淺析鍋爐壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)和應(yīng)用

桑山松

河南省鍋爐壓力容器安全檢測(cè)研究院駐馬店分院 河南駐馬店 463000

就現(xiàn)階段的鍋爐制造業(yè)焊接水平發(fā)展來(lái)看，以鍋爐為主導(dǎo)的企業(yè)在某些方面已經(jīng)接近達(dá)到國(guó)際行業(yè)水準(zhǔn)，企業(yè)實(shí)力的增強(qiáng)需要由先進(jìn)的技術(shù)裝備來(lái)進(jìn)行武裝，所以積極的研究鍋爐壓力容器的焊接自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)實(shí)意義十分的顯著[1]。鍋爐壓力容器的制造非常復(fù)雜，包括材料選擇、檢查、切割、加工、檢查等，每個(gè)步驟都會(huì)影響容器的最終質(zhì)量。目前各制造廠鍋爐壓力容器的焊接技術(shù)整體上已經(jīng)相當(dāng)成熟，由于焊接設(shè)備和鍋爐壓力容器設(shè)備的不斷更新，焊接技術(shù)也必須不斷進(jìn)步[2]。

1 焊接自動(dòng)化技術(shù)在壓力容器焊接中應(yīng)用的意義

壓力容器廣泛應(yīng)用于能源化學(xué)領(lǐng)域，是能源化學(xué)領(lǐng)域不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。在生產(chǎn)環(huán)境中存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，壓力容器的焊接質(zhì)量問(wèn)題將不可避免地影響壓力容器使用的可靠性和安全性。為了保證壓力容器在能源化工生產(chǎn)階段的高質(zhì)量使用，壓力容器制造商必須密切關(guān)注焊接技術(shù)，努力提高焊接人員的工作水平，并將焊接自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到壓力容器的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，從而進(jìn)一步保證壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量。

鍋爐壓力容器及焊接自動(dòng)化技術(shù)分析。

（1）焊接自動(dòng)化技術(shù)概述。傳統(tǒng)的焊接技術(shù)大部分使用手動(dòng)焊接，而焊接自動(dòng)化技術(shù)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序機(jī)械地自動(dòng)化和系統(tǒng)地焊接，在焊接和固定過(guò)程中由焊工氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制、脫材機(jī)制、火炬夾緊機(jī)制和工作夾緊機(jī)制執(zhí)行。實(shí)施實(shí)際焊接自動(dòng)化技術(shù)需要明確焊接流程和要求，重點(diǎn)是隨著工作環(huán)境的不斷變化提高產(chǎn)品生產(chǎn)穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化技術(shù)的合理應(yīng)用。

（2）鍋爐壓力容器。鍋爐壓力容器，指鍋爐和壓力容器。在應(yīng)用中都屬于特殊生產(chǎn)設(shè)備。在生產(chǎn)制造期間，需要借助特殊性的生產(chǎn)工藝，具備承受較大生產(chǎn)壓力的特征。焊接水平對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量具有重要的影響。若焊接水平不足，將會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)出來(lái)的工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量不合格，導(dǎo)致工業(yè)企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。每年都有因焊接密封不足而導(dǎo)致鍋爐壓力容器爆炸事故發(fā)生[3]。工業(yè)生產(chǎn)中重視鍋爐壓力容器的焊接工藝是十分重要的。

（3）鍋爐壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)。在焊接中，主要是將焊接技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)融合，了解鍋爐壓力容器焊接時(shí)的相關(guān)程序和參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，將相應(yīng)的程序與參數(shù)按照相應(yīng)的順序輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接。我國(guó)焊接自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)在一定程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)焊后清理、零件成型等操作程序的自動(dòng)化操作。目前，我國(guó)比較常用的鍋爐壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)，包括開(kāi)環(huán)控制自動(dòng)化系統(tǒng)、等離子焊接技術(shù)、機(jī)器人自動(dòng)焊接等，在應(yīng)用中能夠使焊接工作在自動(dòng)化運(yùn)作下完成。

2 鍋爐壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)分類(lèi)和應(yīng)用

2.1 馬鞍形焊機(jī)的應(yīng)用

馬鞍型焊機(jī)在鍋爐壓力容器自動(dòng)化的發(fā)展中也起著很大的作用。但這種焊接技術(shù)存在著一定的缺陷，比如在熔池方面出現(xiàn)一些的不可控制現(xiàn)象、焊接過(guò)程中焊縫的成型不好以及焊接質(zhì)量差等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，首先要建立完整的數(shù)字模型，隨后根據(jù)模型輸入相應(yīng)的規(guī)格參數(shù)，通過(guò)對(duì)焊接過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的軌跡進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督把控，這樣就能在一定程度上改善在焊接過(guò)程中焊接軌跡偏離的問(wèn)題?，F(xiàn)在的馬鞍型焊機(jī)焊接效果最好的就是四軸數(shù)控的馬鞍型焊機(jī)。

2.2 模式壁焊機(jī)

模式壁焊機(jī)是對(duì)焊接操作影響很大的自動(dòng)焊接技術(shù)的重要組成部分，從操作角度分析，鍋爐壓力容器模式壁焊機(jī)焊接工藝可分為氣體保護(hù)焊接和埋弧焊接兩類(lèi)。氣體保護(hù)焊接具有良好的焊接性能和完整的焊點(diǎn)。埋弧焊實(shí)際上能更好地控制有害氣體。鍋爐壓力容器焊接操作時(shí)，焊接形狀不同，應(yīng)用方面也有一些差異。氣體保護(hù)焊接是一種更簡(jiǎn)單的自動(dòng)化設(shè)備，普通氣體保護(hù)焊頭可達(dá)20頭，但有些企業(yè)根據(jù)特殊使用要求制造44焊頭并增加焊接接頭的數(shù)量，從而提高焊接效率。

2.3 直型管接長(zhǎng)焊機(jī)的應(yīng)用

隨著自動(dòng)化水平的不斷提高，對(duì)鍋爐壓力容器焊接的質(zhì)量保障也被重視了起來(lái)。現(xiàn)階段，需要運(yùn)用PLC對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)進(jìn)行合理的控制。在整個(gè)控制的過(guò)程中，占據(jù)重要位置的設(shè)備就是管端數(shù)據(jù)倒角機(jī)，最大的優(yōu)勢(shì)就是在于管端數(shù)據(jù)倒角機(jī)在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和軸向走刀的過(guò)程中，徑向自動(dòng)進(jìn)刀也可以完成。而且在焊接的過(guò)程中，根據(jù)要求可以對(duì)切削的程序速度以及優(yōu)質(zhì)性進(jìn)行再編制。整個(gè)焊接的過(guò)程中自動(dòng)化的程度就得到了明顯提高。

2.4 筒體縱縫焊接機(jī)

使用汽缸從心焊接機(jī)可顯著提高焊接質(zhì)量和提高焊接速度。薄壁管段提供了機(jī)架、側(cè)梁導(dǎo)軌、鍵夾機(jī)構(gòu)、支撐芯軸、行走車(chē)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、電氣或手動(dòng)十字滑架、焊槍支架和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、送絲器和系統(tǒng)控制構(gòu)成的鍵垂直縫自動(dòng)焊接設(shè)備。薄壁管段可直接在鍵縱縫焊機(jī)上組裝縱向接縫，然后焊接，而不是先牢固。厚壁氣缸接頭可以先粘滯，然后安裝在鍵縱接縫焊接機(jī)上進(jìn)行焊接。

3 結(jié)語(yǔ)

鍋爐壓力容器在目前的工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用，積極的進(jìn)行鍋爐壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)的研究，一方面可以促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，另一方面可以有效的提升其在鍋爐具體應(yīng)用中的使用價(jià)值。焊接自動(dòng)化技術(shù)目前正進(jìn)入實(shí)用階段，但焊接自動(dòng)化技術(shù)的引進(jìn)時(shí)間較短，因此在實(shí)際操作過(guò)程中，與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比，工作效果有所差異。努力提高焊接自動(dòng)化技術(shù)水平，減少和發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。