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摘要 ：本文重点研究了锅炉压力容器焊接自动控制技 术，并分析了目前该技术在锅炉压力容器焊接过程中的具 体应用情况。在当前快速发展的社会背景下，工业领域取 得了显著成就。锅炉和压力容器生产制造作为基础工业， 是衡量国家现代化工业水平的重要标准。在科学技术的支 持下，国内自动化技术被广泛应用于锅炉压力容器的焊接 过程。本文重点研究了锅炉压力容器焊接自动化技术的应 用内容， 并对其应用情况进行了详细分析。
关键词 ：锅炉压力容器,自动化技术,焊接
在国内信息时代的大背景下，我国的工业科技迅速发 展，制造业的焊接水平也显著提升。一些大型制造企业的 焊接水平已达到国际标准。随着各行业工艺要求的不断 提高，对设备材料性能和焊接工艺提出了更高要求，因此 自动焊接技术得以广泛应用。自动焊接技术具有生产效率 高、焊接接头质量高、人工劳动强度低等优点，被广泛应 用于压力容器制造业的窄间隙埋弧焊、小孔堆焊和锅炉制 造业的膜式壁焊机生产线。
1 锅炉压力容器及自动化焊接技术
近年来，随着计算机科技的发展，自动化技术已影响 到国内锅炉压力容器制造业，并改变了传统的生产方式。 焊接自动化技术是基于计算机和软件技术形成的一种新 技术，可以提高焊接工作的质量和效率。采用标准化方式 进行焊接， 可有效保证焊接质量。
采用自动化焊接技术可以更好地完成锅炉的生产制造 任务，减轻工作人员的日常工作压力，提高生产效能。自 动化焊接技术对外界环境的要求较低，能够实现无需人工 干预的焊接作业。因此，自动化焊接技术相比传统人工操 作方法具有明显优势。目前国内采用的压力容器自动焊接 技术主要为开环控制自动控制系统，该系统能实现自动化 焊接， 在自动化操作环境下无需人工干预。在特殊情况下， 也可采用闭环自动控制系统降低焊接难度，提高焊接质 量。在焊接作业开始前，技术人员根据不同的焊接对象设 置参数，然后系统根据软件自动编程对参数进行分析，并将其引入计算机程序，以确定生产焊接时所需的轨迹和焊 接工序。在实际操作中， 按照预先计算好的程序进行操作， 从而提高生产效能，并使焊接效果达到既定标准，实现标 准化生产焊接的目的。自动化焊接通过利用计算机技术预 先设定多样的焊接参数，实现焊接工序的自动化，其主要 目的是提高焊接质量，减轻工人的工作强度，并改善工作 环境。
常见的焊接自动系统包括熔化极气体保护焊自动系 统、埋弧焊自动系统和微型计算机焊接系统。锅炉压力容 器作为特种设备，在工业生产中得到广泛应用。锅炉通过 燃料加热水并生成蒸汽， 以提供热能。在工业生产领域中， 锅炉压力容器在运行时承受着较高的内部压力，因此需要 使用承压能力更强的压力容器。这两种设备对焊接工艺的 要求较高，需要提高焊接的密闭性和牢固程度。此外，焊 接工艺还会影响锅炉的使用，高质量的焊接可以提高压力 容器的稳定性和安全性。
1.1 锅炉压力容器
在制造锅炉设备时，内部有压力装置的锅炉被视为企 业生产经营中的特殊设备。在制造过程中，需要借助先进 的工艺技术，因为锅炉在运行时需要承受更大的压力。一 般情况下，锅炉压力容器对焊接技术有较高的要求，这主 要是由于焊接水平对生产质量具有重要影响。如果焊接水 平不达标，会导致生产出来的产品质量不达标，从而给企 业带来经济损失。根据专家研究，每年由于焊接质量引发 的锅炉压力容器事故占比最高。因此， 在生产制造设备时， 工业企业重视压力装置和自动化技术的应用。
1.2 锅炉压力容器焊接自动化技术
现代企业将自动化技术应用到锅炉压力容器领域，通 过对该技术进行深入分析，可以明确焊接技术的方式。在 焊接过程中，将自动化技术与计算机技术紧密结合，了解 到锅炉压力容器焊接过程中涉及的流程和数据，并将焊接 工序程序和技术参数输入计算机系统平台，由计算机操作 机械设备进行自动化焊接。目前国内常用的锅炉压力容器 焊接自动化技术包括自动控制系统、等离子焊接技术和机器人自动焊接技术。在应用过程中，焊接自动化系统可运 行自动化操作。由于机器人自动焊接技术成本较高，并且 对自动化精度要求较高，主要应用于航空航天等精细化生 产制造领域。锅炉压力容器焊接技术是关键技术，是保障 锅炉压力容器质量的重要手段，对锅炉的安全使用具有重 要意义。随着国内社会经济水平的提高和科学技术的进 步，锅炉压力容器制造工艺不断提升，焊接技术逐步由人 工焊接向自动化发展，自动控制、调节和检测设备的应用 可以有效提高锅炉压力容器设备的质量水平和焊接效率， 减少人力资源投入和由人为因素引起的生产质量问题。压 力容器焊接已经应用于生产线和生产制造过程，显著提高 了锅炉产品的质量水平。
2 锅炉压力容器焊接自动化技术的应用研究
2.1 自动化技术在膜式壁焊机中的应用
焊接是锅炉压力容器生产制造过程中最基础的工业生 产力。近年来，膜式壁焊机技术不断创新，其中焊接工艺 采用 CO2 和Ar 混合气体保护焊。采用混合气体保护焊的 膜式壁生产工艺方法可以实现产品焊接线能量小、焊接变 形较小，并且矫正工作量相对较小。此外，上下同时焊接 管屏无需翻身，为生产带来诸多方便。膜式壁焊机结构采 用工件通过方式，因此焊接不受工件长度的影响。工件的 节距由焊机上槽轮间的距离控制，对不同管径有不同的槽 轮。同时，槽轮上下采用了导轨导向的结构形式，具有良 好的精度和刚度，以充分保证工件节距的精确性，并且使 用寿命长，性能可靠。根据部分锅炉制造厂的反馈，膜式 壁焊机生产线生产出的膜式壁管屏质量均符合标准要求， 整体设备已达到国内领先水平。
2.2 自动化技术在马鞍型自动焊接中的应用
马鞍型自动焊接采用先进的模块化设计，可根据用户 实际需求选择电源，并采用PLC 控制系统和工业控制模 块，具有强大的抗干扰性。该系统可存储多达48组焊接规 范，每组规范可分成 1 段至 8 段，实现精细化焊接工艺控 制。工业级液晶触摸屏人机界面使操作简单，无需专业基 础或特殊语言。通过控制系统的液晶触摸屏和控制面板， 方便实现人机对话，设置和调节各工艺参数，优选最佳工 艺规程，并可以输入引弧和收弧的规范参数，保证焊接接 头质量， 还可以长期储存编制好的工艺规范， 随时调用。
在焊接大壁厚压力容器的纵焊缝、环焊缝以及大口径 骑坐式接管时，由于多层多道焊，常规手工焊难以保证焊 接质量。然而， 将自动化技术应用于压力容器焊接过程中，通过微机控制焊接速度、焊接电流、焊接电压和送丝速度， 焊枪的角度也可按预先编制的轨迹运行，腰部旋转机构旋 转一周即可完成相贯线的焊接。该马鞍型焊接自动化技术 采用数控技术，构建数字化信息模型，并将焊接所需参数 输入计算机设备，从而能够计算出运转轨迹，提升对接精 确度。在压力容器内部焊接时，将自动化技术应用于支管 接长焊接，以提高容器焊接质量，并确保焊接接头质量科 学可靠。
2.3 小孔堆焊接技术
小孔堆焊接技术是指在堆焊过程中，通过接通弧焊电 源并按下焊接按钮，引起弧光后将焊丝送入接管内部，并 借助回转卡床使接管旋转。堆焊位置为平焊位置，在回转 的卡床的带动下，接管会随着床身的纵向移动，实现对接 管的堆焊。而堆焊焊枪在堆焊机头的带动下，进行往复摆 动式的焊接。这种堆焊方式可以与旋转堆焊相配合，实现 螺旋状的焊接。在堆焊过程中，焊接电流、电弧电压和焊 接速度是主要关注的运行参数。小孔堆焊设备具有较高的 自动化程度，提高了堆焊速度，并使堆焊表面形貌美观， 降低堆焊稀释率，从而保证了堆焊层的质量。采用小孔堆 焊技术可以解决直径较小接管内壁焊接时遇到的难题。经 过焊接工艺评定表明，小孔堆焊方法可以保证焊缝质量， 过渡层的化学成分和力学性能等数据均符合标准要求。
2.4 窄间隙埋弧焊技术
窄间隙埋弧焊是一种高端厚板焊接技术。与普通的埋 弧焊相比， 窄间隙埋弧焊具有无可比拟的技术优势。首先， 窄间隙埋弧焊使用较窄的坡口，并且填充的焊缝金属较 少， 可以节省更多的焊接材料， 压缩焊接工序。其次， 窄间 隙焊缝热量输送量较低，提高了焊接热力性能，尤其是塑 性和韧性。在较窄的坡口上，可以实现无缺陷焊接。然而， 操作难度较大，除了需要精确制备工件之外，还需要从核 心方法、设备和工艺措施等多个方面着手解决这些难题。 窄间隙埋弧焊技术在电弧稳定性、气体保护有效性和电荷 磁场敏感性等方面可能会遇到一些问题。此外，由于间隙 较窄，返修工作会更加困难。与普通埋弧焊相比，窄间隙 埋弧焊稳定性更高，对焊机要求也较高。窄间隙埋弧焊时 间较短， 能够降低焊接变形和焊接线能量， 减少开裂倾向， 从而实现更高效率和更高质量的焊接。在使用窄间隙埋弧 焊时，操作人员可以选择“I”型和“U”型坡口，其中“U” 型坡口间隙为 18mm ～ 30mm，并且需要采用“U”型或双 “U”型坡口来节省更多金属材料。由于所需加工的金属量 较少，窄间隙埋弧焊可以提高焊接效率约40%，焊接总效率提高约45%， 从而大幅度提升焊接的质量和效率。
2.5 自动焊接设备的具体应用
随着当前国内智能科学技术快速发展，焊接自动化技 术已逐步向机器人方向发展。特别是机器人所代表的新型 程序控制柔性安全系统，其高效率和高质量的优势得到了 广泛关注。同时，随着价格的下降，焊接计算机智能自动 化成为发展的一个重点方向。目前，我国在锅炉制造水平 方面仍存在一定差距，这在一定程度上制约了社会经济的 发展。因此，我们需要加强对先进的锅炉生产制造技术的 研究，并采用切实有效的先进技术，与国外先进企业进行 沟通交流，大力推动锅炉压力容器焊接自动化水平的显著 提高。这将有助于实现智能自动化，并推动国内社会经济 的稳定发展。
3 锅炉压力容器焊接自动化技术的发展趋势
在当前国内自动智能技术快速发展的环境下，自动智 能化工业技术是未来的发展趋势，也是各行业需要面对的 技术发展方向。锅炉压力容器焊接自动化技术已在国际范 围内得到广泛应用， 并逐步向智能柔性化方向发展。然而， 将自动化技术应用于焊接仍需要大力研究，以最大程度提 高锅炉压力容器的生产自动化水平。引入自动化技术到锅 炉压力容器的生产作业环节上可以全面提高压力容器的 生产制造水平，并提高焊接自动化技术的水平、质量和工 作效率。此外，还能提高焊接的精准度和精细化水平，使 锅炉压力容器的焊接更加清洁。实际上，使用气体保护焊 接方法可以减少污染气体的释放，并严格控制保护气体的 使用，从而减少焊接过程中产生的废渣。这样就能够实现 高效清洁自动化焊接的基本目标。
在研究融合型的微机控制系统中，我们发现在锅炉压 力容器焊接中应用这一技术，能够实现不同系统之间的数 据信息共享和流转。随着自动化技术的不断发展，焊接工 艺正朝着高端自动化方向迈进。在焊接中，我们着重研究 锅炉压力容器焊接的智能化技术，同时努力探索软件装置 的自发性操作和远程操控技术。通过数据信息共享功能， 我们可以将焊接技术与其他制造技术紧密结合，实现压力容器的全程自动化智能操作。同时，我们也将自动化技术 与传统焊接技术相结合，引入国际先进技术并加大对自动 化技术的研究， 以解决目前焊接方法存在的问题。
长期以来，传统焊接技术经过多年实践，具有较强的 实用性，不能因为技术革新而否定传统工艺。因此，我们 要在传统技术的基础上优化改进焊接自动化技术，紧密结 合焊接操作，及时发现并处理好焊接自动化技术带来的问 题。我们重点关注自动化技术在解决功能性问题和利益不 足方面的难题，防止因技术不过关而带来压力容器制造中 的安全风险和质量隐患。
实践证明，自动焊接技术对于锅炉压力容器的生产和 使用具有积极作用。自动化焊接技术采用先进的计算机科 学技术，将焊接操作输入到计算机设备中，并根据锅炉压 力容器的生产情况，使用焊接设备进行严格的焊接操作。 这种自动化焊接方法可以确保焊接点更加精准、稳定，避 免人为操作不谨慎而导致的焊接误差。设定好的参数可以 帮助计算机和焊接设备同步完成焊接工作，大幅提高工作 效率。在工业企业的生产经营中，锅炉作为一种常见的基 础生产设备， 发挥着关键作用。
4 结语
在当前国内体制机制改革推进的背景下，先进技术在 各个领域得到广泛应用。在以锅炉压力容器为主导的工业 企业中加强自动化技术的应用，提高了焊接的专业水平。 通过使用自动控制技术，不仅可以提高锅炉的实际使用价 值，还可以提高工业技术水平。针对当前锅炉压力容器焊 接自动化技术的应用现状，本文的研究为提升压力容器的 焊接自动化水平提供了更多的参考和借鉴。在锅炉压力容 器的焊接过程中，自动焊机将涉及的专业理论和技术输入 其中，综合应用焊接工艺和计算机信息科技，要求焊接技 术较高。同时，焊接自动化技术的应用优势明显，促进了 锅炉压力容器的生产制造工艺取得显著发展，为国内锅炉 工业的进一步发展奠定了基础。
(作者单位 ：威海市特种设备检验研究院)
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