压力容器焊接自动化技术的现状及发展探索

压力容器焊接自动化技术的现状及发展探索

发表时间：2019-03-01T14:01:24.700Z 来源：《防护工程》2018年第34期作者：赵立柱

[导读] 信息化与智能化是当今社会所发展的方向,压力焊接技术则需要紧跟时代的步伐来进行改革和创新以实现自动化的目标。

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摘要：信息化与智能化是当今社会所发展的方向,压力焊接技术则需要紧跟时代的步伐来进行改革和创新以实现自动化的目标。压力焊接技术实现完美的自动化是顺应时代潮流的发展,是成功结合科学技术的创新和举措,是对压力容器焊接技术操作效率的完善和负责,它对于焊接技术的发展和进步来说有着非常大的推进作用。在压力容器焊接技术之中,相关的自动化技术应用的层面非常广泛,有必要深入的对自动化技术的要点和关键点进行研究,以促进压力容器焊接技术的改进。文章将针对这一方面的内容展开论述,详细的分析了压力容器焊接自动化技术的现状以及重点探讨了焊接自动化技术今后发展的方向以及具体发展的几个方面的内容,旨在不断的促进压力容器焊接工作的发展,促进其自动化技术的改进。

关键词：压力容器焊接；自动化技术；现状；发展

一、自动焊接技术的定义

自动焊接技术指的是利用自动化的控制系统、焊接夹具、装卡定位系统以及优质的焊接材料，先进的设备工艺等技术进行有机结合，以便实现焊件的较高品质以及效率的生产，实现较低的成本与批量化生产，以确保产品生产的高质、高效。

二、压力容器焊接自动化技术的现状

1、接管与筒体的自动焊接技术及工艺

对于焊接设备来说，现阶段的实际需求已经不是传统的马鞍形状埋弧焊接设备运动轨道能够达到的了，而且传统的焊接设备也不适合且不适用于厚度较大、存在窄空隙坡口的焊接工作中。当面对这种情况的时候，作为近几年才被开发出来的接管马鞍形埋弧焊接设备就不得不派上用场了，这种设备它本身就具备高度的自动化，其所运用的操作方式也是极其的快捷灵敏，适应能力也是极强。

自动化马鞍形埋弧焊接设备其本身自动化的实现原理主要是使用接管所具有的内径来表示，选用四连杆夹紧的方法，来到达自动定心的意图；该设备的焊枪在运转轨道主要是以焊接对象的筒体和接管直径来作为主要的焊接参数，经过焊接参数，可以使得焊接的数学模型在这一时期彻底自动化的生成；使用人机交互的界面，可以促使焊接的各项参数被直接进行操控，来达到多道接连进行焊接的意图。并且它焊接的焊道是可以在这过程中来进行自动的排列的，具有断点回忆和自动复位的功能，这对于马鞍形空间曲线焊缝的焊接相当的重要；超薄大功率焊枪合适大厚度、窄空隙坡口，关于窄空隙坡口选用一层两道的方法进行自动埋弧焊。

2、现阶段压力容器焊接自动化技术

2.1焊接方案

针对于不同原料和厚度的压力容器来说，它所需求的焊接方案是不一样的，而常用的方案主要有气体保护焊、埋弧焊、堆焊和窄间隙焊。气体保护焊电弧在维护气流的压缩下能会集热量，焊接速度较快，熔池较小，热影响区窄，焊件焊后变形小，操作方便且有利于焊接阶段的机械化和自动化；埋弧焊的特点是：焊接质量稳定、焊接施工率高、无弧光及烟尘少等，这些特点也使其变成压力容器、管段制作、箱型梁柱等重要钢构造制作中的主要焊接方案；而堆焊技能在极大程度上发挥了对焊层的作用，它属于是一种优质且高效，并且还低稀释率的堆焊技能；窄间隙焊接技能已变成现代工业施工中厚板构造焊接的首选技能，其巨大的技能和经济优势表示了它是往后厚板焊接技能完善的主要方向之一。

2.2焊接自动化智能操控技术

焊接智能化操控在世界范围内不断完善，变成了现代焊接自动化的主要象征之一。已出现的一些现代高精度的自动操控体系，如最优操控体系、自适应操控体系等，在工业施工中得到了相应程度的运用。其间焊缝盯梢是焊接自动化操控体系的一个重要组成部分，对完成压力容器施工阶段的焊接自动化含义深远。

三、压力容器焊接自动化技术的发展

1、焊材品种的更新

由于钢铁冶炼和轧制工艺的发展，也促使在经后的一段时间里建筑结构钢、压力容器钢、桥梁钢、低温钢等一些低合金高强钢，都会慢慢朝着“低碳化、微合金化和细晶化”的方向发展，而钢材实物水平也将达到国外的领先水平。目前已经有单位和设计院提出，焊缝金属中的杂质含量应接近钢材实物水平，其冲击韧度也要与钢材实物的水平相当，不能单纯按照国家标准选购焊接材料。预计未来中国焊接材料产品的发展战略逐步转移，由自动化程度较高的高效优质产品逐步替代手工型产品，并逐步向高强、高韧、低氢、环保方向发展，以满足不同品种、不同焊接结构、不同服役条件下不同焊接技术要求。

2、环保型焊接材料的推广

环保型焊接材料，顾名思义指的就是那些对于环境来说污染较小，而对于健康和安全来说危害较轻的焊接材料。换句话说，那些在焊接的过程当中产出有害物质数量很少且毒性小，对于环境又影响不大的焊接材料也就是环保型焊接材料。环保型焊接材料的开发与研制，不仅需要了解焊接材料有害物质产生机理，同时还需要知道其影响因素和规律，进而寻找新型无毒原材料替代品，最重要的是环保型焊接材料必须保持原产品的工艺性和使用性能。目前，从各类焊丝在焊接过程产生烟尘量排序（从小到大）看：烟尘量最小的是埋弧焊丝，其次是氩弧焊丝，而涂药焊丝（电焊条）随后，CO2 实芯焊丝居第四位，CO2 药芯焊丝居第五位，而烟尘量最大的就是自保护药芯焊丝。为此，针对于环保型焊丝的发展趋势有专家提出了这样的新观点：实芯焊丝在最近10年可能比药芯焊丝有更大的发展，其认为的理由是：（1）从环境和健康两个角度来说，实芯焊丝焊接的烟雾更小且污染更轻。

（2）无镀铜焊丝的推广应用，避免了镀铜焊丝生产过程对环境的污染。

（3）随着新型焊接电源和控制技术的进步（含数字化逆变电源），以及混合保护气体的广泛应用，实芯焊丝焊接飞溅大、成形较差

等工艺问题将被克服。

（4）随着我国冶金技术不断提升且生产力大大发展，实芯焊丝品种少的局面将被迅速扭转。

3、焊接设备的微机自动化控制技术

若想焊接自动化技术不断的发展，还需要大力发展焊接设备应用中的微机自动化控制技术，例如发展数控及智能的焊接电源与焊机，发展自动专用的焊机，建立柔性的焊接机器人工作站；微机自动化控制系统不仅对各项的焊接参数起到控制作用，而且还能够对焊接设备的组成部分进行自动协调、以实现自动操作，进而使焊接生产达到自动、智能与数控化。在进行焊接的生产过程中，需要按照焊件的特点进行焊接工艺的装备设计以及制造，例如，焊接中心与生产线以及机床等成套的焊接设备，多数是采用自动焊机头或者是焊接电源、焊车及送丝机构等设备进行组合的，还可以使用微机的控制系统对其进行统一协调。

4、焊接设备的智能控制化技术

智能技术应该是焊接设备的技术发展方向，例如焊接的变压器、晶闸管式弧焊与脉冲硅弧焊的整流器与逆变焊及弧焊电源等。可以将微机的控制焊接技术与电源的焊接技术相互结合起来，发展熔深控制及视觉跟踪的智能技术；焊接过程控制的系统中智能化的技术，作为焊接生产的自动化技术的核心技术，将人工智能的技术引入到焊接设备的控制系统中，根据高性能波控的焊接技术，提高焊接设备的智能化水平。

压力容器行业技术若想加快变革的进程，则需要要求地方政府及相关部门，以当地现有的经济发展情况来加大对于焊接自动化技术的创新力度，增强投资者的获利信心，并且需要出台一系列相关的扶持政策，扩大焊接自动化技术的行业联系，科学的焊接技术需要不断的引进才能逐步构建具有地方特色的焊接自动化技术应用模式，最终形成相应的技术产业园区，制定具体的发展战略。同时，切实提高技术人员的薪资待遇，不断激发技术人员的工作热情，提出相应的改革建议，才能促使压力容器焊接技术不断发展。

结语：压力容器焊接实现自动化是压力容器制造的必然需求。而与此同时，智能化技术只有不断成熟进步，才能不断促使压力容器焊接得到进一步发展，才能使焊接所得到的质量和效率都处于更高的水准。

参考文献：

[1]王辉.焊接自动化技术的现状与发展趋势[J].中国设备工程. 2018(20)

[2]谷峰.压力容器焊接自动化技术的现状与发展[J].化工管理. 2014(08)

[3]张东阁,柴成军,尹继超.压力容器焊接自动化技术与具体应用分析[J]. 中国战略新兴产业. 2017(28)