现裂纹，在焊接后要采用各种方法检查有无裂纹，一经发现裂纹，应彻底清除，然后给予修补。
3 结语
总而言之，正是由于压力容器焊接在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用，而且关系到人们的生命财产安全，因此要严格控制压力容器焊缝缺陷。
【参考文献】
[1]刘洪杰，韩庆元.压力容器焊缝缺陷的检测和分析[J].检查与测量，2011（1）：55-57.
[2]顾鹏展.压力容器焊接缺陷的产生和防治措施[J].科技信息，2007（36）：377.
[责任编辑：周娜]
