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摘要:从现阶段我国的锅炉制造业的发展水平来看,一些以锅炉制造为主的企业,相应的制造水平已经达到了国际行业的标准。而根据现实的研究来看,企业想要在实力方面取得进步,就需要对技术进行改革创新。科学技术作为发展的第一生产力,在锅炉压力容器焊接工艺及设备方面的突破将是现阶段企业研究的第一要素。基于此,文章就锅炉压力容器焊接工艺及设备的发展现状展开论述。
关键词:锅炉压力容器;焊接工艺;焊接设备;发展现状
1锅炉压力容器焊接的焊接工艺现状
底层焊:此种焊接方法一般使用氢弧焊,对底层进行焊接,以点焊方式相配合,由上至下。以确保底层焊缝焊接均匀、降低焊缝裂纹的出现概率。但是实际的焊接工作中,可能会由于焊接工技术不熟练或者劳动强度过大导致精神不集中,使得焊缝分布不均匀,因此在底层焊结束之后,要对焊接情况进行重复检查,保证质量。
中层焊以及表面焊:在中层焊作业开始之前,要进行一些准备工作,即对需要进行焊接处进行检查,主要是观察底层焊有无问题出现,如果有,需要对既有焊缝进行重新焊接,此次的焊接头要与之前的错开1cm以上。至于对中层焊自身作业来说,主要选用直径为3.2mm的焊条为佳,因为该直径的焊条能够保证焊接厚度,使其能够达到焊条的10倍左右,以此来增强焊接效果。
至于表面焊这种焊接工艺,它对技术的水平要求较高,在焊接过程中要特别注意对起弧以及收弧位置的把握,要与中层焊弧相错开,保证表面的完整性与光滑过渡。其中对焊条的选择要根据焊缝的已焊厚度来进行。
焊后热处理:此步骤主要是为了能够消除焊接所残留下来的热量,避免在自然冷却中产生冷裂纹,这对锅炉压力容器的质量保证至关重要。以河南某锅炉压力容器制造厂为例,该制造厂采用压力容器局部焊缝热处理工艺,将两台功率为80kW的主机进行加热,各处焊缝宽度利用热量堆叠加热,再用正反6组热电偶加热,在采用600mm宽,50mm厚的耐热绝缘材料进行包裹,在40分钟内加热到300余摄氏度,3小时后升至700余摄氏度,再在2小时后降至250摄氏度左右,再进行自然冷却,通过此种先进的焊后热处理模式,即保证了其产品的高质量,又节省了单次成本达五万元以上。
无损检查:无损检查是所有工作的最后一步,是对产品整体的最后检查,其中包括表面有无损伤、焊接内部有无损伤以及焊缝有无裂纹等。为了确保此项工作的高质量完成,在测试时应当严格按照相关标准来进行,以得出的检查结果来估算设备的使用寿命,完善产品参数。
2锅炉压力容器设备现状
压力容器的整体制作过程非常复杂,在制作过程中需要应用到大量的焊接技术。在自动化焊接设备选择上,需要与现有压力容器的参数进行匹配。想要达成较好的焊接效果,就需要一段时间的磨合,工作人员应该根据不同压力容器的尺寸和实际情况来区别调整不同的程序是自动焊接设备能够更好的匹配以上压力容器的实际情况,正常的完成相应的焊接任务。技术之间的不断配合能够提升压力容器的制作质量,同时也能够提升自动化焊接技术。两者相互促进,相互影响,使自动化焊接技术和压力容器生产技术都能够得到大幅度的提升,促进两个技术的持续发展。目前埋弧焊机和气体保护焊机是进行压力容器自动化焊接过程中最常使用的两种机械设备。可以针对生产过程中一些精度要求较高的部分,实现更加安全高效的焊接作业,在焊接过程之后容器的表面不会受到影响,保证了产品的美观同时也能够使整个生产过程更加安全,最终的生产质量贴合相关标准。在进行压力容器的生产过程中,不同区域的焊接任务需要选择不同的焊机设备。因此在进行压力容器自动化焊接过程中需要不断根据焊接位置的不同来来调整自动焊接设备和相应的程序。自动化焊接技术是未来焊接行业的发展方向[3]。采用自动化技术能够更好的完成一些特殊工作环境下的焊接任务,同时自动化焊接技术也能够保证最终的焊接质量标准化大幅度,提升焊接效率,减轻工作人员的工作压力。
计算机技术通过与网络信息技术进行结合,能够实现更多的使用功能,例如通过信息技术能够帮助操作者远程了解到操作过程的具体参数,帮助其掌握焊接状态,同时利用互联网技术还能够实现远程焊接任务落实,更好的提高了容器制作过程的安全系数。
3锅炉压力容器焊接工艺及设备的发展展望
3.1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。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。
3.2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。
3.3焊接过程的自动化、智能化、数字化、信息化
(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。
结语
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。
参考文献
[1]马园.锅炉压力容器焊接质量控制系统的建立与质量控制[J].工程建设与设计,2018(16):145-146+153.
[2]崔晓威.浅谈锅炉压力容器焊接技术[J].海峡科技与产业,2017 (09):120-121.