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【摘 要】 本文主要围绕着锅炉压力容器的焊接展开分析，探讨了锅炉压力容器焊接自动化技术的发展情况，并分析了焊接自动化技术的应用现状，以期可以为锅炉压力容器焊接工作提供参考。
【关键词】 锅炉;压力容器;焊接;自动化技术
一、前言
锅炉压力容器的焊接工作比较复杂，如果没有高水平的焊接技术，焊接工作将会出现各种治疗问题，所以，采用焊接自动化技术极为关键，这是提高焊接效果的重要技术。
二、现代焊接技术发展的特点
焊接是一门重要的基础工艺，它的发展依托于现代科学技术的发展。焊接技术诞生至今仅有百余年的历史，但是它的发展却是十分迅速的。20世纪以来，尤其是近二三十年随着科学技术的空前发展，各种新的焊接技术层出不穷，等离子物理、电子束、红外线、真空、超声、声学、微电子等现代科学技术的新成就都在焊接上获得广泛应用。新技术的应用奠定了焊接技术发展的基础，增强了焊接技术的能力，扩大了焊接技术应用的范围。目前，已经形成了几十种各具特色的焊接方法。焊接技术已经在能源、交通、化工、机械、特种设备、电子、航空航天、石油等诸多领域得到广泛的应用。可以说，现代科学技术的新成就日益渗透到焊接领域，促进了现代焊接技术的快速发展。
三、焊接自动化分类及应用
根据对产品的适应能力，焊接自动化系统主要分为“刚性”自动化系统和“柔性”自动化系统。
“刚性”自动化系统针对大批量定型产品，特点是成本低、效率高，但是适应的产品单一。一旦产品换型，生产线就要更换。“刚性”化系统也是最先发展起来的自动化系统，为“柔性”自动化系统的发展奠定了基础。刚性自动化焊接设备一般都是专用的，通常用于中、大批量焊接产品的自动化生产。随着技术的进步和对智能化的要求，单纯的“刚性”自动化系统已不能满足生产要求。
“柔性”自动化系统主要通过编程来实现具体的操作，只需要改变相应的程序，即可以适应新产品。焊接机器人属于典型的“柔性”自动化系统，并在汽车生产线上得到了广泛的应用。早在20世纪70年代末，上海电焊机厂与上海电动工具研究所合作研制了直角坐标机械手。一汽公司也于1988年成功开发了机器人车身焊接总线。“柔性”自动化系统的应用为工业发展注入了新的活力，其灵活性和适应性响应了现代工业技术发展的要求。随着先进制造技术的发展，实现焊接生产的柔性化与智能化已经成为趋势，采用机器人焊接已经成为焊接技术自动化的主要标志。
四、生产过程中应用频率较高的焊接自动化技术
1、马鞍形焊机。锅炉设备中的接管、下降管等两圆柱体相贯的焊接接头相贯方式各不相同、规格各异，因而具有更高的焊机灵活性要求，马鞍形焊机能够使上述问题获得有效解决，因而在企业生产中的应用范围不断变广。当前，马鞍形焊机得到了众多大型锅炉生产企业的青睐和应用，使圆柱体相贯的焊接接头焊接效率和焊接质量获得了有效提高并进一步推动了企业综合经济效益的不断增长。近年来，随着压力容器以及锅炉的不断生产和发展，两圆柱体直径接近、斜交或者偏交的相贯接头不断出现，为了使马鞍形焊机满足上述情况，计算机技术被应用于改造和升级马鞍形焊机以便使数控技术成功应用于马鞍形焊机中，主要措施包括以下几个方面推动数学模型的建立并进行相关参数设定，根据实际焊接需要进行焊头运动轨迹计算，确保焊枪可按照既定轨道运动确保焊枪与主管同步运动，能够使焊接质量获得保证。通过应用数控技术，马鞍形焊机的自动化程度获得了明显提高，同时也推动了各种不同形式马鞍形焊机的生产，如能够行摆角、回转运动并能够急性相应参数建立且可对焊头运动轨迹进行灵活控制的四轴数控马鞍形焊机。
2、直管接长焊机。部分大型锅炉为了使热量获得有效输出通常会应用管线作为输出通道，焊接技术好坏会对焊接质量的高低產生非常重要的影响。越来越多的自动化技术被应用到锅炉压力容器中，为了使焊接质量获得有效提高，对锅炉压力容器中的管子预处理的效果要求不断提高，直管接长焊机得到了越来越多生产厂家的应用。管子预处理线主要包括管内清理机、管端内外磨光机、管端数控倒角机以及管子订场切断等先进装置和设备，由于自动化控制技术获得了应用，自动化生产最终得以实现。管端数控倒角机具有非常重要的作用，该设备能够通过利用轴向以及旋转进刀并根据具体要求和管子的规格进行相应切削程序的编制，从而保证各切割坡口的质量，具有标准、快速的优点。相较于传统手动作业，这一切削技术能够取得更高的重复精度、更高的坡口表明光洁度和更高的自动化程度，能够使焊接质量获得有效保证。此外，直管接长焊机能够在作业面上重复工作可以与预处理线进行融合，完成切割后，还可自动进行焊接，从而保证焊接作业过程的完整性，能够使整个过程中管子的焊接质量获得有效保证。
3、膜式壁焊机。作为膜式壁生产线的核心设备，膜式壁焊机在企业生产过程中的应用范围不断变广，最终该设备仅能通过进口满足生产需求，随着生产技术的不断发展，当前，我国同类设备的技术水平已获得了长足的发展和进步并达到了世界先进水平。埋弧焊和气体保护焊为膜式壁焊机的主要类别，上述两类焊机在锅炉压力容器的生产过程中发挥着不同的作用。埋弧焊得到了武汉锅炉厂、上海锅炉厂等国内大型锅炉厂的应用，而气体保护焊得到了东方锅炉厂以及哈尔滨锅炉厂等锅炉厂的应用。作为较为简单的焊接自动化技术，膜式壁气体保护焊机的焊枪通常为头，近年来，拥有料头焊枪的焊机也不断被生产出来，膜式壁埋弧焊拥有头焊枪。对称设备的焊接通常应用上述焊接自动化技术，由于锅炉压力容器通常呈圆形对称形，因此比较适宜应用于锅炉压力容器的生产工作过程中，能够同时进行上下对称焊接，而且四个工作位可同时工作能够使焊接工作效率获得有效提高，可取得较高的尺寸精度和最小的变形。
五、压力容器焊接自动化技术的未来发展
1、硬件。大多数焊接过程都需要一种特定静态和动态性能的电源。未来的新型电源应具备高频化、智能化和网络化的特点，供能稳定，绿色环保。研制可用于自动化焊接过程新型电源是目前焊接设备的未来发展方向之一。
激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。由于激光焊接设备价格昂贵，在压力容器方面应用很少。但激光焊接自动化程度高，功率大，应用范围广以及无污染的等优点仍然不可忽略，有待于进一步研究。
此外，对传统的焊接工艺设备进行智能改造，提高机械化和自动化水平，要加大焊接材料的研究力度，也亟需引进先进的科学技术，尽快与国际一流水平接轨。
2、软件。将人工智能技术引入到焊接设备形成了焊接设备的智能控制系统，这一领域具有代表性的焊接过程是模糊控制系统、神径网络控制系统和焊接专家系统。未来的具有智能性的模糊控制和神经网络等手段可以渗透到焊缝跟踪控制中，以增强非线性系统控制的准确性。焊接工程中专家系统的建立成为了智能化焊接设备的研究基础。以焊接机器人为核心的柔性智能焊接自动化技术在将来也会得到广泛应用，焊接专家系统的普及已是国内外公认的发展方向。
六、结束语
综上所述，锅炉压力容器焊接是当前一个较为重要的课题，因此，为了能够进一步提高锅炉压力容器的焊接效果，一定要大力发展自动化技术，提高焊接的技术水平。
参考文献：
[1]黄石生，王秀媛，高向东.埋弧焊焊缝跟踪控制系统及发展状况[J].焊接，2010，（1）：8-11.
[2]伍小龙，徐卫东.厚壁容器的双丝窄间隙埋弧焊[J].压力容器，2013，20（3）：27-31.
[3]陈邦固，金立鸿，王秀文，等.新世纪我国焊接产业的发展与展望[J].焊接技术，2012，31（5）：3-5.
[4]王斌.我国焊接自动化技术的现状与发展趋势[J].焊接技术，2011，29（6）：1-2.
【关键词】 锅炉;压力容器;焊接;自动化技术
一、前言
锅炉压力容器的焊接工作比较复杂，如果没有高水平的焊接技术，焊接工作将会出现各种治疗问题，所以，采用焊接自动化技术极为关键，这是提高焊接效果的重要技术。
二、现代焊接技术发展的特点
焊接是一门重要的基础工艺，它的发展依托于现代科学技术的发展。焊接技术诞生至今仅有百余年的历史，但是它的发展却是十分迅速的。20世纪以来，尤其是近二三十年随着科学技术的空前发展，各种新的焊接技术层出不穷，等离子物理、电子束、红外线、真空、超声、声学、微电子等现代科学技术的新成就都在焊接上获得广泛应用。新技术的应用奠定了焊接技术发展的基础，增强了焊接技术的能力，扩大了焊接技术应用的范围。目前，已经形成了几十种各具特色的焊接方法。焊接技术已经在能源、交通、化工、机械、特种设备、电子、航空航天、石油等诸多领域得到广泛的应用。可以说，现代科学技术的新成就日益渗透到焊接领域，促进了现代焊接技术的快速发展。
三、焊接自动化分类及应用
根据对产品的适应能力，焊接自动化系统主要分为“刚性”自动化系统和“柔性”自动化系统。
“刚性”自动化系统针对大批量定型产品，特点是成本低、效率高，但是适应的产品单一。一旦产品换型，生产线就要更换。“刚性”化系统也是最先发展起来的自动化系统，为“柔性”自动化系统的发展奠定了基础。刚性自动化焊接设备一般都是专用的，通常用于中、大批量焊接产品的自动化生产。随着技术的进步和对智能化的要求，单纯的“刚性”自动化系统已不能满足生产要求。
“柔性”自动化系统主要通过编程来实现具体的操作，只需要改变相应的程序，即可以适应新产品。焊接机器人属于典型的“柔性”自动化系统，并在汽车生产线上得到了广泛的应用。早在20世纪70年代末，上海电焊机厂与上海电动工具研究所合作研制了直角坐标机械手。一汽公司也于1988年成功开发了机器人车身焊接总线。“柔性”自动化系统的应用为工业发展注入了新的活力，其灵活性和适应性响应了现代工业技术发展的要求。随着先进制造技术的发展，实现焊接生产的柔性化与智能化已经成为趋势，采用机器人焊接已经成为焊接技术自动化的主要标志。
四、生产过程中应用频率较高的焊接自动化技术
1、马鞍形焊机。锅炉设备中的接管、下降管等两圆柱体相贯的焊接接头相贯方式各不相同、规格各异，因而具有更高的焊机灵活性要求，马鞍形焊机能够使上述问题获得有效解决，因而在企业生产中的应用范围不断变广。当前，马鞍形焊机得到了众多大型锅炉生产企业的青睐和应用，使圆柱体相贯的焊接接头焊接效率和焊接质量获得了有效提高并进一步推动了企业综合经济效益的不断增长。近年来，随着压力容器以及锅炉的不断生产和发展，两圆柱体直径接近、斜交或者偏交的相贯接头不断出现，为了使马鞍形焊机满足上述情况，计算机技术被应用于改造和升级马鞍形焊机以便使数控技术成功应用于马鞍形焊机中，主要措施包括以下几个方面推动数学模型的建立并进行相关参数设定，根据实际焊接需要进行焊头运动轨迹计算，确保焊枪可按照既定轨道运动确保焊枪与主管同步运动，能够使焊接质量获得保证。通过应用数控技术，马鞍形焊机的自动化程度获得了明显提高，同时也推动了各种不同形式马鞍形焊机的生产，如能够行摆角、回转运动并能够急性相应参数建立且可对焊头运动轨迹进行灵活控制的四轴数控马鞍形焊机。
2、直管接长焊机。部分大型锅炉为了使热量获得有效输出通常会应用管线作为输出通道，焊接技术好坏会对焊接质量的高低產生非常重要的影响。越来越多的自动化技术被应用到锅炉压力容器中，为了使焊接质量获得有效提高，对锅炉压力容器中的管子预处理的效果要求不断提高，直管接长焊机得到了越来越多生产厂家的应用。管子预处理线主要包括管内清理机、管端内外磨光机、管端数控倒角机以及管子订场切断等先进装置和设备，由于自动化控制技术获得了应用，自动化生产最终得以实现。管端数控倒角机具有非常重要的作用，该设备能够通过利用轴向以及旋转进刀并根据具体要求和管子的规格进行相应切削程序的编制，从而保证各切割坡口的质量，具有标准、快速的优点。相较于传统手动作业，这一切削技术能够取得更高的重复精度、更高的坡口表明光洁度和更高的自动化程度，能够使焊接质量获得有效保证。此外，直管接长焊机能够在作业面上重复工作可以与预处理线进行融合，完成切割后，还可自动进行焊接，从而保证焊接作业过程的完整性，能够使整个过程中管子的焊接质量获得有效保证。
3、膜式壁焊机。作为膜式壁生产线的核心设备，膜式壁焊机在企业生产过程中的应用范围不断变广，最终该设备仅能通过进口满足生产需求，随着生产技术的不断发展，当前，我国同类设备的技术水平已获得了长足的发展和进步并达到了世界先进水平。埋弧焊和气体保护焊为膜式壁焊机的主要类别，上述两类焊机在锅炉压力容器的生产过程中发挥着不同的作用。埋弧焊得到了武汉锅炉厂、上海锅炉厂等国内大型锅炉厂的应用，而气体保护焊得到了东方锅炉厂以及哈尔滨锅炉厂等锅炉厂的应用。作为较为简单的焊接自动化技术，膜式壁气体保护焊机的焊枪通常为头，近年来，拥有料头焊枪的焊机也不断被生产出来，膜式壁埋弧焊拥有头焊枪。对称设备的焊接通常应用上述焊接自动化技术，由于锅炉压力容器通常呈圆形对称形，因此比较适宜应用于锅炉压力容器的生产工作过程中，能够同时进行上下对称焊接，而且四个工作位可同时工作能够使焊接工作效率获得有效提高，可取得较高的尺寸精度和最小的变形。
五、压力容器焊接自动化技术的未来发展
1、硬件。大多数焊接过程都需要一种特定静态和动态性能的电源。未来的新型电源应具备高频化、智能化和网络化的特点，供能稳定，绿色环保。研制可用于自动化焊接过程新型电源是目前焊接设备的未来发展方向之一。
激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。由于激光焊接设备价格昂贵，在压力容器方面应用很少。但激光焊接自动化程度高，功率大，应用范围广以及无污染的等优点仍然不可忽略，有待于进一步研究。
此外，对传统的焊接工艺设备进行智能改造，提高机械化和自动化水平，要加大焊接材料的研究力度，也亟需引进先进的科学技术，尽快与国际一流水平接轨。
2、软件。将人工智能技术引入到焊接设备形成了焊接设备的智能控制系统，这一领域具有代表性的焊接过程是模糊控制系统、神径网络控制系统和焊接专家系统。未来的具有智能性的模糊控制和神经网络等手段可以渗透到焊缝跟踪控制中，以增强非线性系统控制的准确性。焊接工程中专家系统的建立成为了智能化焊接设备的研究基础。以焊接机器人为核心的柔性智能焊接自动化技术在将来也会得到广泛应用，焊接专家系统的普及已是国内外公认的发展方向。
六、结束语
综上所述，锅炉压力容器焊接是当前一个较为重要的课题，因此，为了能够进一步提高锅炉压力容器的焊接效果，一定要大力发展自动化技术，提高焊接的技术水平。
参考文献：
[1]黄石生，王秀媛，高向东.埋弧焊焊缝跟踪控制系统及发展状况[J].焊接，2010，（1）：8-11.
[2]伍小龙，徐卫东.厚壁容器的双丝窄间隙埋弧焊[J].压力容器，2013，20（3）：27-31.
[3]陈邦固，金立鸿，王秀文，等.新世纪我国焊接产业的发展与展望[J].焊接技术，2012，31（5）：3-5.
[4]王斌.我国焊接自动化技术的现状与发展趋势[J].焊接技术，2011，29（6）：1-2.