安全管理编号：YTO-FS-PD883
In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various
Measures Taken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities.
标准 / 权威 / 规范 / 实用
Authoritative And Practical Standards
锅炉、压力容器筒体上管座角焊缝焊
接技术的研究通用版
精品管理范本 编号：YTO-FS-PD883
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编写人：xxxxx
审核人：xxxxx
锅炉、压力容器筒体上管座角焊缝
焊接技术的研究通用版
使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常
进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生
产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。
一、前言
锅筒是锅炉产品中一个非常重要的部件，锅筒的焊接
质量历来是各锅炉厂家最为关心的，但以往大家一般主要
将注意力集中在锅筒的纵缝、环缝及集中下降管、给水管
上，对于Φ133mm及Φ159mm引出管管座的焊接一直没
有引起足够重视，但随着用户对管座焊接要求的不断提
高，锅筒管座的焊接已成为锅炉行业关注的焦点。
以往在220t/h、420t/h锅筒的Φ133×12引出管管座
焊接时，选用全焊透的结构型式，焊接采用内孔氩弧焊封
底、手工电弧焊盖面，焊后仅进行表面磁粉探伤，然而在
采用超声波探伤检查后，连续两台产品的锅筒管座角焊缝
一次合格率低得实在确实令人难以接受，也立即引起了大
家的高度重视，经过实物解剖的分析，发现锅筒管座焊接
缺陷主要分布在内孔氩弧封底焊根部和手工焊焊缝底部，
大部分呈整圈分布，缺陷的性质为未焊透、夹渣和气孔。
从目前生产情况来看，现有的设备，管座加工精度，
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焊接坡口的具体尺寸，焊工的操作技能等均不能满足要
求，因而焊接质量难以达到超声波探伤合格标准。根据前
两台锅筒管座焊接的实际情况分析，我们发现由于管座的
壁厚、椭圆度公差及管座的加工精度使得管座的钝边尺寸
过大或不均匀，管座装配时，由于没有仔细控制又造成错
边量过大，从而造成了管座根部内孔焊未焊透、焊穿，而
管座底部的手工焊缺陷，则主要是由于坡口间距过小，造
成焊工运条不当以及操作环境恶劣等因素引起。
二、管座焊接质量改进
1．改变设计坡口型式，完成焊接工艺评定
由于1000t/h和2000t/h锅筒上Φ159×20管座的坡
口型式全部采用从美国CE公司引进的根部不焊透的J型坡
口，难于满足超声波探伤的要求，我们根据220t/h、
420t/h锅筒的Φ133×12引出管管座焊接经验，将根部不
焊透的J型坡口全部改成全焊透的D型坡口，并重新设计
满足要求的坡口型式，重新进行工艺评定，为了保证生产
的顺利进行，我们设计了新的内孔氩弧焊工装，包括导电
杆、导电嘴、外保护气套、定位芯棒等工装。对焊接坡口
也作了新的设计，为了检验重新设计的工装及焊接坡口的
合理性，工艺部门在生产车间的配合下先后制备了近百个
管座试样，边焊边调整规范参数及坡口型式的具体尺寸，
边焊边总结经验，在短时间内完成了试验及工艺评定，满
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足了生产的正常进行。
2．细化提高管座角焊缝一次合格率的措施
针对管座角焊缝的一次合格率奇低问题，先后数次组
织了工艺、车间、探伤、标准、设计的有关人员进行了会
诊，并与车间操作工人一起对缺陷产生的原因进行了分
析、探讨，根据缺陷主要集中在根部及整圈的特点，制订
了新的工艺方案，并在第三台锅筒管座焊接时采取如下措
施：
①针对坡口间距过小，在加工坡口时，常有加工不到
位的情况，决定将锅筒筒体上的坡口角度由原来的30°改为
15°,坡口盆口尺寸加工须满足图纸要求的尺寸。
②针对钝边尺寸太大或不均匀的情况，决定从第三台
起管座内孔全部内镗，并对管座的加工要求提出更高的要
求，管座的壁厚适当放厚以满足内镗的需要。
③针对手工焊时焊条运条不畅，难以摆动的情况，决
定手工焊第一层焊接时由原来的Φ4.0焊条全部改为Φ3.2
焊条。
④针对错边过大的情况，采取了装配点焊时使用定位
芯棒，对管座纵、环向偏差暂不考核，以满足内孔氩弧焊
的需要。
⑤焊前向焊工进行交底，焊接过程中，工艺人员到现
场进行跟班、指导，以进一步掌握第一手资料，车间将原
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生产周期从2天改为7～10天，以保证质量。
经过连续10天的精心焊接，第3台锅筒管座的一次焊
接合格率终于从第1台的3个合格，第2台的9个合格提
高到了31个合格，但合格率仍仅41.9%，这无疑极大地打
击了焊工的信心，也使很多人产生了管座焊后采用超声波
探伤是否能行的疑问。在公司领导的关心和支持下，工艺
部门和生产车间协手合作对第3台锅筒管座的缺陷情况进
行了分析，并在产品上抽刮了3个管接头进行仔细观察、
研究，并让操作焊工一起来观看，使焊工对缺陷的位置、
性质有一个直观了解。为此，我们又组织了工艺人员与焊
工进行了交流，通过交流，工艺部门充分听取了焊工的意
见并进行分析，对焊接工艺又作了如下修改：
①将原来一直进大炉进行预热的工艺改为局部预热，
以改善焊工的操作条件。 ②打破常规改变原来的操作
工艺，对打底层焊接由原来的运条电弧不能给在中间，改
为运条时电弧直接给在中间，并适当增加焊接电流，以保
证根部焊透。
③根据第3台管座角焊缝缺陷已由原来的整圈变为主
要集中在起弧及收弧接头处的特点，要求焊工加强责任
心，对接头处要求进行修磨。
④生产车间根据实际情况又发出了“关于加强锅筒上
内孔氩弧焊管接头质量的几点要求”，对锅筒管座的焊接
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作出了详细规定，并分发到各有关工段和有关人员。
采取了如上措施后，第4台锅筒管座的焊接质量有了
很大提高，经超声波探伤检查，一次合格率为73.4%，基
本达到了预定的质量指标。在以后的锅筒管座焊接过程
中，我们又不断总结经验，使锅筒管座的一次合格率不断
提高，现在锅筒管座的一次合格率已基本达到90%以上，
截至20xx年底统计结果，15台产品中有6台锅筒管座焊
接的一次合格率达到100%。
三、管座角焊缝自动焊接技术的研究
为了保证锅筒、压力容器上管座的焊接质量，并使管
座角焊缝的一次合格率稳定地保持在90%以上，减少电焊
工操作技能等人为因素引起的质量问题，有必要开发用自
动焊进行管座焊接的新型焊机，为此工艺部门开始立项研
制管座自动焊机，并与国内某焊接设备专业生产厂家合作
开发管座自动焊机。
1．管座自动焊焊机的主要技术参数
a.管接头外径适用范围:Ф100～Ф300mm
b.管接头壁厚适用范围:8～30mm
c．管接头高度:150～200mm
d．管接头最小净距(轴向、环向):100mm
e．最大马鞍形落差量:50mm
f．筒节本体及管接头材料:碳钢、低合金钢
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g．适应的最高预热温度:250℃
2．设备组成
设备由马鞍形焊接主机、控制箱、进口送丝机、可摆
动鹅颈式空冷焊枪以及进口IGBT逆变式焊接电源组成。适
用于细丝埋弧焊、熔化极气保护焊。
焊接设备系适用于管座坡口马鞍形落差较大的气保护
焊机，焊接设备为适用于管座坡口马鞍形落差较小的埋弧
焊机。
3．焊接工艺性能试验
（1）试验用母材：BHW35Ф1743*145；20GФ
133*12、Ф168*15、Ф159*20。
（2）焊接材料：H10Mn2Ф1.6mm；SJ101。
（3）焊接方法：内孔氩弧焊封底，埋弧自动焊焊妥。
（4）试样数量：2付对接，3种规格18只角焊缝。
（5）焊后检验：100%磁粉探伤、100%超声波探伤。
（6）力学性能试验：2个接头抗拉、4个横向弯曲和
6个冲击韧性。
（7）宏观金相检验：每个管座角焊缝检查12个宏观
剖面。
（8）试验结果：磁粉和超声波探伤合格率100%，理
化性能的各项指标均符合标准要求。
四、结论
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1．通过改进设计，优化工艺以及操作技能的培训，锅
筒管座角焊缝的一次合格率明显提高，产品质量上等级。
2．研制、开发了管座角焊缝自动焊机，提高焊接技术
水平，填补国内空白。
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