压力容器焊接自动化技术的现状与发展

2019-12-19马林梅李峰方志坚李永利

商品与质量 2019年43期

马林梅李峰方志坚李永利

中核工程咨询有限公司北京 10007 1

压力容器在工业生产中的应用表现出了较高的质量和安全性能要求，如果其质量得不到有效保障，必然会导致压力容器的应用可靠性降低，容易出现安全隐患。基于此，在压力容器制造的焊接过程中，同样也需要严格把关，力求选择更为适用的焊接工艺、焊接方法和焊接手段，保证和提高焊接质量，从而降低或避免压力容器在焊接区域安全隐患的存在。

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。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[1]。

2 压力容器焊接自动化技术的现状

2.1 自动焊接设备

制作压力容器时，由于过程比较复杂，因此，需要仔细选择自动焊接设备。自动焊接设备是否得到成功选择，将直接关系到技术能否顺利应用，还可以有效提高压力容器的质量，解决制作过程中存在的问题，保证压力容器安全。常用的设备是埋弧焊机与气体保护焊机，这两种设备可以从事比较精细的工作，提高焊接质量。容器经过焊接后，其表面依然美观大方，且安全性更有保障。选择焊机时，需根据其不同的功能和部位进行选择，这样可以方便技术人员对设备进行调控。自动化控制电机设备的选择将直接关系到功能是否可以正常发挥作用，因此，在设备中通常会利用先进的微型计算机，提高控制水平，还可以实现远程控制，保证操作人员的人身安全[2]。

2.2 窄间隙埋弧焊接技术

在压力容器的制造中，为了更好地提升其压力承受能力，往往需要设计较厚的筒体壁，而当壁厚度达到了100mm以上时，如果焊接操作依然采取传统的焊接模式，焊接工作量大，还容易产生未焊透、夹渣、气孔等焊接缺陷问题，且返修处理工作难度大，在后续长期应用中伴随着较高的安全风险。基于此，窄间隙埋弧焊接技术的应用可以较好作用于该类压力容器的焊接，应用优势较为明显。窄间隙埋弧焊接技术的适用于壁厚度较大的压力容器，在焊接过程中表现出了较高的熔敷效率，进而也就能够有效保障压力容器焊接后的质量性能，避免出现焊接缺陷；另外，在窄间隙埋弧焊接技术的应用中还可以针对热粗晶区进行改善，促使其性能更为优越，在焊接过程中形成更为理想的焊缝，相邻焊道的处理能够形成有序过度，预热作用更为突出；随着当前自动化技术的不断推广，这种窄间隙埋弧焊接技术的应用同样也可以较好形成自动化处理效果，借助更新技术手段提升焊接效率。当然，在窄间隙埋弧焊接技术的应用中同样也存在着一些缺陷和不足，比如，该技术焊接后的压力容器一旦在后续长期运行中出现了故障问题，很难进行有效修补，具体技术操作中对于技术人员也提出了高要求，任何细微偏差都可能影响焊接质量。基于此，在未来压力容器焊接中，应用窄间隙埋弧焊接技术需要重点把握好各个技术操作要点，提升技术人员的施工能力，最终确保压力容器的焊接更为可靠适宜。比如，对于焊接中的自动跟踪功能需要加大关注度，确保其可以针对焊接过程形成有效监控和优化[3]。

2.3 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[4]。