压力容器焊接的坡口设计

1 坡口形式

(1)对接接头：对接接头是各种焊接结构中采用最多，也是最完善的一种接头形式，例如，锅炉压力容器锅筒的纵、环焊缝都是对接接头。一般情况下，手工电弧焊焊接6 mm以下和自动焊焊接14 mm的焊件时，采用V形坡口，V形坡口加工较方便，但焊后工件容易发生变形；钢板厚度为12～60 mm时，可采用X形坡口，X形坡口比V形坡口好，在同样厚度下，它能减少焊着金属量约1/2，另外，由于焊缝对称，焊件变形小，它主要用于大厚度以及要求变形较小的结构中；U形及双U形坡口的焊着金属量更少，焊接变形也少，但这种坡口加工较复杂，一般只在较重要的及板厚较大的结构中采用，如电站锅炉锅筒用电弧焊焊接的环缝常采用这种形式。在工业锅炉压力容器制造中，因受加工条件限制，一般采用V形坡口和不对称的X形坡口，对于小直径锅筒筒体，内侧不便用自动焊施焊时，常采用V形坡口。

(2)角接接头：小型锅炉中锅筒和封头连接就属于这种形式，根据焊件厚度和坡口准备不同，角接接头可分为不开坡口、单边V形、V形以及K形4种形式。

(3)T形接头：板厚在30 mm以下时可以不开坡口，若接头需承受载荷，则应按钢板厚度和对结构强度要求，可分别选用单边V形、K形或双U形等坡口形式，保证焊透，对于工作压力≥9.8 MPa的锅炉，其锅筒或集箱与管子进行角焊缝连接时，则无论厚度如何都必须在管端或锅筒、集箱上开坡口。

(4)搭接接头：搭接接头的优点是不需要开坡口，同时接头装配时的尺寸要求不严格。

2 坡口尺寸

在压力容器的现场组焊过程中，我们会遇到平、横、立、仰等多种焊接位置，而且焊接量大，焊工容易疲劳，为了既保证焊接质量，又提高焊接速度，改善焊接条件，我们可以从合理地设计和选取不同参数尺寸的坡口形式入手。

对于球罐上温带、下温带和极板拼缝等以平仰焊和近似平仰焊位置为主的焊接部件，应在坡口设计上加大平焊的工作量，减小仰焊工作量，因此，可采用不等深度的焊接坡口。采用这种形式的坡口，主要有三个作用：①平焊位置施焊条件好，焊接电流可以适当增大，增加焊接速度；②电弧停留时间加长，防止咬边，且焊工操作容易，焊接质量也可以相应提高；③仰焊位置施焊量减少，可相应减少施焊难度，且由于坡口宽度减少，电弧横向摆动幅度亦相应减少，电弧也就相对集中，焊接质量容易保证，不易产生咬边。

各带之间环缝的焊接通常采用横焊，这种焊接位置易产生焊接缺陷。为了改善横焊位置的施焊条件，提高焊接质量和速度，可以采用上下板边坡口角度不等的坡口形式。由于俯横焊和仰横焊的施焊难度不一样，还可以采用类似平仰焊位置坡口深度不等的坡口形式。这种坡口的特点主要是：板边坡口α＞β，可以防止焊接熔池中熔化金属下淌，焊工操作难度减少，防止上板边的咬边。还可以适当增大电流，以提高焊接速度，同时，也容易保证焊接质量，当H＞h时，其作用与平仰焊位置相似。

综上所述，选取合理焊接接头坡口形式，不仅能提高焊接速度、改善焊接条件、减轻劳动强度，并且容易保证焊接质量，在压力容器制造工艺中应引起足够的重视。