自動化割焊裝備在壓力容器制造中的應用

盧海雁，邱伏禮，王新海，王立仁(青島蘭石重型機械設備有限公司，山東 青島 266555)

0 引言

壓力容器是化工中常用的設備，因此其質量以及性能會對化工行業產生很大的影響。傳統制造方法已經無法滿足化工行業精準化發展的需求，必須要提升壓力容器的制造水平。自動化焊割裝備在壓力容器制造中的優勢日益顯現，今后還會得到更大的推廣。筆者結合自己的工作經驗以及專業知識就自動化焊割裝備的應用進行研究，意在提升壓力容器的制造水平。

1 傳統制造工業介紹

1.1 材料切割技術

傳統的材料切割工藝中主要應用設備的是火焰切割機，對壓力容器的筒體鋼板進行焊接，利用手工氣割技術對筒體進行開孔以及切割，數控火焰切割機在應用的過程中能夠對外圍展開保溫工作，并且做好鞍座等零件的下料工作。社會的發展催生了很多新技術，在新技術的支持下社會生產力得到進一步提升，焊割技術作為工業傳統技術之一，也需要不斷進行發展，適應更多材料。傳統焊割技術在應用中存在諸多問題，嚴重影響了焊割質量以及效率的提升。

1.2 筒體組對技術

筒體組對技術也是壓力容器制造中必要的環節，化工裝備的形狀多為焊接式圓筒，由多個筒節組成一個主筒體，常用的組對法是立式組對法，在操作工程中需要借助天車、千斤頂等輔助設備。在此環節中需要大量的人力勞動，勞動強度大，但是勞動效率并不高，人工操作中難免會存在誤差，這就會對后續的焊接施工造成影響，降低焊縫的質量。

1.3 焊接技術

焊接技術是關乎壓力容器質量的重要內容，傳統焊接中對DN1000以上的筒體外環縫修補為主，在內環縫的處理上則選擇埋弧自動焊接技術，以此實現高質量、精密焊接。盡管當前焊接設備的性能越來越高，但是功能比較單一，在面對一些細小或者復雜的構件時無法進行準確焊接，這就需要借助人工的方式對鞍座、裙座進行焊接，以提高焊接的整體質量。

2 割焊工藝改進措施

2.1 技術要求

自動化割焊設備的應用很大程度上改善了割焊效率以及質量，大大解放了人力，而且還降低了割焊工藝施工中給技術人員造成的安全風險。自動化割焊設備要想更好的發展效益就需要對割焊全過程重新進行考量，重新規劃割焊工序，促使整個流程改進的同時，提升自動化焊接設備的全面配置。技術人員要對壓力容器制造線進行規劃，促使自動化生產線高質高效運行。

2.2 達到效果

實現小工件的自動化預制，例如人孔法蘭接管環縫埋弧自動焊接，DN1200以下法蘭蓋及密封面等板狀圓形工件表面堆焊，實現筒節縱、環縫自動化焊接以及筒體相貫線自動開孔以及焊接。在條件允許的情況下可以設置監控，利用監控對焊接全過程進行監控，便于及時發現割焊施工中存在的問題，加以修正，進一步提升焊接的質量。

2.3 實施方案

自動化割焊設備發揮最大的效益還需要配備完善的輔助設備，像是在小工件埋弧焊工位上配置新的設備。在焊接電源的選擇上，應該將控制器和送絲機等裝置應用其中，借助信息技術強大的通信功能實現焊接裝備之間的信息交流，從而確保割焊各環節可以有序不穩的高效開展。切割單元中利用焊割供氣滑環以及火焰切割槍，確保供氣系統的穩定性。

2.4 自動化焊接

計算機技術的出現為各行業的發展產生了極大的發展動力，促進了行業生產、管理的升級換代。自動化焊割設備也是在計算機技術的加持下才能發揮如此大的效益，在開閉環控制系統的控制下，能夠協調各種工序，使得壓力容器制作具備較強的科學性，從而完成自動焊接工作。當前自動化技術仍然處于研發中，日后隨著制造需求的提升，自動化割焊技術還將獲得更大的發展。

3 自動化割焊裝備在壓力容器制造中的應用分析

3.1 馬鞍形焊接

壓力容器是化工中常用設備之一，其形態以及性能需要依據實際的需求做出變化，要想保證壓力容器有很高的性能，滿足化工需求，就需要多種制造技術的協助。馬蹄形焊機的應用可以滿足割焊的特殊需求，能夠以數控技術作為模型，確保設備的自身形狀不會和相關功能產生偏差，利用焊槍實現高質量的焊接，從而完成焊接結構相似等問題，大大降低焊接問題的發生。

3.2 直管接長焊機

壓力容器顧名思義在應用的過程中會承受很大的壓力，因此需要在割焊中要最大限度的保障容器能夠承受壓力。直管接長焊機的應用在確保壓力容器的性能上發揮著很大的作用，其自動化程度較高，而且在長期的應用過程中沒有發現比較嚴重的焊接問題，大大提升了焊接的整體質量。該設備還具備很高的性能，能夠優質化切割，提升坡口的完整程度。

3.3 膜式壁焊接

隨著工業的發展，割焊技術也獲得了極大的發展，焊接工藝愈加豐富，應用的焊接設備種類也不斷增加。壓力容器在化工行業中有著不可替代的作用且廣泛應用，因此更需要提升設備制造質量以及效率。膜式壁焊接設備是壓力容器制造中常用的焊接設備，應用該設備能夠發揮氣體保護焊和埋弧焊工藝，具有較高的穩定性。但是當前受到技術的限制，自動化設備與壓力容器制作的融合效果還有待提升。

3.4 氣孔與裂紋焊接

氣孔與裂紋也是焊接中不能忽視的問題，在焊接部位由于技術、溫度等因素的影響，很容易出現焊縫，還有就是坡口角口小以及電流不穩定則會出現氣泡，這些問題都會影響壓力容器的質量。因此需要在焊接的過程中注意做好坡口的處理工作，選擇合適的焊接速度，對焊接參數進行科學選擇，放慢冷卻速度，降低應力問題的發生，從而減低焊接問題的出現。

3.5 應用效果分析

自動化割焊設備的應用大大提升了焊接的質量以及效果，保障壓力容器發揮最大的應用價值。相較于傳統的人工焊接技術來說，可能在部分施工的精準度以及能動性上還有待提高，但是自動化設備的應用，使得部分經濟基礎較好的制造商形成了流水化作業模式，焊接機切割的效率大大提升，不僅增加了企業的經濟效益，降低了材料報廢率，還很好的保障了技術人員的操作安全。

4 自動化割焊相關行業的發展趨勢

4.1 石化行業

石化行業對自動化焊割設備的技能有更高的要求，石化管道等設備運輸的是化學物質，如果管道、容器等性能不高就可能會引發安全事故。因此在焊接的過程中必須要重視焊接質量，自動化設備要依據不同管道的需求，嚴格割焊參數，高質高效的完成焊接工作。自動化割焊設備也要注重自身性能的提高，滿足不同類型化工設備施工的需求。

4.2 電力行業

電力行業對割焊技術也有很大的需求，電力作為社會發展的基礎能源，對大眾的生活以及工業生產都有至關重要的影響。而且隨著發展的深入，電力發展還有很大的需求空間。發電廠設備的正常運行也需要割焊技術的支持，水電設備、火電設備以及發電裝置的工作量較大，傳統的人工焊接無法滿足大量的工作需求，因此就需要發揮自動割焊設備的作用，提升施工效益。

4.3 金屬家具

近年來家具市場發展速度快，大眾對居住環境的要求不斷提升，審美也越來越多元化，工業風、哥特式建筑的發展使得金屬家具需求增加。割焊技術在金屬家具制作中發揮著重要作用，家具制作中對割焊技術的精密度以及靈巧度提出了更高的要求，而且還需要實現批量化、流水式生產，因此需要技術人員對自動化焊接設備進行深入探究，提升設備的精細化焊接能力。

4.4 建筑鋼結構

城市化進程加快，對建筑需求量增加，這為建筑行業的發展提供了更大的契機，鋼結構技術在建筑鋼結構施工中發揮重要作用。我國關于鋼結構施工的研究以及應用起步晚，發展歷程短，但是發展速度極快，而且今后對鋼結構建筑的需求量還會進一步提升，因此自動化割焊設備必將在鋼結構市場中承擔更重要的施工任務，因此需要加強該領域的自動化割焊設備研究。

5 提升自動化割焊裝備在壓力容器制造中的應用水平的具體措施

5.1 提高技術人員專業素養

自動化割焊裝備要隨著行業的需求持續進行更新，因此需要相關的研究人員加強對新技術的研究，企業要注重行業人才的培養，技術人員的專業技術能力是確保自動化焊接設備質量提升的重要前提之一，技術人員要要積極學習先進的設備研發以及操作理論，在工作中注重設備實踐水平的提升，推動設備性能向更高的層次發展。

5.2 加強人工智能技術研發

當前市場上手工割焊工藝還大量應用，因為手工操作操作具備簡單、用時短等優勢，但是手工技術由人工操作，稍有不慎就會降低焊接質量，甚至造成焊接材料的報廢，如果質量不達標的產品得到應用還會產生安全隱患等問題。因此就需要制造商加強自動化技術的應用，還需要加強人工智能技術的開發，將其融入到割焊設備中，發揮人工智能強大的算法功能，完成更高質量的割焊施工作業。

5.3 完善焊接技術操作規范

盡管割焊設備的自動化技術提升，但是這并不意味著可以完全替代人工操作，自動化設備在應用的過程中還存在一定的缺陷，如果沒有人工控制將會大大降低工作質量。人工輔助操作的過程如果保護不到位，還會對個人安全造成影響。因此需要技術人員在作業時要具備較高的職業素養，要保證操作合乎規范，高質高效的工作。

6 結語

自動化技術在工業領域應用大大提升了工業生產的速度以及精準度，使得工業向更高的層次發展。壓力容器是工業中常用的設備，但是傳統生產中多是依靠人力，處于高消耗低產出的狀態，制作企業的經濟效益并不高，將自動化技術融入壓力容器制造中積極推動制造改革，應用智能自動化工裝設備生產線提高壓力容器的生產質量以及數量，為企業創造更大的效益。文章對自動化割焊裝備在壓力容器制造中的應用研究還存在很大的不足，日后還會繼續進行研究、分析。