摘要：随着自动化技术不断发展，对锅炉压力容器焊接技术而言，如果能够将自动化技术融入其中，势必可以大幅度提升工作效率。锅炉设备作为工业生产环节使用的一个重要设备，其工作性能和使用安全对于整个工业生产过程都非常重要。对锅炉压力容器焊接生产而言，需要不断提高锅炉压力容器抗压能力，才能使其具有较好的倒热性能，而为了实现这一目的，就需要不断提高焊接工作质量。
关键词：锅炉压力容器；焊接；自动化技术
1锅炉压力容器以及自动化焊接技术分析
近几年，随着计算机技术软件技术不断发展，自动化技术极大影响了我国生产行业，并改变了传统生产模式。焊接自动化技术是基于计算机技术和软件技术的一种新型工业生产技术，它能够有效提高焊接效率，同时由于采用标准化管理，焊接质量也有所保障。
采用自动化焊接技术，能够较好地完成相关生产任务，同时也能够减轻工作人员工作压力，提升工作效率。自动焊接技术对环境要求较低，所以能够在不适合人工操作的环境下进行焊接任务，在环境适应力上强于传统人工操作方式。
目前，我国使用的焊接自动化技术主要为开环控制自动化系统。该系统能够实现自动化焊接全部操作工序，在一些操作环境不允许或操作对象较为特殊的情况时，也能够采用闭环自动控制系统来降低焊接难度，提高焊接质量。在焊接作业开始前，技术人员首先根据不同焊接对象和焊接内容进行参数设置;然后系统根据软件自由编程对这些参数进行识别和分析，将这些参数引进系统计算程序中，得出设备在后续生产焊接过程中的轨迹和焊接工序。在实际使用过程中，按照这些已经计算好的结果进行作业，不仅提高了生产效率，而且焊接效果能够达到统一标准，实现标准化生产，对工业生产而言有着非常重要的意义。
2锅炉压力容器焊接自动化技术的应用
2.1筒体纵缝焊接机
很多锅炉压力容器由圆形筒身和两端封头组成，筒身可以用钢板在卷板机上卷制成型，然后焊接其对接焊缝。对于直径较大的压力容器来说，每一个筒节可能不止一条焊缝。钢板卷制筒节优点是设备简单、投资费用低、材料利用率较高、生产效益好、成本低以及制造周期短，但因为有对接焊缝，所以同时还存在焊接时间长以及无损检测周期较长等缺点。
利用筒体纵缝焊接机可以大大改善焊接质量，提高焊接速度。薄壁筒节可以采用琴键式纵缝自动化焊接设备，其结构由机架、侧梁导轨、琴键式夹紧机构、支撑芯轴、行走小车、驱动机构、电动或手动十字滑架、焊枪支架及其调节机构、送丝机和系统控制组成。薄壁筒节可以先不点固，直接在琴键式纵缝焊接机上组装纵缝，然后施焊;厚壁筒节可以先点固，然后安装在琴键式纵缝焊接机上焊接。厚壁筒节也可以采用平台式焊接操作机来焊接纵缝，焊接操作机在轨道上移动，匀速完成焊接工作。
2.2筒体环缝焊接机
由于圆柱形压力容器一般由多个筒节和封头组合而成，筒节与筒节、筒节与封头之间环缝焊接质量十分重要。封头制作可以根据封头形状、大小、板厚以及强度等级在液压设备或者旋压设备上采用冷成型或者热成型方法制作而成。对于大批量而且型号单一的产品来说，可采用标准型环缝自动焊接专机，其主要由机架、侧梁导轨、焊接机头、行走小车、头尾架翻转机、电控系统和焊接电源等组成;对于小批量或者单件容器，可以采用滚轮架和焊接操作机组合来焊接环缝，焊接滚轮架主要由电动机、减速机、主动滚轮、公用轴、从动滚轮、齿轮对和联轴器等组成。焊接时，筒体置于滚轮架从动滚轮和主动滚轮上，具有自动对中功能;滚轮利用摩擦力带动筒体匀速旋转，使焊缝匀速前进;焊枪安装在焊接操作机上，利用十字调架随时对准焊缝。焊接方法采用等离子弧焊、埋弧焊或者气体保护焊。
2.3马鞍形焊接机
在锅炉及压力容器中，有大量圆柱体焊接接头，这些接头分布在锅炉下降管、接管以及集箱上部接管部分。由于设置区域尺寸参数区别较大，需要选择不同规格以及不同方式进行连接。
第一代马鞍型焊机采用的是机械式马鞍形运动机构，该机构较为成功地解决了两个圆柱体直径比大于3的正交马鞍型接头焊接问题，并得到了大范围应用，大大提升了我国相关焊机焊接质量和效率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆随着相关技术和压力容器开发，出现了更多有偏交斜交形式的接头，传统的正接式接头在使用过程中会由于环缝上下坡度较大，造成熔池不可控，最终焊接成形效果较差。
近些年，随着数控机床技术不断发展，工作人员首先根据焊接对象的具体参数，建立了一个数字模型，在数字模型中将直径斜交巨斜交角等一系列数据录入其中，使模型能够与真实焊接体保持一致;其次，利用计算机技术对模型的运动轨迹进行计算，同时通过软件操作相关设备进行运动，设备由软件控制进入既定运动轨迹，焊枪在相应空间曲线运动实现预定焊接作业;最后，通过主管与焊枪之间同步，实现了焊接部位与焊接枪之间始终保持水平位置的目标。这种方法才能为了解决两直径接近的相关接头焊接质量问题的最终方案。
在生产过程中，工作人员需要根据实际情况来选择合适的数控马鞍形焊接。目前我国常见的数控马鞍型焊机包括四轴数控马鞍形焊机和五轴数控马鞍形焊机两种。
其中四轴数控马鞍形焊机在工作过程中通过数字模型，指导软件生成相关参数，对硬件进行控制，实现马鞍形的运动，及时对焊接位置进行修正，并有辅助手动微调的功能。该型焊机一般使用在焊接坡度较少，正交斜交偏交的马鞍形焊接接头处。
而五轴数控马鞍形焊接系统，主要运用在焊接坡度较大的接头处，五轴数控马鞍形焊接系统可分为骑式和插入式接头两种形式。
2.4模式壁焊机
模式壁焊机是自动化焊接技术的重要组成部分，对焊接工作有较大影响，从操作层面来分析，可将锅炉压力容器模式壁焊机焊接工艺分为气体保护焊和埋弧焊两大类。
气体保护焊具有焊接性能好以及焊接点完整的特点;而埋弧焊在实际应用中，能够更好地控制有害气体。在面对锅炉压力容器焊接任务时，采用不同的焊接形式，在应用层面也存在一定差异。
气体保护焊作为一种较为简单的自动化设备，普通气体保护焊焊头能够达到20头，但也有部分企业根据特殊使用需求制造了44焊头焊枪，焊头数量增加能够提升焊接的效率。但是，目前我国掌握的模式壁焊机相关技术不够成熟，在实际使用过程中，仍需要进行一部分人工操作，所以在工作效率和质量控制上还有进一步升级的空间。
2.5直管接长焊机
作为一种全封闭的容器，在使用过程中会产生大量热能，而由于热能影响受热胀冷缩作用，锅炉内部压力数值会非常大。为了保证使用安全，就需要配合管线进行热量输出，减轻锅炉内部压力，避免发生严重的爆炸事故。锅炉压力容器设计通常是按照这一理念为基础来进行的，其工作内容就是尽可能地降低容器内部热量，将其能够控制在一个较为合理的范围内，使其影响压力不至于造成锅炉爆炸。
为了达到上述目的，在锅炉压力容器生产过程中，需要提前对管道口进行预留，而这一步骤将对焊接过程造成巨大的挑战。在采用传统人工焊接过程中，为了保证质量和工作人员安全，需要进行非常精细的焊接作业，但整体效率很低，而且受不同操作人员技巧和经验影响，最终焊接效果也因人而异，无法达到标准化程度。
基于以上情况考虑后，研究人员设计了直管接长焊接机，利用该机械完成相应焊接工作，表现出的工作效率和最终质量控制都是传统人工焊接所无法比拟的。为了完成相应焊接工作，需要向其配备相应的设备，包括定长切断、管道内外磨光机以及管内清洗机。在机器使用过程中，通过自动化控制技术来控制机器，保证焊接处坡口表面光洁与焊接精准。在焊接工作精准性上，目前焊接工人已经能够实现较高水准的焊接作业。只有焊接生产质量有所保证，企业才能够更好地提高生产规模，实现更大经济效益。
3结语
焊接自动化技术目前已经进入了实用阶段，但由于我国焊接自动化技术引进时间较短，所以在实际操作过程中，工作效果与其他先进国家相比，仍存在一定差距。但我国负责焊接自动化技术的技术人员，正在努力提高我国焊接自动化技术水平，相信在未来，我国与先进国家之间的差距将会完全消失。
参考文献
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[2]邹妮康.锅炉压力容器制造中焊接自动化技术的应用分析[J].区域治理，2018，(36):180.
论文作者:黄维强,侯万明,张学发
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/9/16
标签：马鞍形论文; 锅炉论文; 压力容器论文; 操作论文; 焊机论文; 技术论文; 过程中论文; 《基层建设》2019年第16期论文;