关键词：锅炉；焊接技术；压力容器；焊接自动化；发展现状；
锅炉、压力容器作为一种特殊设备，对人、生命、财产危害极大，对焊接质量具有非常严格的要求，需要优质高效的焊接工艺及装备来保证焊接质量，提高焊接生产效率。
一、锅炉压力容器焊接技术分析
1.锅炉底层的焊接工作，对锅炉底层进行焊接主要是使用氢弧焊自上而下的进行，而且为了避免锅炉底层出现裂缝，以及确保锅炉底层焊接的均匀，最好是采取电焊的方式，并且在焊接过程中随时进行必要的检查。
2.对锅炉中层的焊接工作。在对锅炉中层进行焊接时首先要对锅炉存在的杂质进行仔细的清理，而且还要对已经焊接完成的裂缝进行仔细的检查，如果需要对已焊的裂缝进行重焊时则需要焊缝接头之间保持至少100mm的距离。此外在中层焊接焊条的直径最好控制在3.2mm左右，而且确保焊接的厚度是焊条直径厚度的8~12倍以上。
3.对锅炉表层的焊接工作。通常要依据已焊缝的厚度来选择表层焊接的焊条的直径，而且在焊接时要使起弧与收弧位置与中层焊缝之间错开接头，因为是表层焊接，所以为了保证锅炉的美观性，在焊接时还要保证焊接的完整性以及焊缝的圆滑性。
4.锅炉的热处理。通过热处理不仅能够去除焊接后预留的焊接应力，而且还要能对焊缝的形状以及尺寸进行有效的稳定，由此有效地避免裂缝的出现，所以说锅炉的热处理是锅炉焊接完成以后的一个重要工作。
5.锅炉的无损检测。无损检测是焊接的最后一道程序，通过无损检测能够更好地保障焊接的质量。通常无损检测的内容包括对焊接内部以及表面进行无损检测，而且在检测过程中还要严格依据图纸的要求以及相关规范的规定来选择合适的检测方法。
二、锅炉压力容器焊接自动化技术的表现
锅炉压力容器焊接自动化技术，主要是把计算机技术，引入到焊接操作中，构成新型、综合的焊接技术，确保焊接技术，能够在锅炉压力容器焊接时，表现出自动化的优势。自动化技术可以提高锅炉压力容器焊接的操作效率，减少人力的投入量。近几年，锅炉压力容器焊接自动化方面，基本采用了开环控制自动化的方法，确保操作上的自动化，如果锅炉压力容器焊接的难度高，环境复杂，也可以设计成闭环自动控制系统，目的是维护焊接的可靠性，配置高效的焊接装置以及软件控制，优化锅炉压力容器焊接的自动化环境，最主要的是运用自动化技术，把控锅炉压力容器焊接的质量，确保锅炉压力容器的焊接性能，避免使用中发生泄漏的事故。
三、锅炉压力容器焊接制造技术发展展望
随着锅炉、压力容器制造过程新材料的不断使用，性能的不断提升，需要更加优质高效的焊接工艺来保证焊接质量，需要自动化、智能化、数字化、信息化焊接工艺及设备来提升焊接效率。
1.激光及激光-电弧复合热源焊接技术。激光及激光-电弧复合热源焊接技术以其独特的优势在汽车、航空以及电子、精密仪器等高科技领域获得了广泛的应用。随着激光器输出激光功率的不断增大，激光及激光-电弧复合热源焊接技术正向厚壁结构件焊接领域快速发展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但过去由于激光器价格昂贵，整套焊接系统一次性投资过大，所以严重阻碍了激光及激光-电弧复合热源焊接技术在锅炉、压力容器行业的应用。近些年来，随着激光器制造成本的降低，设备初始投资也大幅度降低，激光及激光-电弧复合热源焊接技术获得快速发展和应用推广，以焊接效率高、承受的热应力较小、不易发生焊接形变、焊接质量高、返工率很低等技术优点，在锅炉、压力容器制造中具有取代填丝TIG焊接工艺的技术潜力，有助于提高锅炉、压力容器制造质量，保证其安全性能。因此，可以相信激光及激光-电弧复合热源焊接技术将随着激光器初始投资的降低而在锅炉、压力容器制造逐渐推广开来。
2.摩擦焊接技术。摩擦焊接是利用摩擦产热使材料达到塑性状态、在顶锻力的作用下实现材料连接的固相焊接方法，具有焊接接头的质量高而且稳定、焊接性广泛、焊件的尺寸精度和几何精度高、焊接效率高、成本低以及环保、无弧光、烟尘的污染等技术特点。轴向摩擦焊接特别适合轴对称结构件的焊接制造，线性摩擦焊接对于非轴对称件具有很大的技术优势。尽管为了提高省煤器蛇形管焊接接头质量，改善生产作业环境，哈尔滨焊接研究所开发了蛇形管摩擦焊接工艺来替代闪光对焊工艺，焊接接头质量、生产效率大幅度提高，生产作业环境有了良好改善。但摩擦焊接技术在锅炉、压力容器制造中还没有推广普及开来。一方面与摩擦焊接适合大批量标准件的车间焊接生产，另一方面锅炉、压力容器制造环境为近现场制造，摩擦焊接技术潜力未能充分发挥。随着人们对摩擦焊接技术特点的深入认识，对一些规格尺寸固定的结构件的大量批量生产，摩擦焊接技术将会充分发挥其技术潜力。
3.焊接过程的自动化、智能化、数字化、信息化。目前，压力容器焊接自动化技术在国际上已经获得了广泛应用，但与工业发达国家相比，总体技术水平仍存在一定差距。为了最大限度地实现压力容器生产过程的自动化焊接，提高压力容器的制造水平，对其焊接自动化技术的应用研究还有待进一步提高。（1）对传统焊接工艺设备进行智能改进，如以埋弧焊为代表的焊接方法设置参数自动调节器、熔深自动调节装置、焊缝跟踪系统以及程序自动控制系统等功能，以满足压力容器全位置焊接、智能控制的基本要求。（2）以焊接机器人为核心的柔性智能焊接自动化技术的广泛应用，焊接专家系统的普及和推广已经成为国内外焊接智能化发展的重要方向。未来的焊缝跟踪技术将具有智能性的模糊控制和神经网络等智能化技术应用到焊缝跟踪控制中，以增强非线性系统控制的准确性，为实现焊接自动化、智能化奠定基础。（3）人工神经网络、焊接专家系统、智能控制等先进智能化技术逐渐开始应用于压力容器的焊接自动化过程中，已成为压力容器焊接自动化技术发展的一个重要方向。近年来，物联网技术、互联网技术的成熟及推广应用以及大数据技术的兴起，为锅炉、压力容器的数字化、信息化制造奠定了基础。某大学针对石化反应塔筒体的数字化信息化制造做出了有益的尝试，开发出石化反应塔筒体信息化焊接制造系统，系统根据筒体上各种接管、法兰等零部件对焊缝位置的要求，通过合理合适的数学算法优化确定焊缝位置，对焊缝位置进行计算机自动排版；然后基于材料、坡口规格，根据焊接工艺专家系统，给出焊接工艺卡，完成焊接前的准备工作。焊接过程中通过视觉传感器、电弧传感器等传感检测手段，检测电弧形态、熔池形态以及焊接电流、电弧电压、焊缝层道数、焊材消耗量、耗费工时，并利用对大数据分析方法对这些数据进行多信息融合分析，一方面实现对焊接质量的监控和评估，另一方面对材料成本、人工成本等焊接成本进行估算和控制，最终实现对整台反应塔筒体制造流程的信息化管理。系统可以实现对多台焊机、乃至整个生产车间的协调控制，形成智慧车间生产模式，对生产质量实现有效监测和控制，更对生产成本和进程实现有效控制和管理，可大幅度提高生产效率和效益。
总之，我国锅炉压力容器制造技术获得了长足进步，各种优质高效焊接工艺在锅炉、压力容器制造中获得推广应用，有效提高了焊接生产效率，保证了锅炉压力容器制造质量和安全性能。物联网技术、互联网技术的成熟和推广应用以及大数据技术的兴起，为锅炉压力容器焊接制造的自动化、智能化、数字化、信息化发展提供了有力的技术支撑，将极大促进锅炉压力容器制造的技术进步。
参考文献：
[1]赵峰.锅炉压力容器焊接自动化技术和应用.2017..
[2]范小航.浅谈锅炉压力容器焊接工艺及设备的发展现状.2018.
论文作者:张 健
论文发表刊物:《科学与技术》2019年17期
论文发表时间:2020/1/15
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