典型焊接技術(shù)在承壓類特種設(shè)備制造中的應(yīng)用分析

張占奎 張 牧

（河南省鍋爐壓力容器安全檢測(cè)研究院，河南 鄭州 450000）

一、鍋爐與壓力容器的制造

承壓類特種設(shè)備包括鍋爐、壓力容器和壓力管道。其中鍋爐和壓力容器是在制造廠內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)制造，而壓力管道是在安裝現(xiàn)場(chǎng)把壓力管道元件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)安裝。鍋爐，是指利用各種燃料、電或者其他能源，將所盛裝的液體加熱到一定的參數(shù)，并對(duì)外輸出熱能的設(shè)備，其范 圍規(guī)定為容積大于或者等于30L的承壓蒸汽鍋爐；出口水壓大于或者等于0.1MPa（表壓），且額定功率大于或者等于0.1MW的承壓熱水鍋爐；有機(jī)熱載體鍋爐。鍋爐通過能源的燃燒產(chǎn)生的熱水和蒸汽可直接為工業(yè)的生產(chǎn)和人民生活提供所需要的熱能，也可通過蒸汽動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，其工業(yè)應(yīng)用非常廣泛；還可轉(zhuǎn)化成電能，它是在石油化學(xué)工業(yè)、能源工業(yè)、科研和軍工等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門都起著重要作用的基礎(chǔ)性設(shè)備。同時(shí)鍋爐壓力容器存在著巨大的隱患，在使用中易損壞且破裂，嚴(yán)重的情況還會(huì)造成人員燙傷、中毒、現(xiàn)場(chǎng)燃燒及產(chǎn)生二次爆炸的嚴(yán)重事故。因而對(duì)鍋爐壓力容器安全和牢固性的方面存在著極為嚴(yán)格的要求。在這兩種設(shè)備的完美結(jié)合中，焊接自動(dòng)化工藝技術(shù)的要求就顯得極為重要，高質(zhì)量的焊接技術(shù)能夠提高鍋爐容器的安全性和密封性。同時(shí)也保障了施工人員的人身安全問題。

二、焊接自動(dòng)化技術(shù)

焊接自動(dòng)化即是在控制焊接過程中的各種參數(shù)，實(shí)現(xiàn)焊接工序自動(dòng)化，對(duì)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過對(duì)金屬和非金屬的加熱、加壓改造鍛焊的過程可以稱為焊接。焊接自動(dòng)化主要是借用一部分自動(dòng)化裝置和自動(dòng)焊接機(jī)配套相應(yīng)的焊接工序使整個(gè)焊接過程部分或者全部自動(dòng)進(jìn)行操作。生產(chǎn)中微型計(jì)算機(jī)控制的焊接自動(dòng)化系統(tǒng)、焊接機(jī)器人等都是較為普遍和常見的焊接自動(dòng)化系統(tǒng)。

三、焊接自動(dòng)化技術(shù)在鍋爐壓力容器中較典型的應(yīng)用

上述文中已提到焊接自動(dòng)化技術(shù)對(duì)鍋爐壓力容器生產(chǎn)中的安全性和牢固程度有極為重要的意義，而鍋爐壓力容器的更新?lián)Q代直接推動(dòng)了我國(guó)工業(yè)的飛速前進(jìn)。下面著重介紹幾種在鍋爐壓力容器中焊接自動(dòng)化技術(shù)存在較為典型的幾種應(yīng)用裝備。

1 膜式壁焊機(jī)。膜式壁焊機(jī)是機(jī)械工業(yè)制造膜式水冷壁部件的核心重要設(shè)備之一，大容量高參數(shù)的電站鍋爐及環(huán)保型循環(huán)流化床鍋爐都廣泛地采用了膜式水冷壁結(jié)構(gòu)的部件，在這之前的很長(zhǎng)一段發(fā)展時(shí)間，我國(guó)大部分此類型的核心設(shè)備都是必須支付大量的購買金錢和昂貴的關(guān)稅從國(guó)外引進(jìn)和進(jìn)口的，隨著我國(guó)把焊接自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到鍋爐壓力容器的制造中，同類型但是技術(shù)和工藝更先進(jìn)的設(shè)備不僅解決了我們自身應(yīng)用的問題，同時(shí)也使其走向了國(guó)際化，在國(guó)際上也占領(lǐng)了一席之地。就目前而言，膜式壁焊機(jī)主要有兩類，一類是氣體保護(hù)焊，一類是埋弧焊接。我國(guó)的鍋爐制造廠中，哈爾濱和東方鍋爐制造廠對(duì)于氣體保護(hù)焊的應(yīng)用極有代表性；后者埋弧焊接則是武漢和上海鍋爐廠應(yīng)用較為廣泛。能兩大模式兼具莫過于位于首都北京的巴威鍋爐制造廠以及國(guó)外的膜式壁焊機(jī)，唯一遺憾的是他們的這項(xiàng)技術(shù)要優(yōu)于我國(guó)，據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示國(guó)外的膜式壁焊槍數(shù)目多達(dá)50頭之多，遠(yuǎn)超我國(guó)近20頭焊槍數(shù)目之多。上述內(nèi)容自此可以看出對(duì)比國(guó)外，我國(guó)在焊接自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的某一些方面還是不夠完善和全面，我們應(yīng)該從焊接速度、焊接電流、焊接電壓這些并稱為焊接參數(shù)三要素的基礎(chǔ)抓起，做多方面改良和研究，提高了工作效率的同時(shí)加快提升了膜式壁焊機(jī)的自動(dòng)化產(chǎn)出數(shù)量。

2 馬鞍型焊機(jī)。馬鞍型焊機(jī)顧名思義就是馬鞍形狀的焊機(jī)，鍋爐壓力容器在制造的過程中，會(huì)有大量的圓筒形狀的焊接頭，比如設(shè)備中的下降管和接管等等，由于馬鞍型焊機(jī)的所有焊接接頭在規(guī)格參數(shù)上完全不相同，在連接方式上和傳統(tǒng)的連接方式有著很大的差異性，從這兩點(diǎn)可以看出焊機(jī)對(duì)靈活性的要求非常高的。為了研究上述的一系列疑難問題，我國(guó)一部分的生產(chǎn)企業(yè)都逐漸開始自己使用這種馬鞍型焊機(jī)，在親身使用和多方研究摸索后，都解決了圓筒體焊接頭焊接困難的問題。這一問題的解決使得馬鞍型焊機(jī)在企業(yè)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)中得到了普遍的應(yīng)用，一方面在一定的程度上推廣了馬鞍型焊機(jī)，提高了焊接技術(shù)的質(zhì)量和效率，另一方面也提高了企業(yè)的的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

3 集箱短管接頭自動(dòng)埋弧焊機(jī)。用短管接頭和內(nèi)孔TIC封底的自動(dòng)埋弧焊機(jī)組合成了現(xiàn)在使用中的集箱短管接頭自動(dòng)埋弧焊機(jī)。該設(shè)備是由埋弧焊機(jī)、氣動(dòng)式平衡吊、還有可移動(dòng)小車所組成，該焊機(jī)方式的推出節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間和節(jié)約了使用成本。同時(shí)也縮短了焊接的周期。

4 直型管的接長(zhǎng)焊機(jī)。在鍋爐壓力容器系列中，一些大型的鍋爐壓力容器為了使熱量得到有效的輸出，通常會(huì)應(yīng)用相應(yīng)的管道作為輸出通道，在壓力容器的設(shè)計(jì)里也有類似的全新設(shè)計(jì)理念，上文已提到焊接技術(shù)的好壞會(huì)直接影響到焊接質(zhì)量的高低問題，為了更好的把焊接自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到鍋爐壓力容器制造過程中，更好的提升焊接產(chǎn)品的最終質(zhì)量，這就使得對(duì)管的預(yù)處理問題有了更高的要求，為此很多企業(yè)開始采用先進(jìn)的焊接技術(shù)，進(jìn)而使直管接長(zhǎng)焊機(jī)就成了很多企業(yè)和廠家的不二選擇方案。

結(jié)論

隨著近幾年通過不斷引進(jìn)焊接自動(dòng)化的新技術(shù)并且自主研發(fā)不斷加強(qiáng)，我國(guó)的焊接自動(dòng)化技術(shù)在鍋爐和壓力容器中實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，但是和國(guó)際先進(jìn)水平相比，我們的焊接自動(dòng)化水平和具體的實(shí)際操作應(yīng)用等方面還是有很多的不足和缺陷，這要求必須對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行全面的升級(jí)和改造，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率，確保產(chǎn)品的質(zhì)量。

[1]黃清榮.磁記憶檢測(cè)技術(shù)在鍋爐壓力容器焊接殘余應(yīng)力測(cè)量中的應(yīng)用分析[J].無損探傷，2003，27（02）.