焊接自动化技术在压力容器制造中的现状与发展

【摘要】在新型的工业城市建设中少不了各种压力容器（如反应容器、萃取容器、储存容器等）的使用，本论文从压力容器焊接的概述出发，系统阐述了压力容器焊接自动化技术的现状，并研究了焊接自动化技术在压力容器制造中的发展。

【关键词】城市建设，压力容器，焊接自动化，现状与发展

中图分类号：TU984文献标识码： A

一、前言

焊接自动化技术是提高压力容器产量、提高质量、降低成本和劳动强度、保障生产安全的前提，焊接自动化程度已成为衡量压力容器的工程施工质量重要标志之一，并且关系到整个工程的顺利进行。

二、压力容器焊接的概述

压力容器归于承压类的特种设备，如果在施工阶段中，专业技术和质量操控不过关，则会构成极大的安全隐患。在压力容器的焊接阶段中，焊接接头的质量对全部容器的质量都会有重要的影响。从某种含义上讲，一个压力容器的质量怎么，取决于很多方面，例如焊接材料的挑选，焊接技能、焊接设备的好坏以及焊接检验是不是合格等。压力容器的焊接技能，则是一个关键的阶段，需求有不断的完善和突破。影响压力容器焊接质量的缘由有很多，在进行焊接之前，应当检查一下焊接技术、工艺是不是合格，因为焊接技术、工艺的内容即是对焊接质量是否合格的可行性保障。一般说来压力容器的焊接技术、工艺所履行的鉴定标准为NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》。

三、压力容器焊接自动化技术的应用现状

1、接管与筒体的自动焊接技术及工艺

以往传统的马鞍形状埋弧焊接设备运动轨道现已无法完全的达到现阶段焊接设备的实践需要，而且也不合适应用到厚度较大、存在窄空隙坡口的焊接工作中。在这种情况下，就可以运用近几年开发的接管马鞍形埋弧焊接设备，该设备本身有着高度的自动化，所运用的操控方法极为快捷、敏捷，有着极强的适应能力。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，可以直接对焊接的各项参数进行操控，达到多道接连进行焊接的意图。而且其焊接的焊道可以在这一过程中自动排列；具有断点回忆，自动复位功能，这一点对马鞍形空间曲线焊缝的焊接非常重要；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

（一）、焊接方案

对不一样原料和不一样厚度的压力容器进行焊接需求用到不一样的焊接方案，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热量会集，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，有利于焊接阶段的机械化和自动化；埋弧焊有焊接质量稳定、焊接施工率高、无弧光及烟尘很少等长处，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；堆焊技能很大程度上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。

（二）、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。

四、焊接自动化技术在压力容器制造中的发展

1、硬件方面

（一）、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。除此之外，一些工艺设备的改进，如液压封头筒体对装设备、万向焊接转台、小直径筒体纵缝环缝自动焊装置等，在很大程度上也提高了压力容器焊接自动化程度。

（二）、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、软件方面

（一）、焊接的智能化操控

这些年焊接智能化操控技术在压力容器工作中得到了很大的完善。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。

（二）、人工智能技能及专家体系

人工智能技能在焊接阶段中具有代表性的是模糊操控体系、神经网络操控体系和焊接专家体系。I11-SooKim等将人工神经网络引进GMA焊接方案来猜测焊接区宽度，拓宽了GMA焊接的运用范畴。当前，美国、日本等国家相继在技能拟定、缺点剖析、资料挑选和设备挑选等方面完善了一系列研讨开发。美国AdaptiveTechnologies公司开发的Camtech100和Adaptitech1000可完成零件定位、焊接操作和质量检查等功能，体系能依据来自传感器的光、温度、电弧等信息，自动调整焊接途径、线能量、送丝速度和摇摆参数等，并可优化多道焊参数。日本NKK公司开发的“焊接参数操控专家体系”可给出最优焊接参数，以确保恒定的熔深及焊接高度。中国在这范畴也相继开发了不一样类型的运用软件，其间清华大学开发的“通用型弧焊技能专家体系QHWES”因其较强的适应性和再开发才能而独具特色。

五、结束语

从实践出发对当前焊接自动化技术中所遇到的问题以及措施等相关知识，进行了粗略的分析和研究。综上分析，焊接自动化技术在压力容器制造中的应用是运用科学的方法，促进技术工作的完善。

参考文献

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