摘要：随着我国科学技术的发展，把高新技术元素高强度、抗腐蚀性、耐热材料融入到锅炉压力容器生产过程中，使得我国锅炉压力容器各方面性能有了很大程度的提高。文章通过在锅炉压力容器厂多年的工作经验以及相关文献的查找，分析了集中焊接自动化技术在锅炉压力容器中的应用。
关键词：锅炉压力容器；焊接自动化技术；抗压能力；焊接质量；导热性能
一、传统制造工艺分析
1.1材料切割工艺
在传统材料切割过程中，主要以火焰切割机的应用为主，促使刨边机在不锈钢筒体钢板之中进行下料操作，并利用手工形式完成碳钢筒体的开孔切割，并利用手工等离子切割方式将不锈钢筒体切割开来，并利用数控火焰将外围保温支撑圈以及鞍座等零件做好下料工作。为了强化施工效果，传统施工工艺还实现了筒体的有效组对，将千斤顶、多功能卡具等传统工具的作用发挥出来，最终实现人工组对。
1.2焊接工艺
传统焊接工艺主要以DN1000以上的筒体外环缝修补为主，而在内环缝处理上，主要以埋弧自动焊接方式为主，提升焊接工作的全面性。在遇到直径小或焊接工艺较为复杂的结构时，可以借助于传统焊接方式，对鞍座、裙座等部件进行焊接，尤其是在接管和法兰组焊接上，管嘴的焊接过程几乎都要采用传统焊接方式。
二、锅炉压力容器焊接自动化技术的应用
2.1膜式壁焊机
膜式壁焊机作为焊接自动化技术的重要组成部分，对锅炉压力容器焊接工作有着极大帮助。从操作过程层面分析，可以将锅炉压力容器划分为埋弧焊和气体保护焊。其中，气体保护焊具有焊接性能好、焊接完整等特点；埋弧焊在应用中所产生的有害气体更小。在锅炉压力容器焊接过程中，不同的焊接形式在应用层面上也存在的差异。气体保护焊作为一种相对简单的焊接自动化设备，普通的气体保护焊焊头达到20头，但也有部分企业制造出了44头的焊枪，大大提高了焊接效率。埋弧焊焊头通常为12头。从形态上分析，由于锅炉压力容器是一种圆形对称焊接，与膜式壁焊机的性能相符，在很大程度上能够提高焊接效率。但我国膜式壁焊机技术还不够成熟，在生产过程中，部分流水线依然采用人工焊接形式。
2.2直管接长焊机
锅炉压力容器焊接中，自动化技术的发展速度很快，焊接时，专门对管子的预处理，提出了很高的要求，整个焊接线路，均采用PLC控制，表现直管接长焊机的自动化。直管接长焊机的自动化应用时，应该注意管端数控倒角机，不论是旋转还是轴向进刀，都要符合自动化技术的要求。
直管接长焊机在锅炉压力容器焊接时，能够按照自动化的规范标准，快速控制焊机的焊接操作，表现出了高效的自动化优势。直管接长焊机在锅炉压力容器坡口的处理方面，光洁度非常高，还能自动化的控制焊接尺寸，强调焊接质量的稳定性，优化了锅炉压力容器焊接中，管子端面倒角的工艺处理。
直管接长焊机在自动化的过程中安装了PLC，直接控制直管接长焊接的操作，辅助提升了焊接自动化的水平，其可在锅炉压力容器焊接中，实行循环、重复的工作，同期进行切割与焊接，保障锅炉压力容器焊接的完整性。
2.3马鞍形焊机
随着锅炉及压力容器新产品的不断开发，出现了一些偏交、斜交以及两圆柱体直径接近的相贯接头，现有的机械式马鞍形焊机无法实现这种空间曲线运动，也解决不了由环缝上下坡度大导致的焊缝成形差、质量差问题。采取数控的方法，能够从根本上解决以上问题。建立数学模型，根据输入的参数（如两管直径、偏交距、斜交角）计算运动轨迹，使焊枪作相应的空间曲线运动。通过主管与焊枪的同步运动，使焊接部位始终处于水平位置，能够确保焊接质量，解决两直径接近的相贯接头焊接质量问题。
2.4集箱环缝TIG自动封底焊接
锅炉压力容器中集箱环缝TIG自动封底焊接中，加强对自动化技术的应用也是尤为必要的。通常情况下，集箱环缝TIG自动封底焊接的构成，包括滚轮架、浮动式动力头、数控运动机构等。将自动化技术应用到集箱环缝自动封底焊接中，其优势主要体现为几方面。第一，焊接操作程序简化。集箱环缝TIG自动封底焊接中，仅需要转动焊工件，就能够实现对锅炉压力容器的焊接，不需要转动焊枪。第二，焊接具有方便快捷性。在对集箱环缝TIG自动封底进行焊接时，通过四轴运动机构的自主转动，使焊枪可以在自动化技术的支持下，完成规则性圆弧运动，从而快速的完成焊接工作。第三，焊接质量较高。自动化技术应用到集箱环缝TIG自动封底焊接中时，通过热丝充焊，将其宽度保持在一定范围内，从根本上提升焊接的质量。
2.5窄间隙埋弧焊机
窄间隙埋弧焊机，在锅炉压力容器焊接中比较常见，传统的机械焊接方式，已经不能满足容器的需求，做自动化改进，优化锅炉压力容器的焊接操作。窄间隙埋弧焊机在锅炉压力容器焊接时的自动化应用，如：
（1）激光跟踪，锅炉压力容器焊接时的窄间隙埋弧焊机，采用激光跟踪的方法，自动化约束焊枪的位置，确保焊枪保持在准确、规范的位置，全程跟踪焊枪的位置，原有机械化焊机上，安装了大量的传感器，以便实现自动化，跟踪并监测锅炉压力容器焊接的效果；
（2）自动化控制系统，在窄间隙埋弧焊机的控制系统部分，安装PLC、伺服机构以及触摸屏，直观的监视锅炉压力容器焊接的操作过程，利用自动化控制的条件，规范锅炉压力容器的焊接过程，此类焊机工作时，分为自动、手动以及半自动的方法，满足窄间隙埋弧焊机在锅炉压力容器中的自动化操作。
2.6管道预制焊接工作站
管道预制焊接工作站在锅炉压力容器的自动化焊接当中也有应用，而就此种应用来看，其表现出了三个方面的突出特点：第一是利用了中空开启式夹紧回转的装置。第二是利用此焊接工作站快速的实现了MAG焊封底技术，由此解决了自动高效的自动封底含焊。第三是由触摸屏、交流伺服以及PLC组成的控制系统可以对焊接的参数规范以及焊接程序等进行预制，因为人机对话存在着较大的便利性，所以整个焊接工作的自动化程度比较高。
三、接控制技术
近年来焊接自动控制技术在压力容器行业得到了很大的发展。焊缝跟踪是焊接自动化控制系统的一个重要组成部分，对实现压力容器生产过程的焊接自动化意义深远。目前应用的焊缝跟踪系统主要包括接触式和非接触式两种类型。接触靠模式跟踪系统通过横向跟踪、纵向跟踪和微调系统保持导电嘴和焊缝之间距离不变，实现环缝焊接自动化，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测量精度。非接触式跟踪系统与其它学科联系紧密，目前国内外学者对此进行了不同程度的研究。非接触式超声波跟踪传感器[8]用到埋弧焊机上进行对焊缝坡口检测的焊缝跟踪，能满足压力容器制造的需要，在低成本焊接自动化具有较好的应用前景。基于CCD视觉焊缝跟踪系统可以用于埋弧焊、等离子弧焊等多种焊接方法和设备中，但鉴于焊接过程的应用环境恶劣，传感器要受到弧光、高温、烟尘等的干扰，使传感器的精度、抗干扰性能和灵敏度受到不同程度影响。虽然迄今为止已研究出多种自动跟踪方法，但大多数还处于试验阶段。
结语：
随着我国社会经济的不断发展，在工业生产过程中对锅炉压力容器的需求日益增多，如果锅炉压力容器的性能存在很大缺陷，势必会影响锅炉压力容器企业的发展，所以工业企业对锅炉压力容器性能的要求越来越高。不但要求锅炉压力容器非常好的抗压能力，而还需要其具有非常好的导热性能，这就对锅炉压力容器的焊接提出了更高的要求。
参考文献:
[1]程峰.锅炉压力容器焊接自动化技术和应用[J].电焊机，2017.
[2]宋敏霞，胡贤飞.压力容器焊接自动化技术的现状与发展[J].科技创新导报，2017.