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【摘 要】论文主要阐述了核级Ti-35合金制压力容器角接接头质量控制方法，从设计到制造工艺进行了简单的介绍。
【Abstract】This paper mainly introduces the quality control method of the angle om joint of nuclear grade Ti-35 alloy pressure vessel， and makes a brief introduction of the technology from design to manufacturing.
【关键词】Ti-35合金；角接接头；质量控制；压力容器
【Keywords】 Ti-35 alloy； angle joint； quality control； pressure vessel
【中图分类号】TG407 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0120-02
1 压力容器角接接头质量较难控制和质量差的原因分析
①角接接头一般都位于容器结构不连续的特殊部位，如设备人孔接管与封头的连接处，接管与壳程筒体的连接处，夹套与设备筒体的封板连接处的角接接头，使用过程中其应力集中较大，受力情况较复杂，不仅受拉伸应力，而且还要受到较大的弯曲和剪切应力，而角接接头承受弯曲，剪切应力的能力较弱，加上角接接头的几何形状有急剧的变化，力线的传递比对接焊缝复杂，在焊缝根部和焊趾处存在较高的应力集中。应力集中较大，焊缝强度较差，给压力容器的角接接头带来先天不足。
②角接接头由于结构原因，无法进行常规的射线检测和超声波检测，焊接接头内部缺陷较难检测，使其焊缝内部质量不易保证，从而减弱了焊缝使用性能。
③角接接头受力复杂，角接接头的强度可靠性在设计和制造中都是很难控制的，容易在设计和制造环节忽略对其的质量和强度要求。
④角接接头一般只进行表面检测如目视检测﹑渗透检测和磁粉检测，制造过程中对角接接头质量放松，没有像对接焊缝那样进行严格的质量控制。
⑤压力容器中的角接接头实际上是一种组合焊缝，是由对接焊缝和角接接头二部分组成。其焊接要求与对接焊缝有很大区别，相关焊接规范未对角接接头焊接提出具体的焊接工艺评定要求，造成角接接头的焊接质量难以保证。
⑥角接接头与对接焊缝的不同之处在于，由于其结构原因，清根过程很难控制，打底焊接以及定位焊均会保留在整个焊缝中，采用双面焊接，焊接接头质量效果较差。
⑦角接接头质量与坡口形式有较大的关系，在机械加工过程中，开孔形式为异形尺寸，无法精确达到规定的形状尺寸和间隙要求，造成在焊件装配过程中产生误差，焊接操作人员施焊困难，焊接接头质量会造成影响。
2 如何提高Ti35钛合金制压力容器角接接头质量
作为应用于核级的压力容器，其焊接接头的质量显得更为重要。因此要特别强化其角接接头（图1）焊接质量控制。[1]
2.1 加强角接接头的质量控制意识
由于角接接头的受力情况和质量控制与比对接焊缝差异很大，在制造过程中应受到更高的重视，角接接头一般不进行内部无损检测，没有具体的质量考核指标，在焊接质量控制中，只突出对接焊缝的质量，缺少系统规范的角接接头的制造、焊接工艺，甚至发生无证人员进行焊接接头的操作。因此要保证角接接头的质量，必须加强质量意识教育，将角接接头质量与对接焊缝等同要求，使相关人员均重视角接接头的质量，提高角接接头的质量控制意识。
2.2 完善角接接头的焊接工艺评定
针对新材料的特殊性，根据角接接头的特点，要严格按照标准规范完成角接接头的焊接工艺评定，特别针对要求焊透的角接接头的焊接工艺评定，确定可靠的焊接工艺参数。
2.3 做好焊前准备，焊缝坡口质量作为重点
焊缝坡口宜采用机械加工，坡口质量包括坡口角度、尺寸、装配间隙等一定要符合图纸要求，若为非圆形开孔，设计标准开孔样板，并将其修磨，符合工艺要求。
2.4 加强打底焊的质量控制
角接接头采用双面焊时，由于打底焊及定位焊一般不能清除，都保留在焊缝中，要特别注意定位焊和打底焊的质量。当必须采用单面焊焊接时，一定要按照图纸和焊接工艺的要求方法进行焊接，有垫板的必须加垫板，要用氩弧焊打底的必须按规定方法焊接。单面焊的打底焊质量不易控制，应要求有焊接经验的固定人员担任打底焊工作，提高角接接头的根部质量。
2.5 焊接过程质量控制
在角接接头的施焊过程中，对其每层的焊接质量都要进行检验检测。焊接人员应严格按照焊接工艺规范进行焊接。由于结构原因，采用单面焊的结构（图2），打底完成后，应进行间接目视检测，即采用工业视频内窥镜对其进行目视检测，主要观察焊缝是否焊透，焊缝表面是否存在表面缺陷，如有，应及时进行返修，由焊接技术人员出具相应返修方案，操作人员应严格按照相关方案进行返修。对于Ti35钛合金角接接头成型过程，应对每层焊缝进行目视检测和渗透检测，以确保焊接质量。焊缝成型后，经外观检测合格后，如能进行射线检测的结构，应进行射线检测。
2.6 焊接接头的圆滑过渡
角接接头的外观几何尺寸在实际工况中易产生应力集中，焊接时必须与母材圆滑过渡，焊缝表面平滑，焊喉及焊脚尺寸必须达到图纸及标准要求。
2.7 焊接操作方法的有效选择
角接接头焊接过程中，无法一直处于平焊或者横焊的位置。为保证其焊接质量，应采用焊接工装，采用焊接质量较好的平位或者易操作的焊接位置，由于转动困难等其它原因，不能采用平焊时，要制定相应的焊接工艺，并由持证焊接操作人员进行焊接，完成焊接工作。
2.8 注重焊接接头的质量检验检测
对于Ti-35钛合金制压力容器的角接接头质量控制，在检验过程中加强检验焊接工艺的执行率。焊接检验员及相关责任工程师应定期进行监督检验，对焊接过程的关键因素进行严格控制，如焊接装配质量、打底焊、焊接工艺的执行和焊缝表面质量的检查，达不到规定要求，严禁施焊。依据产品结构和焊接接头的使用工况，设置必要的停止点，必须经焊接检验员及相关责任工程师监督检验合格后才能允许转入下一道制造工序。
2.9 可靠性检测方法
对于关键设备的角接接头，应设计相应的检测工装进行
①耐压试验
②气密性试验
③氦檢漏试验
通过以上三种可靠性检测方法，完全可以确保角接接头的焊接质量。
3 结论
①角接接头是目前压力容器质量比较薄弱的环节之一，也是核级容器制造过程中的薄弱环节，在整个设计、制造、检验等各个环节中应进行合理有效的控制，确保压力容器及核级压力容器的质量。
②推荐采用合理的质量控制方法，在检验环节，通过一系列的组合可靠性检测方法，完成对设备角接接头的质量检测，提高角接接头的焊缝质量。
【参考文献】
【1】吴金平，杨英丽，等. 后处理设备用Ti-35合金材料研究[D].西安：西北有色金属研究院，2006.