壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

姜蘭英

貝萊特空調(diào)有限公司

壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

姜蘭英

貝萊特空調(diào)有限公司

當(dāng)前針對(duì)壓力容器焊接相關(guān)技術(shù)的自動(dòng)化研究與改進(jìn)是此項(xiàng)工作當(dāng)中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)環(huán)境的檢測(cè)、對(duì)材料科學(xué)技術(shù)的研究發(fā)展、自動(dòng)化技術(shù)以及無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，將是此后研究的一個(gè)基本方向，為了更進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)的改進(jìn)，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)壓力容器焊接軟件和硬件的開(kāi)發(fā)，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，并且廣泛的采用自動(dòng)控制設(shè)備和電子技術(shù)，對(duì)信息和數(shù)據(jù)加以分析，通過(guò)自動(dòng)化的控制手段，增強(qiáng)壓力容器焊接的人工智能性，促進(jìn)系統(tǒng)的全面發(fā)展。

壓力容器；焊接技術(shù)；自動(dòng)化

不難發(fā)現(xiàn)，壓力容器的存在價(jià)值已經(jīng)成為社會(huì)各行業(yè)產(chǎn)品不可忽視的真相，因此壓力容器焊接技術(shù)的自動(dòng)化革新是對(duì)于壓力容器行業(yè)工作效率的提升，也是當(dāng)今社會(huì)消費(fèi)人群的需求。因此，要加大對(duì)此技術(shù)的關(guān)注和重視，在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上敢于挑戰(zhàn)，尋找新的突破口，改變現(xiàn)有的技術(shù)缺漏狀況。

1 壓力容器自動(dòng)化焊接設(shè)備現(xiàn)狀

1.1 自動(dòng)化焊接方法

自動(dòng)化焊接方法選擇期間要考慮成本與原料的使用情況，這樣才可以更好的解決產(chǎn)品制作過(guò)程中所遇到的邊緣處理問(wèn)題。選擇埋弧焊對(duì)產(chǎn)品焊接點(diǎn)周圍所造成的影響更小，同時(shí)不容易出現(xiàn)影響使用安全性的問(wèn)題，在焊接過(guò)程中，通過(guò)電弧發(fā)出的火花來(lái)實(shí)現(xiàn)焊錫融化，融化在指定區(qū)域后，對(duì)焊接的部位形成保護(hù)作用，在功能性上更穩(wěn)定。氣體保護(hù)焊接技術(shù)是精密設(shè)備比較常用的，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制的更好。采用氣體進(jìn)行保護(hù)，可對(duì)焊接部分的邊緣進(jìn)行瞬間降溫處理，避免高危所造成的周邊材料損壞，適合應(yīng)用在精密的小范圍內(nèi)。上述兩種方法是比較常用的，結(jié)合自動(dòng)化焊接技術(shù)使用后效果更理想。

1.2 自動(dòng)化系統(tǒng)工程

1)硬件技術(shù)。近幾年，壓力容器焊接自動(dòng)化裝置的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，應(yīng)用的層面不斷加深，自動(dòng)化裝置已占據(jù)所有裝置設(shè)備總量的一半左右。而逆變焊接設(shè)備裝置作為一種新型工藝技術(shù)手段，在實(shí)踐操作中具有極強(qiáng)的電氣性能以及非常可靠的焊接性能，可在不同的情況下以及不同的焊接環(huán)境下取得較好的效果。在不同類型的焊接、不同位置的焊接工作之中，均有使用。在日本以及美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家當(dāng)中，壓力容器逆變焊接自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用程度已經(jīng)全面突破30%，而我國(guó)由于相關(guān)技術(shù)起步和研究開(kāi)發(fā)較晚，所以當(dāng)前的技術(shù)還不夠成熟和完善。另外，采用現(xiàn)代化焊接機(jī)器人進(jìn)行壓力容器焊接，有著操作簡(jiǎn)便、質(zhì)量穩(wěn)定、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)柔性焊接的方式，可以加強(qiáng)對(duì)整個(gè)流程的控制，提高焊接操作的技術(shù)性和工作的先進(jìn)性。

2)軟件技術(shù)。在最近的幾年之中，壓力容器焊接自動(dòng)化設(shè)備在相關(guān)行業(yè)當(dāng)中得到了迅猛的發(fā)展，其中，焊縫式的跟蹤焊接是整個(gè)工作當(dāng)中的核心組成部分。今后壓力容器焊接自動(dòng)化軟件還將進(jìn)一步的發(fā)展專家系統(tǒng)和人工智能技術(shù)，通過(guò)建立相關(guān)的知識(shí)庫(kù)和推理設(shè)備，加強(qiáng)整個(gè)操作的自動(dòng)化水準(zhǔn)。另外，通過(guò)人工智能技術(shù)，還可以增強(qiáng)焊接工作的質(zhì)量檢查和焊接的實(shí)時(shí)操作控制，加強(qiáng)定位的精準(zhǔn)度，并且可以自動(dòng)的調(diào)節(jié)線能量、控制焊接的路徑、控制焊接的參數(shù)和擺動(dòng)的參數(shù)等等，針對(duì)不同渠道和不同參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化，促進(jìn)焊接精準(zhǔn)度的不斷提升。目前在國(guó)外相關(guān)專家系統(tǒng)和人工智能技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的使用，市場(chǎng)具有非常巨大的發(fā)展前景。

1.3 融入智能機(jī)器人和自動(dòng)化程序

壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)的控制核心就是整個(gè)操作系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)，也就是所謂的人工智能信息化的精髓，就像人腦一樣，它也有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。但這里指控制焊接技術(shù)自動(dòng)化的信息化控制系統(tǒng)交錯(cuò)復(fù)雜。除此之外還有模糊和專家系統(tǒng)之分，是對(duì)不同的焊接情況設(shè)計(jì)的相應(yīng)使用系統(tǒng)，針對(duì)性很強(qiáng)。美國(guó)、日本等國(guó)家的深層次研發(fā)當(dāng)仁不讓，領(lǐng)先世界水平，我國(guó)要取長(zhǎng)補(bǔ)短，不斷加強(qiáng)此方面的投入和研發(fā)。

2 壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展

氣體保護(hù)焊接具有安全環(huán)保的作用，在焊接過(guò)程中也更加清潔，不會(huì)造成過(guò)多的焊接廢渣。同時(shí)所釋放出的保護(hù)氣體也經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的篩選控制，在功能上提升進(jìn)步的同時(shí)成本也得到了有效控制，必然會(huì)成為未來(lái)的主體發(fā)展方向。焊接自動(dòng)化技術(shù)得到重視后，各個(gè)生產(chǎn)廠商也在對(duì)原有的系統(tǒng)進(jìn)行改造，選擇高效清潔的自動(dòng)化控制技術(shù)。

2.1 直管接長(zhǎng)焊機(jī)

在鍋爐系統(tǒng)當(dāng)中，一些大型的鍋爐需要一些管線，作為輸出熱量的主要通道；在壓力容器當(dāng)中也會(huì)有類似的設(shè)計(jì)，這些管道的焊接質(zhì)量與焊接技術(shù)有著緊密的關(guān)系。隨著自動(dòng)化技術(shù)在鍋爐壓力容器中的應(yīng)用，為了提高焊接質(zhì)量，對(duì)鍋爐壓力容器中的管子的預(yù)處理有了更高的要求，為此一些廠家開(kāi)始應(yīng)用更為先進(jìn)的焊接自動(dòng)化技術(shù)，其中直管接長(zhǎng)焊機(jī)就成為很多廠家的選擇。比如說(shuō)武漢鍋爐廠就與美國(guó)的阿爾斯通展開(kāi)了合作，引進(jìn)了管子預(yù)處理線，該線包括管子定長(zhǎng)切斷、管端數(shù)控倒角機(jī)、管端內(nèi)外磨光機(jī)、管內(nèi)清理機(jī)等先進(jìn)的設(shè)備和裝置，采用了PLC自動(dòng)化控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)。

圖1 直管接長(zhǎng)焊機(jī)作業(yè)系統(tǒng)

2.2 馬鞍形焊機(jī)

在鍋爐及壓力容器的生產(chǎn)當(dāng)中，有大量的兩圓柱體相貫的焊接接頭，比如說(shuō)在鍋爐設(shè)備當(dāng)中的下降管、接管，集箱上的短管接管等等，這些焊接接頭的規(guī)格不同，相貫的方式也存在較大的差異，這就對(duì)焊機(jī)的靈活性提出了更高的要求。為了解決這一問(wèn)題，國(guó)內(nèi)的一些鍋爐生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)始使用馬鞍形焊機(jī)，如遼寧省鍋爐廠就使用了第一代機(jī)械設(shè)計(jì)馬鞍形焊機(jī)，利用這套焊機(jī)，該廠成功的解決了兩圓柱體直徑比大于3 的正交馬鞍形接頭的焊接問(wèn)題。此后，馬鞍形焊機(jī)逐漸在國(guó)內(nèi)普及應(yīng)用，目前很多大型鍋爐生產(chǎn)企業(yè)都采用了這一技術(shù)，大大提高了圓柱體相貫的焊接接頭的焊接質(zhì)量和效率，提高了企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

綜上所述，根據(jù)對(duì)壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和今后研究發(fā)展重點(diǎn)方向進(jìn)行細(xì)致的分析，可以明確今后的研究重點(diǎn)和工作的基本途徑。同時(shí)，通過(guò)對(duì)相關(guān)技術(shù)的硬件和軟件兩個(gè)環(huán)節(jié)的工作進(jìn)行探究，可以逐步明確工作開(kāi)展的重點(diǎn)，明確焊接容器技術(shù)的改進(jìn)方向和工作的難點(diǎn)，為促進(jìn)工作，提升技術(shù)做出積極貢獻(xiàn)，為技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造出應(yīng)有的條件。

[1]宋敏霞，胡賢飛.壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010，31：54+56.

[2]谷峰.壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].化工管理，2014，08：127.