广东省特种设备检测研究院佛山检测院528000
摘要：随着我国科学技术的发展，把高新技术元素高强度、抗腐蚀性、耐热材料融入到锅炉压力容器生产过程中，使得我国锅炉压力容器各方面性能有了很大程度的提高。文章通过在锅炉压力容器厂多年的工作经验以及相关文献的查找，分析了集中焊接自动化技术在锅炉压力容器中的应用。
关键词：锅炉压力容器；焊接自动化技术；抗压能力；焊接质量；导热性能
Abstract：withthedevelopmentofscienceandtechnologyinChina，theelementsofhighandnewtechnologyofhighstrength，corrosionresistance，heatresistantmaterialintotheboilerpressurevesselproductionprocess，makeourcountryallaspectsofboilerandpressurevesselperformancehasimprovedgreatly.Basedonboilerpressurecontainerfactorymanyyearsofexperienceandrelevantliteraturesearch，analysisoftheweldingautomationtechnologyintheapplicationoftheboilerpressurevessel.
Keywords：boilerpressurevessel；Weldingautomationtechnology；Thecompressivecapacity；Theweldingquality.Heatconductionperformance
压力容器广泛应用于电力、石油化工、制药、煤炭等行业。提高其焊接质量和机械自动化水平对压力容器乃至整个焊接行业都具有十分重要的意义。JensKlastrupKristensen[1]认为焊接领域影响着自动化技术、材料科学、环境、无损检测、机械与腐蚀等多门学科。而焊接自动化技术是焊接领域的一个重要分支，对实现焊接自动控制具有重要意义。对于压力容器，焊接自动化技术主要分为硬件和软件两方面。硬件主要指压力容器自动焊接设备和方法；软件主要指计算机技术、电子技术、自动控制技术以及信息技术等进入压力容器焊接领域而形成的焊接控制技术、人工智能技术及专家系统等。
1.膜式壁焊机
膜式壁焊机是膜式壁生产线中的核心设备，20多年来已形成气体保护焊接及埋弧焊接两大膜式壁焊机系列，形成以哈尔滨锅炉厂、东方锅炉厂为主导的采用气体保护焊接工艺，以及以上海锅炉厂、武汉锅炉厂为主导的采用埋弧焊接工艺的两大模式，也有两者兼有的，如北京巴威公司。为了提高设备的生产能力，目前我国膜式壁气体保护焊机的焊枪数最多达20头，国外最大达44头；膜式壁埋弧焊机的焊枪数为12头。其结构形式包括管屏移动、焊枪不动的机床式焊机；焊枪移动、管屏不动的用于拼排的龙门式焊机以及简易的拼焊小车等形式。目前，我国膜式壁生产能力已基本上满足需求，但与国外相比，在自动化管理方面还存在一定的差距，基本上依靠人工操作，占用较多的人力，劳动条件较差。应从自动化监控、物流等方面进一步开发，进一步提升膜式壁生产的自动化程度。
2.焊接自动化技术的应用
焊接自动化技术是建立在计算机技术和焊接技术基础之上的一种新型焊接方式，把相关的焊接工艺和参数的程序输入到计算机系统上，从而实现自动化焊接，通过应用高科技的焊接技术，既能提高锅炉压力容器焊接的质量，而且还能减少劳动力，提高焊接的效率。目前在我国焊接自动化技术中使用最多的自动化技术就是开环控制自动化系统，通过焊接自动化，使得焊接的操作工序实现自动化操作。如果在焊接过程中遇到比较困难的焊接环境，通过闭环自动控制系统就能降低焊接的难度，保证焊接质量，通过借助高科技装置、多功能焊机以及相配套的软件程序，实现锅炉压力容器的自动化焊接。目前我国焊接自动化技术的发展已经能够实现零件成型、坡口制备、定位夹紧、焊后清理等操作程序的自动化操作。我国经常使用的焊接自动化有等离子焊接技术、埋弧焊自动化、微型计算机控制焊接自动化以及机器人自动焊接，其中电阻点焊自动化、焊条电弧焊自动化没有广泛地应用在工业生产自动化中，而微型计算机控制焊接自动化以及机器人自动焊接由于焊接的成本比较高，一般应用在航空航天、深海探测等设备制造过程中。
3.焊接控制技术
近年来焊接自动控制技术在压力容器行业得到了很大的发展。焊缝跟踪是焊接自动化控制系统的一个重要组成部分，对实现压力容器生产过程的焊接自动化意义深远。目前应用的焊缝跟踪系统主要包括接触式和非接触式两种类型。接触靠模式跟踪系统通过横向跟踪、纵向跟踪和微调系统保持导电嘴和焊缝之间距离不变，实现环缝焊接自动化，但有时会因坡口及焊缝的加工装配不均匀而影响传感器的测量精度。非接触式跟踪系统与其它学科联系紧密，目前国内外学者对此进行了不同程度的研究。非接触式超声波跟踪传感器[8]用到埋弧焊机上进行对焊缝坡口检测的焊缝跟踪，能满足压力容器制造的需要，在低成本焊接自动化具有较好的应用前景。基于CCD视觉焊缝跟踪系统可以用于埋弧焊、等离子弧焊等多种焊接方法和设备中，但鉴于焊接过程的应用环境恶劣，传感器要受到弧光、高温、烟尘等的干扰，使传感器的精度、抗干扰性能和灵敏度受到不同程度影响。虽然迄今为止已研究出多种自动跟踪方法，但大多数还处于试验阶段。随着计算机信息技术的发展和新型传感方式的研究，焊缝跟踪技术将会在压力容器行业得到广泛应用，进一步提高压力容器焊接过程的自动化和智能化程度。
4.自动化焊接方法
埋弧自动焊是目前压力容器焊接的主要工艺方法，应用于封头拼板焊缝、筒节纵环焊缝等，使焊接过程的自动化和机械化成为现实。但目前国内埋弧自动焊的控制系统大多仍采用简单的模拟电路，整体性能有待进一步提高。堆焊技术主要用于厚壁压力容器的焊接，其中带极埋弧堆焊由于母材熔深浅且较均匀，对工件表面质量要求低，成为国内外压力容器内壁堆焊的主要方法。最近研制出的高速带极堆焊法，与带极埋弧堆焊相比，堆焊层边界晶粒细小，杂质含量低，是一种经济性较好的堆焊方法[5]。窄间隙焊接技术对于厚壁压力容器可进行全位置焊接，易于实现焊接过程的自动化。目前，该技术实现了焊前预置参数、自动稳定焊接电压、电流和速度，并且具有高度和横向自动跟踪系统，实现焊缝的自动焊接[6-7]。气体保护焊具有电弧热量集中，熔池小，结晶快及焊接过程无熔渣等优点，主要用于全位置和薄板焊接，有利于实现焊接过程的机械化和自动化。CO2焊是一种高效率焊接方法，我国石油天然气第七建设公司从美国引进了球罐药芯焊丝全位置自动焊接技术，焊接熔敷效率高、速度快，改善了焊接条件。TIG焊接技术主要用于对焊缝密封性能和力学性能要求高的压力容器，能对熔深体积和形状进行精确的控制，可较好实现压力容器的全位置焊接。激光自动焊接技术由于具有极高的能量密度，其HAZ区极小的特点，能焊接几乎所有的金属，可以进行全位置焊接，已向厚壁压力容器焊接发展，但由于价格昂贵且设备笨重，在压力容器的应用前景有待观察。
结语
综上所述，随着我国社会经济的发展，我国工业生产快速发展，对锅炉压力容器质量的要求越来越高，所以把焊接自动化技术应用到锅炉压力容器的生产过程中，大幅度提升了锅炉压力容器的质量。但是和欧美等发达国家相比，我国在锅炉压力容器的焊接自动化化程度还明显不足，需要通过各大企业之间相互合作才能提高焊接自动化程度，从而实现我国锅炉压力容器实验健康快速的发展。
参考文献：
[1]曹浩远．焊接自动化技术在锅炉压力容器制造中的应用[J]．河南科技，2013，（12）．
[2]柏晶晶．锅炉压力容器制造中焊接自动化技术的应用浅议[J]．化工管理，2015，（9）．
[3]杜涛．浅谈锅炉压力容器焊接技术[J]．企业技术开发，2015，（8）．