壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用淺析

摘要：壓力容器與煤炭、醫(yī)藥、電力、石油等行業(yè)均存在一定聯(lián)系，目前國(guó)內(nèi)社會(huì)愈發(fā)趨向于信息化與智能化發(fā)展，也為壓力容器焊接技術(shù)提供了新的領(lǐng)域和平臺(tái)。其中的焊接自動(dòng)化技術(shù)是壓力容器焊接的關(guān)鍵因素，對(duì)全面實(shí)現(xiàn)壓力容器的焊接自動(dòng)化而言意義重大，特別是能源化工領(lǐng)域，對(duì)壓力容器的需求量巨大，可以說(shuō)壓力容器的質(zhì)量直接決定著能源化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與生產(chǎn)安全，現(xiàn)分析壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、發(fā)展及其要點(diǎn)，為相關(guān)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：壓力容器;焊接技術(shù);自動(dòng)化;運(yùn)用

引言：

壓力容器是重要的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備之一，其焊接工藝對(duì)壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量有極大的影響，確保焊接工作的有效性，就能在一定程度上保證壓力容器的質(zhì)量。同理，焊接技術(shù)也會(huì)在壓力容器質(zhì)量得到保障的基礎(chǔ)上獲得不斷進(jìn)步與發(fā)展。當(dāng)前國(guó)內(nèi)的焊接水平已經(jīng)獲得良好的發(fā)展，逐漸由傳統(tǒng)的人工焊接轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)化焊接，與傳統(tǒng)的壓力容器焊接技術(shù)相比，焊接自動(dòng)化技術(shù)不但能夠提升壓力容器的整體質(zhì)量，還具有便捷的操作方式，有效地提升了工作效率，對(duì)于壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)的積極發(fā)展具有重要的意義。

1、焊接自動(dòng)化技術(shù)概述

焊接自動(dòng)化技術(shù)指的是利用計(jì)算機(jī)提前設(shè)定好焊接參數(shù)的一種技術(shù)手段，實(shí)際情況表明：一部分較為復(fù)雜的技術(shù)均采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，這種方法主要一自動(dòng)化裝置為基礎(chǔ)，在焊機(jī)的配合下進(jìn)行焊接作業(yè)。主流的自動(dòng)焊接系統(tǒng)包含計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、電阻點(diǎn)焊系統(tǒng)、電弧焊系統(tǒng)、氬弧焊系統(tǒng)，應(yīng)用較為普及的是電弧焊與氬弧焊系統(tǒng)，這兩種系統(tǒng)擁有良好的性價(jià)比，相對(duì)而言，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的使用與維護(hù)成本普遍較高，也是該項(xiàng)技術(shù)難以大規(guī)模普及的首要原因。而壓力容器自身的特殊性質(zhì)使其扮演著工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中的重要角色，對(duì)于焊接工藝有著非常嚴(yán)格的要求，因此，在進(jìn)行壓力容器焊接作業(yè)時(shí)，要選擇符合條件的技術(shù)，確保起緊密性與牢固性。

2、壓力容器焊接自動(dòng)化的現(xiàn)狀與發(fā)展

2.1壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀

目前的壓力容器焊接需要涉及許多自動(dòng)化焊接設(shè)備，包括：等離子焊機(jī)、氣體保護(hù)焊機(jī)、埋弧焊機(jī)、電渣焊機(jī)等，其中的氣體保護(hù)焊機(jī)和埋弧焊機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)部位焊接保護(hù)，是國(guó)內(nèi)使用最多的兩種焊接設(shè)備。通常來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化焊接技術(shù)有三種方式，即：應(yīng)用軟件、人工智能和專家控制。由軟件控制焊接可以有效提升各設(shè)備的配合度;人工智能可以確保多個(gè)部位的焊接工作同時(shí)進(jìn)行;專家系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)則是強(qiáng)大的信息整合與分析能力。

2.2壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展方向

氣體保護(hù)焊接的熔池較小，熱量相對(duì)集中，能夠促進(jìn)焊接的自動(dòng)化與信息化，可以應(yīng)用在全位置焊接或薄板焊接當(dāng)中，經(jīng)過(guò)相關(guān)人員的不斷實(shí)驗(yàn)，該技術(shù)不但具有一定保護(hù)功能還不會(huì)殘留廢渣，具有相當(dāng)可觀的發(fā)展空間。自動(dòng)化控制設(shè)備是當(dāng)前的主流，其利用計(jì)算機(jī)程序來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，能夠有效保障現(xiàn)場(chǎng)工作人員的安全問(wèn)題。因此，今后發(fā)展的必然趨勢(shì)一定是自動(dòng)化焊接系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相結(jié)合，不光可以控制系統(tǒng)參數(shù)，焊接水平和系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)性也會(huì)得到明顯提高。

3、焊接自動(dòng)化的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與要點(diǎn)

3.1焊接自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)勢(shì)

壓力容器的焊接技術(shù)具有較高的自動(dòng)化程度、廣闊的應(yīng)用范圍、以及較高的精準(zhǔn)程度三大優(yōu)點(diǎn)[1]。焊接過(guò)程中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)不但提升了壓力容器的焊接效率，還極大地減少了人工成本，具體操作當(dāng)中仍需要注意壓力容器的結(jié)構(gòu)與相關(guān)參數(shù)，并在焊接工作完成后形成檢查的習(xí)慣;根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，逆變自動(dòng)化焊接技術(shù)的應(yīng)用范圍最為廣泛，該項(xiàng)技術(shù)能夠在惡劣的焊接條件下進(jìn)行作業(yè)，并且依然可以滿足焊接要求;因?yàn)閴毫θ萜髯陨淼膹?fù)雜性，對(duì)焊接技術(shù)的精準(zhǔn)程度有一定要求，因此，焊接自動(dòng)化技術(shù)的合理應(yīng)用，也意味著壓力容器焊接作業(yè)的質(zhì)量和精準(zhǔn)度都能得到有效保障[2]。

3.2焊接自動(dòng)化技術(shù)要點(diǎn)

根據(jù)焊接種類(lèi)的不同，其技術(shù)要點(diǎn)也存在差異[3]，直管接長(zhǎng)焊機(jī)作為密閉性的容器，內(nèi)部會(huì)存留過(guò)多的熱量和壓力，一旦發(fā)生焊接質(zhì)量問(wèn)題非常容易引起火災(zāi)，所以散熱問(wèn)題是其最為關(guān)鍵的技術(shù)要點(diǎn);而膜式壁焊機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無(wú)論是焊槍結(jié)構(gòu)還是焊接設(shè)備都可能影響到最終焊接效果，壓力容器的焊接需要工作人員進(jìn)行科學(xué)選擇;同時(shí)還有焊縫難以成型、熔池不便控制的馬鞍形焊機(jī)，這種焊機(jī)通常難以應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，在實(shí)際使用中需要進(jìn)行不斷的改進(jìn)才能進(jìn)一步保證焊接質(zhì)量，減少焊機(jī)多余的損耗。

4、壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

在實(shí)際進(jìn)行壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)的過(guò)程中，有著十分嚴(yán)格的焊接技術(shù)水平要求，同時(shí)也是為了提升相關(guān)資源的利用率，對(duì)壓力容器的壁厚等數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的把控，若壁厚數(shù)據(jù)過(guò)高，原有的焊接接口不可避免的會(huì)形成一定資源浪費(fèi)情況，于是在埋弧焊接技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了一種全新的自動(dòng)化焊接技術(shù)——窄間隙埋弧焊接[4]。我國(guó)自主研發(fā)的重型機(jī)械焊接就是通過(guò)該技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，該技術(shù)在操作穩(wěn)定性上有明顯的提升，但是相對(duì)于間隙較小的焊接作業(yè)時(shí)仍存在較高難度，需要及時(shí)改善。

除此之外，接管自動(dòng)焊接技術(shù)也是壓力容器焊接的主要手段，該項(xiàng)技術(shù)有兩大特點(diǎn)：接管與筒體自動(dòng)焊接、接管與封頭自動(dòng)焊接。前者在現(xiàn)代焊接技術(shù)的不斷發(fā)展形成了新的接管馬鞍形埋弧自動(dòng)焊接設(shè)備，通過(guò)模仿傳統(tǒng)接管馬鞍形埋弧設(shè)備的運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接，但是這種設(shè)備存在較大的縫隙和厚度，也并不是最為理想的焊接設(shè)備。后者具有兩種不同的焊接操作方式（向心接管與非向心接管），主要通過(guò)自動(dòng)化定位向心來(lái)進(jìn)行焊接作業(yè)，這樣的優(yōu)點(diǎn)是以自動(dòng)化定位代替人工定位，既減少了人工定位可能存在的誤差，又節(jié)約了一定的成本，而且并不影響焊接作業(yè)的精準(zhǔn)性。

機(jī)械或電子設(shè)備的所有零部件都會(huì)隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)發(fā)生老化、腐蝕等現(xiàn)象，壓力容器也是如此。部分壓力容器在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后會(huì)發(fā)生一定程度的腐蝕，相關(guān)工作人員要提前做好充分準(zhǔn)備，對(duì)焊接設(shè)備進(jìn)行日常的維護(hù)和防腐蝕作業(yè)，特別是在進(jìn)行彎管內(nèi)壁的焊接操作時(shí)，由于彎管之間的彎曲度數(shù)不同，可以根據(jù)不同彎曲度數(shù)的彎管分別進(jìn)行焊接操作，這樣能夠保持焊接工件以均勻的速度運(yùn)行。最后，還有一種激光復(fù)合焊接技術(shù)在壓力容器焊接作業(yè)中大放異彩，這種復(fù)合技術(shù)取代了傳統(tǒng)的氬弧焊技術(shù)，在電弧溶池時(shí)會(huì)產(chǎn)生離子體來(lái)對(duì)電弧進(jìn)行引導(dǎo)，進(jìn)一步提升焊接效率與穩(wěn)定性。

結(jié)語(yǔ)：

為了讓焊接自動(dòng)化技術(shù)更好地服務(wù)于壓力容器等相關(guān)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)全方位、高水平的科技自動(dòng)化，就一定要合理利用計(jì)算機(jī)與電子信息技術(shù)，使焊接控制系統(tǒng)向智能化、集成化方向發(fā)展。我國(guó)目前正逐漸將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)當(dāng)中，壓力容器焊接自動(dòng)化的應(yīng)用正在為行業(yè)發(fā)展提供源源不斷的動(dòng)力，也為國(guó)內(nèi)自動(dòng)化水平的進(jìn)一步發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]周銀，黑希林.淺析壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].門(mén)窗，2019，No.174（18）：254-255.

[2]孫恒濱.壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)與具體應(yīng)用分析[J].產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新，2020，v.2;No.50（14）：41-42.

[3]高瑞亮，范翠平.鍋爐壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用[J].現(xiàn)代信息科技，2019，000（018）：P.157-158.

[4]鄧汨方.鍋爐壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2019，000（004）：216-217.

作者簡(jiǎn)介：王海超（1985-10），男，漢族，河南焦作，本科，武漢凱比思電力設(shè)備有限公司，研究方向：工業(yè)電氣自動(dòng)化。