锅炉压力容器焊接自动化技术的应用

高瑞亮 范翠平

摘  要：锅炉压力容器焊接技术在我国的工业生产中发挥着十分重要的作用，随着现代市场经济的飞速发展，企业对锅炉的需求量也越来越大。随着需求的日益增加，锅炉压力容器焊接自动化技术也逐渐变得更加全面，所以要选择科学的技术进行应用，还应综合考虑经济性、安全性和稳定性。锅炉是一种比较特殊的设备，而现在的企业对锅炉的容积和压力等相关方面的技术要求也越来越高，结合现在市场的需求，就要求在锅炉铸造方面必须采用十分先进的技术，特别是相应的焊接技术。现在的厂家在生产的过程中大都运用了自动化焊接技术，并取得了非常不错的成果。

关键词：压力容器;焊接自动化技术;焊接机

中图分类号：TG409     文献标识码：A 文章编号：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

从现阶段我国的锅炉制造业的发展水平来看，一些以锅炉制造为主的企业，相应的制造水平已经达到了国际行业的标准。而根据现实的研究来看，企业想要在实力方面取得进步，就需要对技术进行改革创新。科学技术作为发展的第一生产力，在锅炉压力焊接自动化技术方面的突破将是现阶段企业所要研究的第一要素。

1  锅炉压力容器焊接自动化技术概述

焊接自动化主要是运用计算机技术通过预先设定的一些相应的焊接参数，对焊接的工作进行自动化具体应用。自动化的最大目的不仅在于保证焊接的质量，使劳动的强度有所减轻，还在于能有效地改善劳动条件。现阶段在焊接自动化领域运用最多的就是开环控制系统，主要就是运用多种自动焊接机的方法进行焊接。但是现在一些比较先进和复杂的焊接技术系统采用的都是闭环控制，闭环控制系统主要是借助一些相应的自动化装置、产线和与焊接机相互配套的前后工序[1]。譬如零件的成型和坡口的制造、零件的相关装配、对定位装配的零件进一步的水平精密定位、对焊接后的焊口进行清理、对完成装配零件的搬运工作的机械自动化处理，为的就是让这些工序能够自动进行。现在生产商最常用的焊接自动化系统大都是氩弧焊自动化系统、电弧焊自动化系统和电阻点焊自动化系统、微型计算机控制焊接系统和比较先进的机器人焊接，其中氩弧焊和电弧焊这两种自动化系统运用得比较多，微型计算机自动化系统和机器人的焊接由于造价比较高，在造价资金方面一些厂家难以接受，所以在推广的过程中就受到了很大的限制。

锅炉压力容器不仅包含锅炉，也包含了压力容器。这两种设备都是比较特殊的设备，所以在工业的生产中占据的地位比较高。锅炉，顾名思义，就是通过相关燃料的燃烧或者其他能源的转换，使其产生热能使水加热成为热水或者成为水蒸汽的机械设备。压力容器是在工艺生产的过程中能够承受一定气压压力的机械设备。这两种设备对焊接过程中相应的工艺都有比较高的要求，例如焊接过程中对焊接紧密性的要求以及对焊接的牢固性的要求等。除此之外，焊接工艺的好坏会直接影响锅炉的安全使用，因为只有高质量的焊接工艺才能为锅炉压力容器做好安全保障。

2  锅炉压力容器焊接自动化技术的应用

2.1  窄间隙埋弧焊机的应用

窄间隙埋弧焊接机是在运用在厚板焊接领域的一项重要的技术。相比于普通的埋弧焊，窄间隙焊接具有很高的优越性。比如，焊接的坡口相对较窄，焊接过程中的填充量比较少，这样不仅可以节约大量的焊接材料，还能节省焊接时间。另外，在运用窄间隙焊接技术时，由于输入的热量比较低，可以使焊缝金属和热影响区域的组织化更加明显细致，从而提高了金属的力学性能，尤其是韧性和可塑性方面。但是要深入材料的母体进行无缺陷的焊接，其强度和难度是非常巨大的。这样精密的焊接要有精确的制备工件的坡口，还要有相对稳定成熟的焊接方法、对所要焊接的焊缝跟踪，还要有复杂的焊接工艺等。这些都是比较苛刻的焊接条件。但是通过焊接领域的多年努力，现在的窄间隙焊接已经发展成为运用多种气体进行保护的焊接方法和埋弧方法，并在很多方面都得到了具体的应用。运用窄间隙气体保护焊接不仅能使焊接缝隙变窄，还能提高焊接的效率[2]。但是在电弧的稳定性和电弧对磁场的敏感程度等方面一旦出现问题，加上焊接縫隙比较窄，在返修的过程中就会十分困难。

2.2  自动封底的应用

在企业中自动封底的应用主要就是通过一些自动化的机械对产品经进行自动包装处理，这样不仅能够减轻工作的强度，而且还能有效地提高经济效益。现在很多的企业在产品包装上面都采用了这种比较先进的自动化设备。

2.3  马鞍形焊机的应用

马鞍型焊机在锅炉压力容器自动化的发展中也起着很大的作用。从具体应用的效果来看，这种焊接技术存在着一定的缺陷，比如在熔池方面出现一些的不可控制现象、焊接过程中焊缝的成型不好以及焊接质量差等问题。针对这些问题，首先要建立完整的数字模型，随后根据模型输入相应的规格参数，通过对焊接过程中运动的轨迹进行严格的监督把控，这样就能在一定程度上改善在焊接过程中焊接轨迹偏离的问题。其次，就是在焊枪和控制系统同步进行的同时，要保证焊接部位的相对水平，这样可以提高焊接的质量。现在的马鞍型焊机焊接效果最好的就是四轴数控的马鞍型焊机。

2.4  直型管接长焊机的应用

随着自动化水平的不断提高，对锅炉压力容器焊接的质量保障也被重视了起来。现阶段，对管子的预处理方式也有了新的标准。就现在的形式来看。需要运用PLC对自动化生产进行合理的控制[3]。在整个控制的过程中，占据重要位置的设备就是管端数据倒角机，最大的优势就是在于管端数据倒角机在进行旋转和轴向走刀的过程中，径向自动进刀也可以完成。而且在焊接的过程中，根据要求可以对切削的程序速度以及优质性进行再编制。由于编制的加强，整个焊接的过程中自动化的程度就得到了明显提高。根據最终焊接的实际效果来看，通过利用直型管接长焊线机不仅能够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。由此看来运用直型管接长焊机可以有效地完成自动化焊接，而且焊接的质量和效果都比较好。

2.5  膜式壁焊机的应用

在锅炉压力容器的自动化焊接相关的技术中，膜式壁焊机得到了大范围的应用。膜式壁焊机是膜式壁过程中最重要的设备，随着时代的发展和技术人员的不断努力，现在的膜式壁焊机焊接技术已经发展得十分成熟。根据目前的焊接领域相关的分析来看，膜式壁焊机已经形成了气体保护焊接和埋弧焊接这两种比较重要的壁焊机焊接模式，在这两种新型的焊接模式的应用中还形成了不同的操控模式。膜式壁焊机考虑到设备生产过程中需求的提高，目前的膜式壁气体保护焊机的焊枪多达30多个，而且，膜式壁埋弧焊的焊枪数量也有十多个。焊枪在实际的应用中具有较强的灵活性，所以相比于固定的机床式焊枪，膜式壁焊枪就有了很明显的优势，主要的优势就是在锅炉焊接的过程中，能快速有效地工作。而且还节约了大量的焊接材料，节省了焊接的时间。再结合膜式壁焊机的灵活多变性，不仅在焊接的质量上有所保障，而且焊接的坡口表面还比较光滑，不仅可以让焊接处比较美观，而且还有很高的焊接强度[4]。但是现在的膜式壁焊机和国外的技术相比，还有很大的提升空间，现在很多的操作都是借助人工才能完成的，在自动化上面的水平还不是很高。考虑到现在的发展需求，结合着科技的不断创新和时代的不断发展，如果想要加强膜式壁焊机在更多领域之中的应用，就需要相关的技术人员对其进行更深刻的研究和技术的改革创新。

3  结  论

锅炉压力容器在目前的工业生产中发挥着很重要的作用。所以在相关技术方面进行深入的研究和持续的创新，不仅可以对工业作出突出的贡献。还能促进科学的进步和时代的发展。随着锅炉压力容器的市场要求的不断提高，焊接自动化技术的改革创新，是现在相关企业目前的最重要的发展策略。这也就要求企业进行对相关技术人才的培养和引用。加大创新的力度，对自动化焊接机进行相应的升级和改造，在提高自动化焊线机系统的稳定性和安全性的前提下，提高锅炉压力容器生产的质量和效率。

参考文献：

[1] 王兴军.锅炉压力容器焊接自动化技术和应用 [J].内燃机与配件，2018（13）：157-158.

[2] 崔殿庆.锅炉压力容器焊接自动化技术的相关研究 [J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（14）：169-170.

[3] 高承明，章国方.锅炉压力容器焊接自动化技术和运用 [J].时代农机，2017，44（8）：48.

[4] 陈键，章国方.无损检测技术在锅炉压力容器检验中的运用 [J].南方农机，2017，48（18）：110.

作者简介：高瑞亮（1987.03-），男，汉族，河北石家庄人，车间主任，助理工程师，研究方向：机械制造与自动化。