压力容器焊接自动化技术与具体应用分析

缪新伟

[摘    要 ]近年来，科学技术的不断发展使压力容器产品的应用越来越普遍，焊接过程中自动化技术对工业的发展来说具有举足轻重的作用。而针对压力容器来说，焊接自动化技术多分为软件及硬件两个部分，但这两个部分不管是压力容器自动焊接设备或是工艺技术以及电子技术和信息技术，都是助推压力容器焊接自动化系统发展的关键基础。文章主要围绕压力容器焊接自动化技术展开论述，探讨压力容器焊接自动化技术的主要优势，并分析该项技术的具体应用。

[关键词]压力容器;焊接自动化技术;技术应用

[中图分类号]TG409 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）06–0–02

[Abstract]In recent years， the continuous development of science and technology has made the application of pressure vessel products more and more common， and the automation technology in the welding process plays an important role in the development of the industry. For pressure vessels， welding automation technology is mostly divided into two parts， software and hardware， but these two parts， whether it is pressure vessel automatic welding equipment or process technology， as well as electronic technology and information technology， all help pressure vessel welding. The key foundation for the development of automation systems. The discussion mainly focuses on the welding automation technology of pressure vessel， discusses the main advantages of the pressure vessel welding automation technology， and analyzes the specific application of this technology.

[Keywords]pressure vessel; welding automation technology; technology application

對于压力容器的生产来说，焊接工艺是其中不可或缺的环节，同时和压力容器整体的制造质量具有密不可分的关系。与传统的压力容器焊接技术相比，焊接自动化技术的形成使得压力容器的焊接质量有了进一步提高，并且焊接的操作也变得更为便利，使得压力容器焊接质量以及焊接效率都得到了明显提高，具有非常高的应用价值。对此需要不断助推焊接自动化技术在压力容器制造行业中的推广和应用，明确焊接自动化技术的应用要点，加快自动化焊接技术的发展。

1 压力容器焊接自动化技术的应用优势

1.1 自动化水平较高

针对压力容器焊接自动化技术来说，自动化水平的较高使其最为明显的优势之一，在焊接期间应用自动化技术不仅能进一步控制成本投入，同时压力容器焊接作业效率也能有效提高。在压力容器焊接期间，需要重点做好操作过程的控制，主要表现在以下几点。

（1）分析压力容器的结构特性，针对结构特性采用合理的自动化焊接参数。

（2）在计算机系统中输入对应的焊接参数，之后便可以进行焊接作业，如此一来可以进一步提高压力容器的焊接作业规范性。

（3）尽量在焊接完成后对压力容器的焊接效果进行检查，若出现漏焊等问题则要进行补焊。针对焊接人员而言，也需要在应用焊接自动化技术期间注意以下几项操作：①焊接作业需要尽量和焊接自动化操作规程相符，若存在质量问题需要及时处理。②对压力容器的焊接自动化流程进行改进，对比不同的焊接参数，针对其中合理的焊接参数进行明确。

1.2 适用范围更广

据了解，压力容器焊接自动化技术如今在压力容器制造方面具有重要的应用规模，是提高压力容器焊接制造质量及效率的有效举措。针对焊接技术而言，应用较为普遍的便是逆变自动化焊接技术。这一技术即便处于较为苛刻的焊接条件，由于逆变焊接电源的电压较低且电气性能较为优异，因此也能保证焊接的质量，能够有效满足各种焊接要求。同时为进一步提高压力容器的焊接质量，焊接工作人员也需要明确压力容器的结构特征，选择合理的自动化焊接技术，提高焊接效果的质量，也能够进一步控制焊接过程中的能耗。

1.3 精确度更高

对于压力容器自动化焊接技术来说，在实际应用中也要合理结合软件技术来应用，有效提高自动化焊接技术的应用成效。压力容器焊接期间可以实现跟踪焊接技术的应用，从而进一步保障压力容器制造的整体质量。跟踪焊接技术又能够划分接触式焊接和分接触式焊接两种，由于跟踪自动化焊接技术的发展以及在焊接压力容器制造中的应用，不仅能提高压力容器的使用寿命，同时还能有效改善焊接过程的精度水平。针对压力容器而言，内部构造和涉及设备都较为复杂，因此对焊接过程的精确水平也有着较为严格的要求，焊接自动化技术的合理运用保障了压力容器焊接的精确性，同时进一步提升了焊接质量及效率。

2 压力容器焊接自动化技术的具体应用

2.1 直管接长焊机

压力容器属于封闭容器，在运作过程中会生成大量的热量，因此也需要通过管线来散出热量，避免过热引发安全事故。很多锅炉压力容器中也会设计一些具有散热效果的结构，比如设计管理到输出的渠道，可以提高焊接质量水平。在锅炉压力容器中，管子预处理期间对焊接水平也有着较为严格的要求，因此许多生产单位都会选择直管接长焊机来实现管子预处理焊接。我国某锅炉厂从美国引进了先进的处理生产线，包含管子定长切断和馆内清理设备等先进装置。管子预处理线多采用PLC自动化控制系统，能够提高管子预处理的自动化操作水平，利用PLC自动化控制直管接长焊机的方式大大提高了系统整体的自动化水平，并且焊接坡口整洁性更高，焊接准确性也有了明显提升，焊接质量有了稳定保障。PLC自动化焊接技术可以实现循环焊接工作，也可以实现焊接与切割的同步进行，完整性更高，有效改善了直管焊接效果。

2.2 膜式壁焊机

对于压力容器自动化焊接来说，膜式壁焊机的作用同样十分优异，膜式壁焊机的内部结构较为冗杂，在分类方面基本上可以分为保护焊接和埋弧焊接2个系列，除却能保障压力容器结构更加稳定之外，也可以改善压力容器的整体焊接效果。同时，为进一步改善膜式壁焊机的应用成效，焊接人员在焊接作业期间也要注重以下操作要点。

（1）焊枪需要尽量采用灵活性更强的焊枪，从而改善压力容器焊接质量。

（2）尽量减少人为操作占比，选择现代化软件系统，将焊接参数输入到计算机系统中，提高焊接自动化技术在压力容器制造中的应用效益。此外，压力容器焊接质量在一定程度上决定了压力容器使用的可靠性，因此为进一步改善焊接效果，焊接人员需要充分了解焊枪的结构和特征，针对膜式壁焊机自动焊接技术进行优化改进。针对气体保护焊接技术而言，焊枪能够在压力容器上下两个结构上进行布设，同时熔深相对更小，在焊接作业完毕之后，除却焊接精度更高之外，压力容器形变问题也能够有效改善。但气体保护焊接相比之下由于熔深更小，因此也对焊接条件具有一定要求。埋弧焊接技术一般情况下需要在压力容器上方布设焊枪，熔深相对更高，焊接作业过程相比之下更为便利，对于焊接条件没有较高要求，但埋弧焊接技术也具有一定不足，便是埋弧焊的工艺方法会在焊接位置出现较为明显的形变量，而且精度也相对不足。对此在压力容器焊接期间，焊接技术人员需要合理选择膜式壁焊接自动化技术，从而保证压力容器的焊接效果。

2.3 集箱环缝TIG自动封底焊接

对于集箱环缝TIG自动封底焊接来说，焊接自动化技术的运用可以进一步改善自动封底焊接的整体质量和效果。能有效提升亚龙器集箱环缝部位的滚轮架以及浮动式动力头结构的稳定性。而集箱环缝TIG自动封底焊接期间，焊接自动化技术的运用也能够有效改善焊接过程，焊枪也不需要频繁进行转动，封底结构的稳定性和坚固性也能够进一步保障，焊接效率得到较为明显地提升，焊接效率与操作都能够得到很好优化。此外，在集箱环缝TIG自动封底焊接工艺的应用也需要重点关注封底的宽度，有效调节宽度，对以往焊接技术手段进行改进，确保焊接自动化技术能够在集箱环縫TIG自动封底焊接工艺中的应用实效。

2.4 马鞍形焊机

（1）对于压力容器的生产过程而言，在焊接过程中需要连接2个圆柱焊接接头，如锅炉压力容器的下降管就需要和短管接管连接，才能确保锅炉压力容器的焊接效果。这类焊接接头在形状以及尺寸方面都具有一定差异，这也为焊接工艺带来了一定难度，对于焊机来说也需要选择具有更高灵活性的焊机。为确保焊接接头的连接效果，许多压力容器生产单位都采用马鞍形焊机进行接头的无缝焊接，有效改善了接头焊接的质量问题。如今马鞍形焊机也成为了我国在压力容器生产中普遍应用的焊接工艺，当前许多大型压力容器生产项目都采用马鞍形焊机，在提高圆柱接头连接效果与效率的同时也让压力容器生产项目的经济效益获得了明显提升。

（2）近年来我国锅炉压力容器生产行业的不断发展，使得越来越多偏向连接及斜向连接的接头不断涌现，马鞍形焊机却无法适用于偏向连接及斜向连接的接头形式。但计算机技术的不断发展以及行业信息化建设的不断推进使得这一现状也有了一定转机，许多生产厂家将计算机技术应用于马鞍形焊机之中，针对马鞍形焊机进行一系列的升级和改进，确保马鞍形焊机能够适用于各种复杂的焊接条件。马鞍形焊机中计算机数控技术的融合使其自动化水平得到了明显提高，而采用的手段则多种多样。比如利用数控技术建立数字模型，将焊接所需的参数录入到计算机系统之中，结合焊接期间的具体要求，例如直管间的直径要求和倾斜角要求等，计算焊头运行轨迹条件，确保焊枪可以跟随不同指令程序完成焊接任务。之后在焊接期间，还需要确保焊枪与直观的运行一致性，确保焊枪位置为水平方向，在保证焊接效果的基础上改善马鞍形焊机原本的不足，提高压力容器生产效果的同时避免很多安全隐患的形成。计算机数控技术的应用使得马鞍形焊机自动化水平得到了有效改进，而且还助推了马鞍形焊机的多功能、多向性发展，如选择四轴数控的马鞍形焊机便可以进行焊头升降或水平运动，使得马鞍形焊机的适用范围得到了进一步拓展，利用数控模型以及对焊接参数的研究，使得马鞍形焊机的灵活度也有了提高，对焊头运行轨迹有了更强的控制效果，焊枪可以稳定实现马鞍形轨迹的焊接操作。焊接期间的焊接方法并非固定，而是需要在焊接期间跟随焊枪具体情况进行调整，只有这样才能确保焊枪运作过程中的轨迹以及焊接水平能够达到压力容器接头焊接的具体需求。

3 结束语

近年来，越来越多的压力容器新材料及新工艺的开发推广使得压力容器的自动化水平得到了稳定提升。为有效展现压力容器焊接自动化水平的应用价值，技术人员需要根据焊接的实际情况来提高焊接技术的开发及研究力度，借用先进的电子信息技术和自动化控制技术来助推压力容器焊接技术的现代化发展。

参考文献

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