压力容器焊接新技术及其应用分析

2014-10-21 20:02陈浩
山东工业技术 2014年24期

陈浩

摘 要:自从进入21世纪以来,我国的经济进入了一个快速发展的时代,因此,对压力容器的制造技术提出了更高的要求。在众多的压力容器焊接技术中,我国自创的双丝窄间隙埋弧焊技术更是优势凸显,同时总结了大量的经验。本文主要是对当前压力容器的最新焊接技术和应用进行了探讨。

关键词:窄间隙焊接;接管;堆焊

在压力容器的制造过程中,最重要的是焊接技术,想要制造优质的压力容器,就必须具备好的焊接技术。因此,提高焊接技术是提高制造业生产水平的最主要的因素之一,这已成为每个制造业企业重点关注的问题。伴随着信息时代的到来,压力容器中的筒体、封头等控制技术逐渐被数字化控制取代,这样能够大大提高生产效率,更好的实现生产的自动化。

1 压力容器与焊接技术

所谓的压力容器,指的是能够承载一定压力的密闭设备,其应用非常广泛,包含多个化工行业,主要是用来承载各种工业气体或者液体。焊接的主要步骤是用高热或者高压或者两者并用,对同种或者不同种的材质进行永久性的结合,是应用较为广泛的一种工艺。焊接技术具有很多的分类。在制造压力容器时,需要对压力容器的壳体和封头等多处部分进行焊接。因此,一种好的焊接技术,能够大大提高压力容器的产品质量,增强其可靠性,同时,减少生产过程中的成本造价,提高生产效率。

2 几种主要的焊接技术

2.1 窄间隙埋弧焊技术

在实际生产中经常会遇见压力容器壁较厚的情况,像厚度超过100mm。在出现这种情况时,传统的焊接技术往往不能很好的解决,不仅会浪费大量的资源和人力,同时,产品的质量也很难令人满意,这时,新型的窄间隙埋弧焊技术能够很好的解决这些问题。

窄间隙埋弧焊技术是在传统焊接技术的基础上进行改善的,将特殊的焊丝和保护气应用在其中,同时,引进了一些先进的导入技术和跟踪技术,大大提高了焊接的质量。自从该技术投入生产,越来越受到厂家的重视。然而,厚壁的压力容器对焊接的质量要求较高,当出现焊接问题时,修复较为困难,甚至无法处理,较高的稳定性要求,使产品的生产成本提高,但效率却大大降低。

总的来说,窄间隙埋弧焊技术的应用还是比较有前景的。其具有较多的优势:首先能够提高产品的焊接效率,提高企业的生产效率;然后,由于其技术的改革,对资源的利用率高,节省了很多不必要的材料和电能的损耗;然后,在进行实际生产中,两道工序之间还能进行优势互补,前道工序能够为下一道工序进行预热,后一道工序能够为前一道工序进行回火,这样使焊接的接头机械性能大大提高;除此之外,还能够减少生产过程中的残余应力和形变,提高了企业的生产自动化水平。当然,任何技术都不是完美的,窄间隙埋弧焊技术同样,其拥有较多的优势,此外,也具有一些不可避免的缺点,像出现问题时,修补工作较为困难,同时,由于其要求较高,装配所需要的时间较长,对生产人员的技术要求较高等。

2.2 接管自动焊接技术

接管的自动焊接分为两种,一种是接管和筒体的焊接,另一种是接管和封头的焊接,这两种情况一般都采用接管插入的形式进行焊接。

首先是接管和筒体的自动焊接,在当前的生产要求下,传统的马鞍形埋弧焊技术已经无法满足生产的需要,同时,对于厚度较大的压力容器,也不再适用,无法处理窄间隙坡口的焊接工作。在这种形式下,近几年新兴的接管马鞍形埋弧焊技术逐渐成为良好的选择,其自身具有较高的自动化水平,具有较强的适应能力,同时,在生产中控制较为便捷,逐渐成为企业的首选。

自动化马鞍形埋弧焊技术的自动化原理主要是由接管的内径决定的,通过四连杆夹紧的方式,实现最终的自动定心目标。在焊接过程中,焊枪的运动轨迹是由所焊接的对象的筒体和接管的直径决定的,通过相关的焊接参数,建立合适的数学模型,从而实现焊接的完全自动化。除此之外,其自身的人机界面能够将焊接过程中所有数据参数进行显示,从而对焊接过程进行控制,实现多工序连续进行。

另一种是接管与封头的自动焊接,这种焊接方式包含两种形式,分别是向心接管焊接和非向心接管的焊接。在进行自动焊接之前,需要对设备进行自动定心,然后通过焊枪寻位接管外壁,使焊枪的旋转中心能够自动定位在接管的中心线上,这种定位系统能够大大提高生产过程中的定位效率。

2.3 弯管内壁堆焊技术

在实际使用中,经过长时间的尝试后,发现压力容器的接管内壁在使用一段时间后,很多都会出现一定程度的腐蚀。因此,在进行生产过程中,需要对压力容器的接管内壁焊接层进行堆焊操作,将不锈钢耐磨层堆焊在接管内壁上,能够大大提高产品的使用寿命。然而,在实际生产中,这种操作的难度是较大的,在进行焊接工作时,当30°的弯管内壁堆焊设备无法满足90°的弯管内壁焊接要求时,可以将90°的弯管内壁焊接过程分为3个部分来进行,然后对每个部分进行焊接,在每部分焊接完成后,将三个部分组合在一起。但是,这种操作过程不仅繁琐,同时效率较低,无法满足生产的需要。因此,弯管内壁自动堆焊技术应运而生。

对于30°的弯管内壁堆焊,主要操作是:首先自动对焊机利用自身的5轴进行协调运动,然后根据一定的数学模型对焊枪进行排列,然后保持工件3轴运动,焊接机头进行2轴运动,其运动的参数根据弯管的曲率半径和内径进行计算。然后是90°的弯管内壁堆焊,这种情况是沿着弯管母线的纵向自动进行焊接的,主要操作是利用二维变位机的旋转对每条焊道进行焊接,同时,在三维导轨上安装90°弯曲焊枪,从而保证焊枪的自动变位。

3 总结

总体来看,我国的压力容器焊接技术已经取得了巨大的进步,各种新型的焊接技术不断出现,并逐渐应用在实际生产中。伴随着科技的不断进步,我国的压力容器焊接技术必将得到进一步的发展,品质不断提高。

参考文献:

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