ＷｅｌｄｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ．３６Ｎｏ．５Ｏｃｔ．２００７
文章编号：１００２－０２５Ｘ（２００７）０５－００７１－０２
・焊工之友・７１
自动焊技术在大型储罐焊接中的应用
肖
津
（中国石油大港石化公司，天津３００２８０）
关键词：储罐；焊接；质量控制中图分类号：ＴＧ４５７．５
文献标识码：Ｂ
大港油田石化公司５００万ｔ／ａ配套扩建工程中，需新建２座焊缝焊接时，选取既可控制热输入及焊接速度，效率又比较高的气电立焊工艺。同时为进一步控制焊缝过热现象，施焊过程中采用水冷铜鼓块进行冷却。
全部焊缝由２台气电立焊机完成，焊机选用ＡＵＴＯＶＵＰ－Ｉ型气电立焊机，该机由焊接电源及台架、焊枪及送丝机、防风框架、焊接升降操作平台、焊接自动控制系统、摆动控制系
５００００ｍ３浮顶储罐，储罐直径６０ｍ，高１９．３２ｍ，壁板宽度２４００ｍｍ，第１圈壁板板厚３０ｍｍ，共计８圈壁板，除第８圈采用Ｑ２３５Ａ钢材外，其余壁板全部采用１６ＭｎＲ，单座罐体质量为１１３０．８ｔ。
１气电立焊统、水冷却循环系统等部分组成。
５００００ｍ３储罐壁板最大厚度３０ｍｍ，焊接工作量较大，壁
板材质为国产１６Ｍｎ，属于低合金钢，焊接时，如果热输入较大，易出现过热现象，导致焊缝的韧性指标下降。因此壁板纵
１．１气电立焊工艺流程
组装质量检查（间隙、错边等）→反变形措施设置（架背
杠等）→ＣＯ２气体除湿加热→焊接设备安装→焊丝拆封、检查→焊机试运→设定焊接参数→焊丝送进→焊接并检查焊接熔
收稿日期：２００７－０６－１４；修回日期：２００７－０８－０９
合情况→外观检查。
###############################################
段时间，其目的是为了从两方面来防止延迟裂纹：一是起到扩散氢的作用；二是使组织转变为对冷裂敏感性低的组织。另外，当处理温度高时，还有消除应力作用。
焊丝直径
表３焊接电流
管壁厚４￣８ｍｍ的管道焊接工艺参数电弧电压
焊接速度・／（ｃｍｍｉｎ－１）
气体流量・／（Ｌｍｉｎ－１）
／ｍｍ１．０
／Ａ１８０～２２０
／Ｖ２４～２７
２８～４０１５～２０
（４）焊后检查外观要求焊缝及热影响区表面不得有任何
４焊接与热处理优化措施（１）坡口
管对接采用单面焊双面成形，开单面Ｖ形坡
裂纹、未焊透、未熔合、弧坑。可选择渗透、磁粉、着色无损检测之一检查表面裂纹。
（５）焊后热处理
整体加热至８５０℃后保温１ｈ（入炉温度
口，钝边０．５～，间隙１～１．０ｍｍ，坡口角度６０°１．５ｍｍ。坡口内表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。坡口表面及两侧１５～２０
须＞６５０℃），然后在油中淬火冷却３～４ｍｉｎ，获得一定深度马氏体。将工件出炉淬入油中操作要迅速，尽量缩短在空气中的停留时间。工件出油后立即进入清洗机进行清洗，温度５０～８０℃，时间１０～１５ｍｉｎ。然后进行回火，温度２８０～３２０℃（实际使用３００
ｍｍ范围内必须清理干净，不得有影响焊接质量的铁锈、油污、
水分等有害物质。用火焰割制的坡口，需用砂轮机对表面层打磨，直至露出金属光泽。
（２）焊材选择
焊丝牌号选用Ｈ１０Ｍｎ２Ａ，直径１．０ｍｍ，
℃），时间１２０～１５０ｍｉｎ，到回火时间后，出炉水冷，冷却时间
为１５～２５ｓ。回火后检验工件硬度，要求≥ＨＲＣ５０。如焊后不能及时进行调质处理，应尽快进行６８０℃左右回火处理（焊缝处
焊丝表面不得有油、锈、水等污物。保护气采用富氩混合气体（Ａｒ）８０％＋φ（ＣＯ２）２０％。φ
（３）焊接过程控制
焊前对坡口两侧各１００ｍｍ范围内用
的金属不能冷却至低于２５０℃），最后按规定进行调质处理。
火焰预热至２５０～３００℃，焊接过程中同步火焰加热端内孔２／３圈。施焊时尽量保证在平焊位置，为保证良好的焊接成形，整条焊缝一次性完成，中途不得断弧，熄弧时注意保证填满弧坑和平滑过渡搭接接头。管壁厚４～８ｍｍ的管道焊接工艺参数严５结论
执行工艺优化措施后的４５Ｍｎ２送料管成品不仅没有任何裂
纹等缺陷的产生，同时强度、硬度和韧性都符合性能要求，综，
７２・焊工之友・１．２
焊接材料
焊接材料选用Ｈ０８Ｍｎ２ＳｉＡ焊丝，焊丝直径１．６ｍｍ。
成分见表３。
表２
焊接技术第３６卷第５期２００７年１０月
ＵＳ－４９焊丝化学成分（质量分数）Ｍｎ
Ｐ０．００９
表３
（％）
Ｃ０．１
Ｓ０．１２
Ｓｉ０．０３
Ｃｕ０．１１
Ｎｉ０．０２
Ｃｒ０．０２
Ｍｏ０．５１
１．３焊接工艺参数
在确定气电立焊焊接工艺参数时，要综合考虑熔深、焊道
１．５１
ＭＦ－３３Ｈ焊剂主要成分
ＣａＯ＋ＭｇＯ１２～４５
ＳｉＯ２＜５５
成形外观、热裂纹敏感性等因素，具体参数见表１，接头坡口形式及尺寸如图１所示。
表１
焊丝直径／ｍｍ
气电立焊主要工艺参数
电弧电压／Ｖ
焊接速度／（ｃｍ・ｍｉｎ－１）
焊接电流／Ａ
牌号
ＳｉＯ２＋ＭｎＯ＋ＴｉＯ２
３０～８０
ＭＦ－３３Ｈ
２．３焊接工艺参数
影响埋弧焊焊接质量的因素很多，其中包括焊接电流、电
１．６３４０￣３５０３５￣３６６０°
６￣８
弧电压、焊接速度、焊剂烘干情况、焊枪角度、坡口组对情况等。通过焊接工艺试验确定的坡口形式及具体尺寸如图２所示，主要焊接工艺参数见表４。
１
３０
０～１
３
２５°±５°
图１
接头坡口形式及尺寸
６
（１）焊前应将坡口表面及两侧２０～５０ｍｍ范围内的水、铁锈、油污等清理干净。
（２）为防止熔池内的熔液从下部流失，焊前需在纵缝下端用焊条电弧焊焊接一段（长度５０～１００ｍｍ）作为托底焊道。
（３）引弧前需仔细检查滑块是否与坡口两侧管壁表面贴紧，以免熔液进入滑块与钢板缝隙，造成焊缝增宽和夹层。
（４）焊前需对坡口两侧各宽１００～１５０ｍｍ范围内进行２５０～３００
图２
埋弧横焊坡口形式及具体尺寸表４
焊丝牌号焊丝直径极性
横焊主要工艺参数
电弧电压
焊接速度・／（ｃｍｍｉｎ－１）
热输入・／（ｋＪｃｍ－１）
焊接电流
／ｍｍ／Ａ２８０～３５０
／Ｖ２２～３３
ＭＦ－４９! ３．２
１±１
１．４操作要点
反接２５～４８＜２５
２．４操作要点
（１）壁板环缝焊接需在上下两节壁板纵缝全部焊接完毕，
℃预热，以避免建立熔池过程中因钢板温度低出现焊缝未熔合
或产生气孔等缺陷。
（５）气电立焊在熄弧处易产生焊接缺陷，必须安装熄弧板，熄弧板长度不小于１００ｍｍ、宽度不小于５０ｍｍ，坡口形式及厚度与罐壁板相同。
且将Ｔ形接头处理完毕后实施。焊接时，Ｔ形接头两侧各宽３００
ｍｍ范围内应尽量避免作为焊接的引弧和收弧点。
（２）为保证焊接质量，环缝外侧封底层焊完后，必须对未熔合、夹渣、气孔及其他影响下道焊接质量的部位进行打磨修补。
（３）为减少焊接变形，４台埋弧焊机沿罐壁周向对称均布，
２埋弧横焊
本项工程全部横焊缝采用４台横焊机完成，焊机选用
同一方向等速施焊，先焊环缝外侧焊道，再进行内侧焊缝清根、焊接。
（４）焊接时，焊剂覆盖量不能太厚或太薄。太厚时，内部气体不易逸出，容易形成气孔；太薄，则焊剂起不到保护作用，一般以刚好覆盖焊缝区为宜。
ＳＡＨＷ－Ⅱ型埋弧焊机。该机主要由焊接行走机架、焊接电源
及配电柜、焊接机头及控制、焊剂拖带及循环回收系统４部分组成。焊接系统标准配置为美国ＭＩＬＬＥＲ公司生产的埋弧焊系统，可采用单丝或双丝埋弧，对焊丝、焊机品种无特殊要求。
２．１埋弧横焊工艺流程
组装质量检查（间隙、错边等）→反变形措施设置（加背
３应用效果
在大港石化公司５００万ｔ／ａ配套工程中２台５００００ｍ３的储罐
杠）→焊口清理→焊接设备安装→焊丝拆封→检查→焊机试运行→设定焊接工艺参数→焊剂输送→焊丝送进→焊接并检查焊接熔合情况→层间清理、缺陷处理→外观检查。
焊接中采用了气电立焊、埋弧焊，提高了大型储罐自动焊技术应用水平。埋弧焊较手工焊施工效率提高４～５倍，气电立焊较手工施工提高１５倍左右，大大提高了施工效率。焊接质量和焊缝外观成形良好，按ＧＢＪ１２８—１９９０进行无损探伤检测，焊缝一次合格率达到９９％以上，施工成本大幅降低，施工进度大幅２．２焊材选择
埋弧焊的焊接材料选用日本进口ＵＳ－４９焊丝，直径３．２ｍｍ，
选进焊，组
ＷｅｌｄｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ．３６Ｎｏ．５Ｏｃｔ．２００７
文章编号：１００２－０２５Ｘ（２００７）０５－００７１－０２
・焊工之友・７１
自动焊技术在大型储罐焊接中的应用
肖
津
（中国石油大港石化公司，天津３００２８０）
关键词：储罐；焊接；质量控制中图分类号：ＴＧ４５７．５
文献标识码：Ｂ
大港油田石化公司５００万ｔ／ａ配套扩建工程中，需新建２座焊缝焊接时，选取既可控制热输入及焊接速度，效率又比较高的气电立焊工艺。同时为进一步控制焊缝过热现象，施焊过程中采用水冷铜鼓块进行冷却。
全部焊缝由２台气电立焊机完成，焊机选用ＡＵＴＯＶＵＰ－Ｉ型气电立焊机，该机由焊接电源及台架、焊枪及送丝机、防风框架、焊接升降操作平台、焊接自动控制系统、摆动控制系
５００００ｍ３浮顶储罐，储罐直径６０ｍ，高１９．３２ｍ，壁板宽度２４００ｍｍ，第１圈壁板板厚３０ｍｍ，共计８圈壁板，除第８圈采用Ｑ２３５Ａ钢材外，其余壁板全部采用１６ＭｎＲ，单座罐体质量为１１３０．８ｔ。
１气电立焊统、水冷却循环系统等部分组成。
５００００ｍ３储罐壁板最大厚度３０ｍｍ，焊接工作量较大，壁
板材质为国产１６Ｍｎ，属于低合金钢，焊接时，如果热输入较大，易出现过热现象，导致焊缝的韧性指标下降。因此壁板纵
１．１气电立焊工艺流程
组装质量检查（间隙、错边等）→反变形措施设置（架背
杠等）→ＣＯ２气体除湿加热→焊接设备安装→焊丝拆封、检查→焊机试运→设定焊接参数→焊丝送进→焊接并检查焊接熔
收稿日期：２００７－０６－１４；修回日期：２００７－０８－０９
合情况→外观检查。
###############################################
段时间，其目的是为了从两方面来防止延迟裂纹：一是起到扩散氢的作用；二是使组织转变为对冷裂敏感性低的组织。另外，当处理温度高时，还有消除应力作用。
焊丝直径
表３焊接电流
管壁厚４￣８ｍｍ的管道焊接工艺参数电弧电压
焊接速度・／（ｃｍｍｉｎ－１）
气体流量・／（Ｌｍｉｎ－１）
／ｍｍ１．０
／Ａ１８０～２２０
／Ｖ２４～２７
２８～４０１５～２０
（４）焊后检查外观要求焊缝及热影响区表面不得有任何
４焊接与热处理优化措施（１）坡口
管对接采用单面焊双面成形，开单面Ｖ形坡
裂纹、未焊透、未熔合、弧坑。可选择渗透、磁粉、着色无损检测之一检查表面裂纹。
（５）焊后热处理
整体加热至８５０℃后保温１ｈ（入炉温度
口，钝边０．５～，间隙１～１．０ｍｍ，坡口角度６０°１．５ｍｍ。坡口内表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。坡口表面及两侧１５～２０
须＞６５０℃），然后在油中淬火冷却３～４ｍｉｎ，获得一定深度马氏体。将工件出炉淬入油中操作要迅速，尽量缩短在空气中的停留时间。工件出油后立即进入清洗机进行清洗，温度５０～８０℃，时间１０～１５ｍｉｎ。然后进行回火，温度２８０～３２０℃（实际使用３００
ｍｍ范围内必须清理干净，不得有影响焊接质量的铁锈、油污、
水分等有害物质。用火焰割制的坡口，需用砂轮机对表面层打磨，直至露出金属光泽。
（２）焊材选择
焊丝牌号选用Ｈ１０Ｍｎ２Ａ，直径１．０ｍｍ，
℃），时间１２０～１５０ｍｉｎ，到回火时间后，出炉水冷，冷却时间
为１５～２５ｓ。回火后检验工件硬度，要求≥ＨＲＣ５０。如焊后不能及时进行调质处理，应尽快进行６８０℃左右回火处理（焊缝处
焊丝表面不得有油、锈、水等污物。保护气采用富氩混合气体（Ａｒ）８０％＋φ（ＣＯ２）２０％。φ
（３）焊接过程控制
焊前对坡口两侧各１００ｍｍ范围内用
的金属不能冷却至低于２５０℃），最后按规定进行调质处理。
火焰预热至２５０～３００℃，焊接过程中同步火焰加热端内孔２／３圈。施焊时尽量保证在平焊位置，为保证良好的焊接成形，整条焊缝一次性完成，中途不得断弧，熄弧时注意保证填满弧坑和平滑过渡搭接接头。管壁厚４～８ｍｍ的管道焊接工艺参数严５结论
执行工艺优化措施后的４５Ｍｎ２送料管成品不仅没有任何裂
纹等缺陷的产生，同时强度、硬度和韧性都符合性能要求，综，
７２・焊工之友・１．２
焊接材料
焊接材料选用Ｈ０８Ｍｎ２ＳｉＡ焊丝，焊丝直径１．６ｍｍ。
成分见表３。
表２
焊接技术第３６卷第５期２００７年１０月
ＵＳ－４９焊丝化学成分（质量分数）Ｍｎ
Ｐ０．００９
表３
（％）
Ｃ０．１
Ｓ０．１２
Ｓｉ０．０３
Ｃｕ０．１１
Ｎｉ０．０２
Ｃｒ０．０２
Ｍｏ０．５１
１．３焊接工艺参数
在确定气电立焊焊接工艺参数时，要综合考虑熔深、焊道
１．５１
ＭＦ－３３Ｈ焊剂主要成分
ＣａＯ＋ＭｇＯ１２～４５
ＳｉＯ２＜５５
成形外观、热裂纹敏感性等因素，具体参数见表１，接头坡口形式及尺寸如图１所示。
表１
焊丝直径／ｍｍ
气电立焊主要工艺参数
电弧电压／Ｖ
焊接速度／（ｃｍ・ｍｉｎ－１）
焊接电流／Ａ
牌号
ＳｉＯ２＋ＭｎＯ＋ＴｉＯ２
３０～８０
ＭＦ－３３Ｈ
２．３焊接工艺参数
影响埋弧焊焊接质量的因素很多，其中包括焊接电流、电
１．６３４０￣３５０３５￣３６６０°
６￣８
弧电压、焊接速度、焊剂烘干情况、焊枪角度、坡口组对情况等。通过焊接工艺试验确定的坡口形式及具体尺寸如图２所示，主要焊接工艺参数见表４。
１
３０
０～１
３
２５°±５°
图１
接头坡口形式及尺寸
６
（１）焊前应将坡口表面及两侧２０～５０ｍｍ范围内的水、铁锈、油污等清理干净。
（２）为防止熔池内的熔液从下部流失，焊前需在纵缝下端用焊条电弧焊焊接一段（长度５０～１００ｍｍ）作为托底焊道。
（３）引弧前需仔细检查滑块是否与坡口两侧管壁表面贴紧，以免熔液进入滑块与钢板缝隙，造成焊缝增宽和夹层。
（４）焊前需对坡口两侧各宽１００～１５０ｍｍ范围内进行２５０～３００
图２
埋弧横焊坡口形式及具体尺寸表４
焊丝牌号焊丝直径极性
横焊主要工艺参数
电弧电压
焊接速度・／（ｃｍｍｉｎ－１）
热输入・／（ｋＪｃｍ－１）
焊接电流
／ｍｍ／Ａ２８０～３５０
／Ｖ２２～３３
ＭＦ－４９! ３．２
１±１
１．４操作要点
反接２５～４８＜２５
２．４操作要点
（１）壁板环缝焊接需在上下两节壁板纵缝全部焊接完毕，
℃预热，以避免建立熔池过程中因钢板温度低出现焊缝未熔合
或产生气孔等缺陷。
（５）气电立焊在熄弧处易产生焊接缺陷，必须安装熄弧板，熄弧板长度不小于１００ｍｍ、宽度不小于５０ｍｍ，坡口形式及厚度与罐壁板相同。
且将Ｔ形接头处理完毕后实施。焊接时，Ｔ形接头两侧各宽３００
ｍｍ范围内应尽量避免作为焊接的引弧和收弧点。
（２）为保证焊接质量，环缝外侧封底层焊完后，必须对未熔合、夹渣、气孔及其他影响下道焊接质量的部位进行打磨修补。
（３）为减少焊接变形，４台埋弧焊机沿罐壁周向对称均布，
２埋弧横焊
本项工程全部横焊缝采用４台横焊机完成，焊机选用
同一方向等速施焊，先焊环缝外侧焊道，再进行内侧焊缝清根、焊接。
（４）焊接时，焊剂覆盖量不能太厚或太薄。太厚时，内部气体不易逸出，容易形成气孔；太薄，则焊剂起不到保护作用，一般以刚好覆盖焊缝区为宜。
ＳＡＨＷ－Ⅱ型埋弧焊机。该机主要由焊接行走机架、焊接电源
及配电柜、焊接机头及控制、焊剂拖带及循环回收系统４部分组成。焊接系统标准配置为美国ＭＩＬＬＥＲ公司生产的埋弧焊系统，可采用单丝或双丝埋弧，对焊丝、焊机品种无特殊要求。
２．１埋弧横焊工艺流程
组装质量检查（间隙、错边等）→反变形措施设置（加背
３应用效果
在大港石化公司５００万ｔ／ａ配套工程中２台５００００ｍ３的储罐
杠）→焊口清理→焊接设备安装→焊丝拆封→检查→焊机试运行→设定焊接工艺参数→焊剂输送→焊丝送进→焊接并检查焊接熔合情况→层间清理、缺陷处理→外观检查。
焊接中采用了气电立焊、埋弧焊，提高了大型储罐自动焊技术应用水平。埋弧焊较手工焊施工效率提高４～５倍，气电立焊较手工施工提高１５倍左右，大大提高了施工效率。焊接质量和焊缝外观成形良好，按ＧＢＪ１２８—１９９０进行无损探伤检测，焊缝一次合格率达到９９％以上，施工成本大幅降低，施工进度大幅２．２焊材选择
埋弧焊的焊接材料选用日本进口ＵＳ－４９焊丝，直径３．２ｍｍ，
选进焊，组