鍋爐壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)和運(yùn)用

高承明，章國(guó)方

（杭州榮達(dá)鍋爐容器有限公司，浙江杭州311101）

鍋爐壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)和運(yùn)用

高承明，章國(guó)方

（杭州榮達(dá)鍋爐容器有限公司，浙江杭州311101）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，鍋爐的應(yīng)用范圍也變得愈加廣泛，對(duì)于鍋爐壓力容器來(lái)說(shuō)，作為鍋爐設(shè)備的重要組成部分，直接影響鍋爐的使用性能和安全性，因此，加強(qiáng)壓力容器焊接工藝有著重要意義。文章重點(diǎn)探究鍋爐壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)的具體應(yīng)用。

鍋爐壓力容器；焊接自動(dòng)化技術(shù)；抗壓能力；質(zhì)量檢測(cè)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，鍋爐設(shè)備作為工業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)鍋爐性能也提出了更高的要求。對(duì)于鍋爐壓力容器焊接生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，首先要不斷提高鍋爐壓力容器抗壓能力，同時(shí)要具備優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，這就對(duì)鍋爐壓力容器焊接工作提出了更高的要求。傳統(tǒng)人工焊接工藝中，由于會(huì)受到諸多因素影響，會(huì)導(dǎo)致鍋爐壓力容器焊接工作無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。因此，在科學(xué)技術(shù)的支撐下，生產(chǎn)企業(yè)必須要加強(qiáng)自動(dòng)化建設(shè)進(jìn)程，采用鍋爐壓力容器自動(dòng)化焊接技術(shù)，從而提高焊接質(zhì)量和焊接效率。

1 鍋爐壓力容器以及自動(dòng)化焊接技術(shù)分析

（1）鍋爐壓力容器。鍋爐壓力容器作為鍋爐和壓力容器的總稱，無(wú)論是鍋爐還是壓力容器都是一種較為特殊的設(shè)備，在生產(chǎn)過(guò)程中需要采用特殊的生產(chǎn)工藝，同時(shí)在生產(chǎn)中也要承受一定的壓力。由于鍋爐壓力容器對(duì)生產(chǎn)技術(shù)有著很高要求，如果在焊接過(guò)程中出現(xiàn)了嚴(yán)重的質(zhì)量問題，會(huì)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)造成大量的經(jīng)濟(jì)損失。

（2）焊接自動(dòng)化技術(shù)分析。隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)不斷發(fā)展，極大地帶動(dòng)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)與改革。焊接自動(dòng)化技術(shù)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的衍生品，能夠極大地提高焊接質(zhì)量和效率。工作人員只需要將焊接工藝和焊接參數(shù)輸入到軟件平臺(tái)中就能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化焊接工作。采用高端的焊接技術(shù)，極大降低了人工勞動(dòng)力。通過(guò)對(duì)焊接自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行全面分析，我國(guó)主流的焊接自動(dòng)化技術(shù)是開環(huán)控制自動(dòng)化系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化焊接工序操作功能。如果在焊接過(guò)程中出現(xiàn)了較為困難的操作情況或焊接環(huán)境不理想，則可以閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)，從而降低焊接難度，提高焊接質(zhì)量。

2 鍋爐壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

（1）模式壁焊機(jī)。模式壁焊機(jī)作為焊接自動(dòng)化技術(shù)的重要組成部分，對(duì)鍋爐壓力容器焊接工作有著極大幫助。從操作過(guò)程層面分析，可以將鍋爐壓力容器劃分為埋弧焊和氣體保護(hù)焊。其中，氣體保護(hù)焊具有焊接性能好、焊接完整等特點(diǎn)；埋弧焊在應(yīng)用中所產(chǎn)生的有害氣體更小。在鍋爐壓力容器焊接過(guò)程中，不同的焊接形式在應(yīng)用層面上也存在的差異。氣體保護(hù)焊作為一種相對(duì)簡(jiǎn)單的焊接自動(dòng)化設(shè)備，普通的氣體保護(hù)焊焊頭達(dá)到20頭，但也有部分企業(yè)制造出了44頭的焊槍，大大提高了焊接效率。埋弧焊焊頭通常為12頭。從形態(tài)上分析，由于鍋爐壓力容器是一種圓形對(duì)稱焊接，與模式壁焊機(jī)的性能相符，在很大程度上能夠提高焊接效率。但我國(guó)模式壁焊機(jī)技術(shù)還不夠成熟，在生產(chǎn)過(guò)程中，部分流水線依然采用人工焊接形式。

（2）直管接長(zhǎng)焊機(jī)。對(duì)于鍋爐壓力容器來(lái)說(shuō)，作為一種全封閉式容器，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，受熱脹冷縮的影響，鍋爐內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生非常大的壓力，這就需要配合管線來(lái)進(jìn)行熱量輸出，也就是排熱、排壓，避免發(fā)生爆炸事故。鍋爐壓力容器設(shè)計(jì)中通常也會(huì)采用這一理念來(lái)降低容器內(nèi)部的熱量，將熱量控制在合理范圍內(nèi)。因此，在鍋爐壓力容器生產(chǎn)過(guò)程中，需要預(yù)留管道口，這對(duì)焊接工藝提出了更高的要求。直管接長(zhǎng)焊接機(jī)的出現(xiàn)，大大提高了焊接口的質(zhì)量與效率，并配套了相應(yīng)的設(shè)備，包括直管的定長(zhǎng)切斷、管段內(nèi)外磨光機(jī)、管內(nèi)清理機(jī)等。通過(guò)PLC自動(dòng)化控制技術(shù)來(lái)控制直管接長(zhǎng)焊機(jī)，保障坡口表面光潔性、焊接精準(zhǔn)度、焊接質(zhì)量，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)切割和焊接，具有非常強(qiáng)的完整性，大大提高了焊接質(zhì)量。

（3）馬鞍形焊接機(jī)。由于在鍋爐壓力容器生產(chǎn)過(guò)程中，需要將兩個(gè)圓柱型焊接頭相連，這樣才能夠保障鍋爐壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量。由于焊接接頭在規(guī)格上、形狀上有著很大的差異性，大大提高了焊接難度，要求采用更加靈活的焊接工藝設(shè)備。而馬鞍形焊接機(jī)的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫焊接，從而解決焊接頭焊接問題。同時(shí)，通過(guò)將馬鞍形焊接機(jī)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相互融合，能夠?qū)崿F(xiàn)馬鞍性焊機(jī)的自動(dòng)化生產(chǎn)模式。通過(guò)建立數(shù)字模型，將焊接需求參數(shù)編入到系統(tǒng)當(dāng)中，根據(jù)焊接實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)比，包括直管之間的直徑、傾斜角度等，從而計(jì)算出焊頭應(yīng)運(yùn)行的軌跡，焊槍根據(jù)編程數(shù)據(jù)開展焊接工作。在實(shí)際焊接過(guò)程中，需要保障焊槍與直管同步運(yùn)行，保持焊槍在某一位置上處于水平位置，這樣才能夠提高焊接質(zhì)量。通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)，大大提高了馬鞍形焊接的自動(dòng)化生產(chǎn)水平，并且能夠?qū)崿F(xiàn)馬鞍形焊機(jī)全方位、多功能形態(tài)發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，文章首先介紹了鍋爐壓力容器和焊接自動(dòng)化技術(shù)，并提出了幾種鍋爐壓力容器焊接自動(dòng)化工藝技術(shù)，包括模式壁焊機(jī)、直管接長(zhǎng)焊機(jī)、馬鞍形焊機(jī)。總之，只有不斷提高自動(dòng)化技術(shù)焊接水平，才能夠提高焊接的質(zhì)量與效率。

［1］楊斌.鍋爐壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用探討［J］.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2016，（29）：62-63.

高承明（1983-），男，浙江杭州人，碩士，工程師，主要研究方向：自動(dòng)化控制。