鍋爐壓力容器焊接自動化技術的應用

高瑞亮 范翠平

摘 ?要：鍋爐壓力容器焊接技術在我國的工業生產中發揮著十分重要的作用，隨著現代市場經濟的飛速發展，企業對鍋爐的需求量也越來越大。隨著需求的日益增加，鍋爐壓力容器焊接自動化技術也逐漸變得更加全面，所以要選擇科學的技術進行應用，還應綜合考慮經濟性、安全性和穩定性。鍋爐是一種比較特殊的設備，而現在的企業對鍋爐的容積和壓力等相關方面的技術要求也越來越高，結合現在市場的需求，就要求在鍋爐鑄造方面必須采用十分先進的技術，特別是相應的焊接技術。現在的廠家在生產的過程中大都運用了自動化焊接技術，并取得了非常不錯的成果。

關鍵詞：壓力容器;焊接自動化技術;焊接機

中圖分類號：TG409 ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）18-0157-02

Abstract：Boiler pressure vessel welding technology plays a very important role in China’s industrial production. With the rapid development of modern market economy，the demand for boilers is increasing. With the increasing demand，the welding automation technology of boiler and pressure vessel is more comprehensive. Therefore，to choose scientific technology for application，we should also consider the economy，safety and stability. Nowadays，the volume and pressure of boilers are becoming more and more important in enterprises. As a special kind of equipment，combined with the current market demand，the boiler casting must adopt very advanced technology，especially the corresponding welding technology. In the process of production，most manufacturers now use automatic welding technology，and have achieved very good results.

Keywords：pressure vessel;welding automation technology;welding machine

0 ?引 ?言

從現階段我國的鍋爐制造業的發展水平來看，一些以鍋爐制造為主的企業，相應的制造水平已經達到了國際行業的標準。而根據現實的研究來看，企業想要在實力方面取得進步，就需要對技術進行改革創新。科學技術作為發展的第一生產力，在鍋爐壓力焊接自動化技術方面的突破將是現階段企業所要研究的第一要素。

1 ?鍋爐壓力容器焊接自動化技術概述

焊接自動化主要是運用計算機技術通過預先設定的一些相應的焊接參數，對焊接的工作進行自動化具體應用。自動化的最大目的不僅在于保證焊接的質量，使勞動的強度有所減輕，還在于能有效地改善勞動條件。現階段在焊接自動化領域運用最多的就是開環控制系統，主要就是運用多種自動焊接機的方法進行焊接。但是現在一些比較先進和復雜的焊接技術系統采用的都是閉環控制，閉環控制系統主要是借助一些相應的自動化裝置、產線和與焊接機相互配套的前后工序[1]。譬如零件的成型和坡口的制造、零件的相關裝配、對定位裝配的零件進一步的水平精密定位、對焊接后的焊口進行清理、對完成裝配零件的搬運工作的機械自動化處理，為的就是讓這些工序能夠自動進行。現在生產商最常用的焊接自動化系統大都是氬弧焊自動化系統、電弧焊自動化系統和電阻點焊自動化系統、微型計算機控制焊接系統和比較先進的機器人焊接，其中氬弧焊和電弧焊這兩種自動化系統運用得比較多，微型計算機自動化系統和機器人的焊接由于造價比較高，在造價資金方面一些廠家難以接受，所以在推廣的過程中就受到了很大的限制。

鍋爐壓力容器不僅包含鍋爐，也包含了壓力容器。這兩種設備都是比較特殊的設備，所以在工業的生產中占據的地位比較高。鍋爐，顧名思義，就是通過相關燃料的燃燒或者其他能源的轉換，使其產生熱能使水加熱成為熱水或者成為水蒸汽的機械設備。壓力容器是在工藝生產的過程中能夠承受一定氣壓壓力的機械設備。這兩種設備對焊接過程中相應的工藝都有比較高的要求，例如焊接過程中對焊接緊密性的要求以及對焊接的牢固性的要求等。除此之外，焊接工藝的好壞會直接影響鍋爐的安全使用，因為只有高質量的焊接工藝才能為鍋爐壓力容器做好安全保障。

2 ?鍋爐壓力容器焊接自動化技術的應用

2.1 ?窄間隙埋弧焊機的應用

窄間隙埋弧焊接機是在運用在厚板焊接領域的一項重要的技術。相比于普通的埋弧焊，窄間隙焊接具有很高的優越性。比如，焊接的坡口相對較窄，焊接過程中的填充量比較少，這樣不僅可以節約大量的焊接材料，還能節省焊接時間。另外，在運用窄間隙焊接技術時，由于輸入的熱量比較低，可以使焊縫金屬和熱影響區域的組織化更加明顯細致，從而提高了金屬的力學性能，尤其是韌性和可塑性方面。但是要深入材料的母體進行無缺陷的焊接，其強度和難度是非常巨大的。這樣精密的焊接要有精確的制備工件的坡口，還要有相對穩定成熟的焊接方法、對所要焊接的焊縫跟蹤，還要有復雜的焊接工藝等。這些都是比較苛刻的焊接條件。但是通過焊接領域的多年努力，現在的窄間隙焊接已經發展成為運用多種氣體進行保護的焊接方法和埋弧方法，并在很多方面都得到了具體的應用。運用窄間隙氣體保護焊接不僅能使焊接縫隙變窄，還能提高焊接的效率[2]。但是在電弧的穩定性和電弧對磁場的敏感程度等方面一旦出現問題，加上焊接縫隙比較窄，在返修的過程中就會十分困難。

2.2 ?自動封底的應用

在企業中自動封底的應用主要就是通過一些自動化的機械對產品經進行自動包裝處理，這樣不僅能夠減輕工作的強度，而且還能有效地提高經濟效益。現在很多的企業在產品包裝上面都采用了這種比較先進的自動化設備。

2.3 ?馬鞍形焊機的應用

馬鞍型焊機在鍋爐壓力容器自動化的發展中也起著很大的作用。從具體應用的效果來看，這種焊接技術存在著一定的缺陷，比如在熔池方面出現一些的不可控制現象、焊接過程中焊縫的成型不好以及焊接質量差等問題。針對這些問題，首先要建立完整的數字模型，隨后根據模型輸入相應的規格參數，通過對焊接過程中運動的軌跡進行嚴格的監督把控，這樣就能在一定程度上改善在焊接過程中焊接軌跡偏離的問題。其次，就是在焊槍和控制系統同步進行的同時，要保證焊接部位的相對水平，這樣可以提高焊接的質量。現在的馬鞍型焊機焊接效果最好的就是四軸數控的馬鞍型焊機。

2.4 ?直型管接長焊機的應用

隨著自動化水平的不斷提高，對鍋爐壓力容器焊接的質量保障也被重視了起來。現階段，對管子的預處理方式也有了新的標準。就現在的形式來看。需要運用PLC對自動化生產進行合理的控制[3]。在整個控制的過程中，占據重要位置的設備就是管端數據倒角機，最大的優勢就是在于管端數據倒角機在進行旋轉和軸向走刀的過程中，徑向自動進刀也可以完成。而且在焊接的過程中，根據要求可以對切削的程序速度以及優質性進行再編制。由于編制的加強，整個焊接的過程中自動化的程度就得到了明顯提高。根據最終焊接的實際效果來看，通過利用直型管接長焊線機不僅能夠使焊接的坡口平滑度得到提高，焊接的尺寸精密度也很出色。由此看來運用直型管接長焊機可以有效地完成自動化焊接，而且焊接的質量和效果都比較好。

2.5 ?膜式壁焊機的應用

在鍋爐壓力容器的自動化焊接相關的技術中，膜式壁焊機得到了大范圍的應用。膜式壁焊機是膜式壁過程中最重要的設備，隨著時代的發展和技術人員的不斷努力，現在的膜式壁焊機焊接技術已經發展得十分成熟。根據目前的焊接領域相關的分析來看，膜式壁焊機已經形成了氣體保護焊接和埋弧焊接這兩種比較重要的壁焊機焊接模式，在這兩種新型的焊接模式的應用中還形成了不同的操控模式。膜式壁焊機考慮到設備生產過程中需求的提高，目前的膜式壁氣體保護焊機的焊槍多達30多個，而且，膜式壁埋弧焊的焊槍數量也有十多個。焊槍在實際的應用中具有較強的靈活性，所以相比于固定的機床式焊槍，膜式壁焊槍就有了很明顯的優勢，主要的優勢就是在鍋爐焊接的過程中，能快速有效地工作。而且還節約了大量的焊接材料，節省了焊接的時間。再結合膜式壁焊機的靈活多變性，不僅在焊接的質量上有所保障，而且焊接的坡口表面還比較光滑，不僅可以讓焊接處比較美觀，而且還有很高的焊接強度[4]。但是現在的膜式壁焊機和國外的技術相比，還有很大的提升空間，現在很多的操作都是借助人工才能完成的，在自動化上面的水平還不是很高。考慮到現在的發展需求，結合著科技的不斷創新和時代的不斷發展，如果想要加強膜式壁焊機在更多領域之中的應用，就需要相關的技術人員對其進行更深刻的研究和技術的改革創新。

3 ?結 ?論

鍋爐壓力容器在目前的工業生產中發揮著很重要的作用。所以在相關技術方面進行深入的研究和持續的創新，不僅可以對工業作出突出的貢獻。還能促進科學的進步和時代的發展。隨著鍋爐壓力容器的市場要求的不斷提高，焊接自動化技術的改革創新，是現在相關企業目前的最重要的發展策略。這也就要求企業進行對相關技術人才的培養和引用。加大創新的力度，對自動化焊接機進行相應的升級和改造，在提高自動化焊線機系統的穩定性和安全性的前提下，提高鍋爐壓力容器生產的質量和效率。

參考文獻：

[1] 王興軍.鍋爐壓力容器焊接自動化技術和應用 [J].內燃機與配件，2018（13）：157-158.

[2] 崔殿慶.鍋爐壓力容器焊接自動化技術的相關研究 [J].中國石油和化工標準與質量，2017，37（14）：169-170.

[3] 高承明，章國方.鍋爐壓力容器焊接自動化技術和運用 [J].時代農機，2017，44（8）：48.

[4] 陳鍵，章國方.無損檢測技術在鍋爐壓力容器檢驗中的運用 [J].南方農機，2017，48（18）：110.

作者簡介：高瑞亮（1987.03-），男，漢族，河北石家莊人，車間主任，助理工程師，研究方向：機械制造與自動化。