劉金健

山東安潤(rùn)熱工科技有限公司 山東濟(jì)南 250000

現(xiàn)階段，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)壓力容器的使用和產(chǎn)品的質(zhì)量提出了更高的要求，同時(shí)在生產(chǎn)壓力容器過(guò)程中，對(duì)其焊接技術(shù)與質(zhì)量控制的要求也越來(lái)越高，焊接技術(shù)在壓力容器生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，并且焊接技術(shù)水平的高低決定著壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量，因此，焊接技術(shù)需要進(jìn)行相應(yīng)的創(chuàng)新，如此一來(lái)能夠提高壓力容器的制造質(zhì)量。

1 壓力容器焊接概述

壓力容器是一個(gè)密閉的設(shè)備，可以分為換熱容器、分離容器、反應(yīng)容器以及存儲(chǔ)容器四種。當(dāng)前，壓力容器在機(jī)械、化工等各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛普及與應(yīng)用。焊接技術(shù)是壓力容器生產(chǎn)制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其在制造過(guò)程中主要是采用加熱、加壓或兩種方式結(jié)合，把各種類型的材質(zhì)進(jìn)行永久的融合，在運(yùn)用焊接技術(shù)過(guò)程中，需要充分的考慮各種小細(xì)節(jié)。壓力容器的使用性能與質(zhì)量還會(huì)受到焊接技術(shù)水平的影響，同時(shí)其還決定著壓力容器的生產(chǎn)效率與投入成本。因此，只有確保焊接的質(zhì)量才可以使壓力容器在使用過(guò)程中的安全性與可靠性得到有效保障，避免出現(xiàn)各種安全事故，在一定程度上使工作人員的人身安全得到有效保證[1]。

2 壓力容器焊接新技術(shù)的探索

2.1 窄間隙埋弧焊接技術(shù)

在壓力容器的實(shí)際焊接過(guò)程中，保證對(duì)厚壁壓力容器的焊接穩(wěn)定性是現(xiàn)代化壓力容器的基本要求，而傳統(tǒng)的焊接技術(shù)往往較難對(duì)厚器壁容器產(chǎn)生良好的焊接效果，一旦出現(xiàn)焊接事故，厚壁壓力容器的間隙問(wèn)題使得焊縫的修復(fù)變得異常困難，嚴(yán)重浪費(fèi)了企業(yè)的生產(chǎn)資源，使得焊接工作的進(jìn)程受到嚴(yán)重影響。同時(shí)，不充分的厚壁焊接會(huì)導(dǎo)致壓力容器后期出現(xiàn)焊接缺陷的概率大大增加，影響壓力容器的穩(wěn)定性，使壓力容器產(chǎn)生破損與泄露的風(fēng)險(xiǎn)。因此，研究人員需要利用更加合理高效的焊接技術(shù)，改善厚器壁壓力容器的焊接質(zhì)量，提高壓力容器的現(xiàn)代化發(fā)展水平。作為一種新型的焊接技術(shù)，窄間隙埋弧焊接技術(shù)充分規(guī)避了傳統(tǒng)技術(shù)的工作缺點(diǎn)，結(jié)合焊縫跟蹤技術(shù)基本確立了較為完備的焊道同坡口內(nèi)壁合理銜接水平，并在寬度處理方面實(shí)現(xiàn)了較為新穎的技術(shù)突破，使得焊接的工作效率與能源折損大幅降低。隨著窄間隙埋弧焊接技術(shù)的不斷探索，研究人員發(fā)現(xiàn)該技術(shù)能夠呈現(xiàn)較為顯著的窄焊接坡口與較少焊縫金屬填充度優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)焊接技術(shù)的創(chuàng)新性與前沿性，使焊接人員能夠花費(fèi)更少的焊接時(shí)間與更低的有效熱輸入總量，充分利用了該技術(shù)的性能特點(diǎn)[2]。

2.2 接管自動(dòng)焊接技術(shù)

在傳統(tǒng)的焊接過(guò)程中，馬鞍形狀埋弧焊接設(shè)備是壓力容器生產(chǎn)企業(yè)普遍采用的焊接技術(shù)，而隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，企業(yè)對(duì)壓力容器的數(shù)量與個(gè)體體積的要求不斷增加，該技術(shù)逐漸較難適應(yīng)體積較大、器壁較厚的大型壓力容器的焊接過(guò)程，大大降低了焊接強(qiáng)度與可靠性。因此，技術(shù)人員需要利用自動(dòng)化的高技術(shù)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)代化的高效焊接過(guò)程，使用自動(dòng)化設(shè)備精確計(jì)算焊接所需要的具體技術(shù)參數(shù)，并利用標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)學(xué)模型提高焊接的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)壓力容器焊接質(zhì)量的不斷優(yōu)化。

（1）接管與封頭的自動(dòng)焊接。在壓力容器的焊接過(guò)程中，接管與封頭能夠通過(guò)相關(guān)自動(dòng)化的設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接。在該技術(shù)的使用過(guò)程中，自動(dòng)化的設(shè)備首先能夠自動(dòng)鎖定容器中心，利用焊槍的自動(dòng)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)中心的高精度定位動(dòng)作，研究人員進(jìn)而記錄焊縫高度方向的變化，利用封頭接管埋弧設(shè)備完成自動(dòng)焊接。該焊接技術(shù)具有精確的自動(dòng)定位功能，其使用過(guò)程中能夠大大降低由于人為定位所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)誤差，提高焊接工作的實(shí)際效率[3]。

（2）接口與筒體的自動(dòng)焊接。接口與筒體的自動(dòng)焊接主要應(yīng)用于筒體的焊接過(guò)程，其能夠根據(jù)接口內(nèi)徑的主要參數(shù)對(duì)筒體的內(nèi)徑進(jìn)行自動(dòng)定心，并利用數(shù)學(xué)計(jì)算模型生成焊槍的精確移動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)焊接的精確引導(dǎo)。在這個(gè)過(guò)程中，焊接人員只需要進(jìn)行相關(guān)技術(shù)參數(shù)的部分設(shè)置與規(guī)劃，即可利用自動(dòng)化設(shè)備的連續(xù)自動(dòng)焊接能力完成剩余的焊接步驟。

2.3 彎管內(nèi)壁堆焊工藝

壓力容器的內(nèi)壁焊接是確保容器能夠在長(zhǎng)時(shí)間使用下保持內(nèi)壁完整性與穩(wěn)定性的重要技術(shù)之一。焊接人員需要通過(guò)接管內(nèi)壁堆焊的方式，使用不銹鋼的鍍層對(duì)內(nèi)部進(jìn)行貼合，實(shí)現(xiàn)內(nèi)壁的防銹隔熱效果。直管焊接與彎管焊接是在壓力容器的焊接過(guò)程中的兩種主要焊接類型。相比于焊接工藝簡(jiǎn)單的直管焊接，彎管的焊接過(guò)程更為復(fù)雜，而傳統(tǒng)的焊接技術(shù)對(duì)壓力容器彎管內(nèi)壁的焊接效果并不理想，其內(nèi)壁的彎管弧度導(dǎo)致傳統(tǒng)焊接過(guò)程較為拖沓，焊接人員需要在彎管切割后進(jìn)行焊接，其過(guò)程常常會(huì)消耗大量的人力資源。因此，彎管內(nèi)壁堆焊技術(shù)的使用是極有必要的?，F(xiàn)階段的彎管內(nèi)壁堆焊技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多種角度的焊接技術(shù)，包括較高角度的深度彎管焊接。通過(guò)對(duì)壓力容器的彎管內(nèi)壁的曲率半徑和內(nèi)徑等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，焊接人員能夠利用彎管內(nèi)壁堆焊技術(shù)構(gòu)建相關(guān)的數(shù)學(xué)模型并設(shè)置相關(guān)技術(shù)參數(shù)，最終使用自動(dòng)焊接儀器完成內(nèi)壁的勻速環(huán)繞自動(dòng)堆焊[4]。

2.4 激光復(fù)合焊接

隨著現(xiàn)代化工業(yè)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的鎢極填絲氬弧焊逐漸表現(xiàn)出了許多缺點(diǎn)，由于該焊接技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)高純度氬氣的保護(hù)氣體環(huán)境，導(dǎo)致該技術(shù)在實(shí)際焊接過(guò)程中效率較低，容易出現(xiàn)焊接功率的波動(dòng)現(xiàn)象。因此，基于鎢極填絲氬弧焊的新型激光復(fù)合焊被人們所研發(fā)，該技術(shù)能夠利用離子體引導(dǎo)電弧提高保護(hù)氣體的純度，實(shí)現(xiàn)電弧設(shè)備的穩(wěn)定功率的燃燒供給，確保壓力容器焊接的高效性，符合現(xiàn)代化的壓力容器焊接標(biāo)準(zhǔn)[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，壓力容器是工業(yè)生產(chǎn)與科研領(lǐng)域的必要設(shè)備，其容器生產(chǎn)技術(shù)的革新能夠大大推動(dòng)企業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)效率與產(chǎn)品儲(chǔ)備規(guī)模的進(jìn)步，促進(jìn)企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。