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摘要：焊接质量的优劣能够直接影响到压力容器的应用寿命，所以压力容器焊接自动化技术不但能够提升焊接质量、事故的发生减少，还能够使人员运用率提高、改善劳动条件，在压力容器焊接工作中的运用有着特别关键的意义。本文对压力容器焊接自动化技术的现状与发展进行了探讨。
关键词：压力容器；焊接自动化技术；现状；发展
随着压力容器新型材料的研制和应用，其综合机械性能逐步提高，需要进一步，开发新的焊接设备和工艺方法，充分借助电子信息技术、计算机技术和自动控制技术等实现焊接过程控制系统的智能化、焊接生产系统的柔性化以及焊接生产系统的集成化，从而使压力容器的焊接自动化水平提高到一个新的层次。
1 压力容器焊接自动化技术的现状
1.1 当前压力容器焊接自动化的设备
1.1.1 逆变焊机
逆变焊机是目前国内外公认的最先进的焊机，是一种具有优良的焊接性能和电气性能的新技术和新工艺机具，可对压力容器的多位置使用不同的焊接方法进行焊接。
我国经过对逆变焊机的研究，目前已形成了三代产品，逆变频率最高在20～30kHz 之间。与传统弧焊电机比较，其主要特点如下：体积小、重量轻，节省材料，携带、移动方便；高效节能，效率可达到80%~90%，比传统焊机节电1/3 以上；动特性好，引弧容易，电弧稳定，焊缝成形美观，飞溅小；适合于与机器人结合，组成自动焊接生产系统；可一机多用，完成多种焊接和切割过程。由于逆变焊机的独特优势，发展前景十分良好。但是逆变焊机也有其的不足和需改进的地方：主要为涉及的电子元器件较多，结构复杂，产品生产过程中的调试、检测、参数设定难度较大。
1.1.2 全位置自动焊机
经过近年来的研究发展，我国自行研制出了多头埋弧自动焊机和多头MAG 自动专用焊机，国内的许多锅炉厂已经使用上了国产的专用成套焊接设备。
1.1.3 现代焊接机器人
现代焊接机器人具有效率高、质量稳定等优点，在压力容器焊接领域受到高度重视。焊接机器人采用离线CAD 仿真编程，用计算机进行控制，大多是柔性自动化工作站或焊接生产线。随着科技的进步，焊接机器人在我国逐步的广泛应用，降低了对工人操作技术的要求，提高了劳动生产率，缩短了产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资。成为了未来焊接设备的发展方向。
1.2 当前压力容器焊接自动化焊接方法
对不同材质和不同厚度的压力容器进行焊接需要用到不同的焊接方法，常用的方法主要有气体保护焊、埋弧焊、堆焊和窄间隙焊。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆气体保护焊电弧在保护气流的压缩下热量集中，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，有利于焊接过程的机械化和自动化；埋弧焊有焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法；堆焊技术有效的发挥了对焊层的作用，是一种优质、高效、低稀释率的堆焊技术；窄间隙焊接技术已成为现代工业生产中厚板结构焊接的首选技术，其巨大的技术和经济优势决定了它是今后厚板焊接技术发展的主要方向之一。
1.3 压力容器自动化焊接技术的软件部分
1.3.1 软件焊接控制
应用软件主要是针对焊接过程进行控制，通过这种控制技术能够帮助节省大量的时间，在控制过程中所能够遇到的问题也可以通过焊接部位的保护来解决。软件焊接控制是通过集成控制程序来实现功能的，在控制期间，技术人员远程操控计算机，可以达到理想的控制效果，并对现场的焊接情况有一个全面了解，这一点普通控制技术中所不能实现的，同时也关系到工作任务开展后的焊接设备配合能力。对于软件的选择以及设计，要严格按照先进技术方法来进行，观察在系统中是否存在可以优化的部分，再针对这部分优化内容采取设计完善措施，最终所得到的控制系统无论是在功能上还是运行稳定性上，都符合压力容器焊接自动化的安全标准。
1.3.2 人工智能系统
基于软件控制系统的基础上，产生了人工智能系统，通过人工智能系统，可以将压力容器各个部分的焊接先后顺序输入到控制模块中，以及埋弧焊结加热的时间，这样在进行焊接制作时，导通开关后系统可以自动运行并实现控制功能。这一系统的开发利用真正实现了焊接的流水作业，控制人员通过观察现场的设备运行图，可以对焊接进行情况有一个全面的了解，这种技术方法的运用也符合现场的使用需求，也能够节省大量的时间，在质量安全上也是执行统一标准，更有助于实现系统的使用功能。
2 焊接自动化技术在压力容器制造中的发展
2.1 自动焊接设备
在近10 年中，国内所研制的多头埋弧自动焊和多头MAG 自动专用焊机已在压力容器的生产中得到了广泛的应用，特别值得一提的是国产形式水冷壁专用自动化焊机，大大减少了工人的劳动强度，提高了焊接质量。现代焊接机器人尤其是弧焊机器人作为典型的程序控制柔性焊接系统，具有效率高、质量稳定等长处，在压力容器焊接范畴得到高度重视。柔性焊接机器人由于其报价不断降低将在中国推广应用，变成焊接设备的微机自动化控制技能的一个发展方向。
2.2 自动化焊接技术方案
埋弧自动焊是当前压力容器焊接的主要方法，运用于封头拼板焊缝、筒节纵环焊缝等，使焊接阶段的自动化和机械化变成实际。但当前国内埋弧自动焊的操控体系大多仍选用简略的模拟电路，整体功能有待进一步完善。堆焊技术主要用于厚壁压力容器的焊接，其带极埋弧堆焊因为母材熔深浅且较均匀，对工件表面质量要求低，变成国内外压力容器内壁堆焊的主要方案。近来研发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案。窄间隙焊接可以对厚壁压力容器可进行全方位焊接，易于完成焊接阶段的自动化。当前，该技术完成了焊前预置参数、自动稳定焊接电压、电流和速度，而且具有高度和横向自动盯梢体系，完成焊缝的自动化焊接。
2.3 焊接的智能化操控
焊缝盯梢是焊接智能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。当前运用的焊缝盯梢体系主要包含触摸式和非触摸式两种类型。触摸靠形式盯梢体系经过横向盯梢、纵向盯梢和微调体系坚持导电嘴和焊缝之间间隔不变，完成环缝焊接自动化，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丈量精度。非触摸式盯梢体系与其它学科联系严密，当前国内外学者对此进行了不一样程度的研讨。非触摸式超声波盯梢传感用到埋弧焊机上进行对焊缝坡口检查的焊缝盯梢，能达到压力容器制作的需求，在低成本焊接自动化具有较好的运用空间。基于 CCD 视觉焊缝盯梢体系能够用于埋弧焊、等离子弧焊等多种焊接方案和设备中，但鉴于焊接阶段的运用环境恶劣，传感器要得到弧光、高温、烟尘等的搅扰，使传感器的精度、抗搅扰功能和灵敏度得到不一样程度影响。尽管迄今为止已研讨出多种自动盯梢方案，但大多数还处于试验期间。由于计算机信息技能的完善和新式传感方法的研讨，焊缝盯梢技能将会在压力容器职业得到广泛运用，进一步完善压力容器焊接阶段的自动化和智能化程度。
综上所述，加强对压力容器焊接自动化技术的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的实践中，应该加强焊接自动化技术的重视程度，并注重其在具体实施过程中的科学性。
参考文献：
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[4] 白晓琳，王文涛. 压力容器焊接自动化技术的现状与发展分析[J]. 世界有色金属. 2016(22)
论文作者:于德水,方志坚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年2期
论文发表时间:2019/5/15
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