王艷榮 劉漢青

摘要：本文筆者結(jié)合個(gè)人實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，在梳理了相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)鍋爐壓力容器典型受壓部件的焊接技術(shù)進(jìn)行探討，并對(duì)未來(lái)的焊接制造技術(shù)加以展望，以期為提高鍋爐壓力容器的焊接生產(chǎn)質(zhì)量，確保鍋爐壓力容器的生產(chǎn)安全，促進(jìn)鍋爐壓力容器的制造技術(shù)水平的進(jìn)步提供有益的參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：鍋爐壓力容器;焊接技術(shù);未來(lái)發(fā)展

前言：

正是因?yàn)殄仩t壓力容器本身是一種具有較大危害性的特種設(shè)備，所以對(duì)鍋爐壓力容器的焊接質(zhì)量提出了較高的要求。這不僅僅是因?yàn)閮?yōu)質(zhì)的焊接技術(shù)有利于實(shí)現(xiàn)鍋爐壓力容器的高效化制造，還有助于保證鍋爐壓力容器生產(chǎn)運(yùn)行的安全性。所以，加強(qiáng)對(duì)鍋爐壓力容器焊接工藝的研究與探討，推進(jìn)鍋爐壓力容器制造技術(shù)的進(jìn)步則具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。為此筆者即針對(duì)鍋爐壓力容器制造過(guò)程中典型受壓部件的焊接技術(shù)進(jìn)行闡述，并提出未來(lái)發(fā)展的幾點(diǎn)展望，以供參考。

1.鍋爐壓力容器典型受壓部件的焊接技術(shù)

第一，膜式水冷壁焊接。對(duì)于鍋爐爐墻而言膜式水冷壁管屏是其最為主要的受壓部件，利用的是光管加扁鋼拼排焊接工藝。而無(wú)論是從密封角度出發(fā)，還是從傳熱、變形控制的角度出發(fā)，均需使用雙面焊接，也只有如此才能夠使光管與扁鋼能夠在連續(xù)焊縫拼接的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)成品寬度的管屏。尤其是伴隨著鍋爐壓力容器向著大容量、高參數(shù)化模式的不斷發(fā)展，對(duì)膜式水冷壁的尺寸要求也越來(lái)越大，對(duì)精度的要求也越來(lái)越高。此時(shí)就需要利用高效率的自動(dòng)化成套焊接設(shè)備，以及熔化極氣體保護(hù)焊與埋弧焊這兩種焊接工藝于膜式壁的制造中。其中，熔化極氣體保護(hù)焊的應(yīng)用率高達(dá)80%以上，但因存在熔深淺、光污染、焊接煙塵大等缺點(diǎn)，也為埋弧焊的進(jìn)一步發(fā)展預(yù)留下了較為廣闊的空間?？梢哉f(shuō)伴隨著環(huán)保需求的不斷加強(qiáng)，在膜式水冷壁的應(yīng)用中埋弧焊將會(huì)逐步取替熔化極氣體保護(hù)焊，成為主要焊接方法。

第二，蛇形管焊接。所謂的蛇形管是指在一個(gè)平面內(nèi)被多次迂回的管子，在鍋爐中對(duì)流受熱面多采用蛇形管結(jié)構(gòu)，也是整個(gè)鍋爐中工作溫度、材質(zhì)級(jí)別最高的受壓元件。因此，其本身的焊接工作量相對(duì)較大。尤其是近些年來(lái)，伴隨著大型機(jī)組生產(chǎn)任務(wù)的不斷增加，管子壁厚以及焊接工作量也是成倍的往上增長(zhǎng)，在蛇形管的制造過(guò)程中厚壁管的直管接長(zhǎng)焊接直接影響到鍋爐受熱面的生產(chǎn)能力，為此也進(jìn)一步促進(jìn)了各種新型高效自動(dòng)焊接工藝的應(yīng)用。如，在鍋爐蛇形管的生產(chǎn)中TIG/MIG自動(dòng)焊接系統(tǒng)已經(jīng)成為重要的生產(chǎn)工藝。一般來(lái)講TIG冷絲焊接工藝多半被應(yīng)用對(duì)焊接質(zhì)量要去不高的中厚壁合金鋼材料之上，缺點(diǎn)在于焊接效率相對(duì)偏低。而為了能夠進(jìn)一步提高焊接生產(chǎn)效率，在中厚壁合金鋼管的焊接中又引進(jìn)了熱絲TIG焊接工藝。相較于冷絲TIG焊接工藝而言，熱絲TIG焊接工藝因?yàn)槭菍⒑附z加熱到了一定的溫度才送入焊接熔池的，所以在鎢極氬弧焊工藝上更顯靈活。并且因?yàn)闊峤zTIG焊接的電弧能量來(lái)源于融化母材形成的熔池，焊絲可以依靠本身的熱絲電源進(jìn)行加熱，所以在熱絲熔化過(guò)程中需要的能源基本上可以依靠熱絲系統(tǒng)直接供給，也就大大的提高了焊接工作的生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益。

2.對(duì)鍋爐壓力容器焊接技術(shù)的未來(lái)發(fā)展展望

面對(duì)鍋爐壓力容器制造過(guò)程中新材料、新工藝的不斷涌現(xiàn)，要想確保鍋爐壓力容器的焊接質(zhì)量，就必須要引進(jìn)更加優(yōu)質(zhì)、更加高效的焊接工藝，用以提升焊接質(zhì)量與效率。尤其是基于智能化、數(shù)字化焊接工藝的發(fā)展，未來(lái)焊接過(guò)程勢(shì)必會(huì)向著自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化、信息化方向不斷發(fā)展。特別是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)水平的發(fā)展上仍然存在一定的差距。所以要想實(shí)現(xiàn)鍋爐壓力容器焊接技術(shù)水平的穩(wěn)步提升，最大限度的實(shí)現(xiàn)鍋爐壓力容器生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化焊接，就必須要對(duì)傳統(tǒng)焊接工藝設(shè)備進(jìn)行智能化改進(jìn)，并且推動(dòng)以焊接機(jī)器人為核心的柔性智能焊接自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，普及焊接專家系統(tǒng)。同時(shí)，面對(duì)近些年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益成熟，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣與普及，以及大數(shù)據(jù)技術(shù)的興起，這些都為鍋爐壓力容器的信息智能化制造提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，所以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智能化控制等技術(shù)勢(shì)必會(huì)成為未來(lái)鍋爐壓力容器焊接自動(dòng)化技術(shù)的重要發(fā)展方向。

此外，激光-電弧復(fù)合熱源焊接技術(shù)與摩擦焊接技術(shù)也將在鍋爐壓力容器制造領(lǐng)域獲得廣泛的推廣與應(yīng)用。近些年來(lái)激光制造成本的進(jìn)一步降低，使得激光-電弧復(fù)合熱源焊接技術(shù)逐步取代填絲TIG焊接工藝，被初步應(yīng)用在鍋爐壓力容器生產(chǎn)制造行業(yè)中。這是因?yàn)榧す?電弧復(fù)合熱源焊接技術(shù)本身的焊接效率相對(duì)較高，承受熱應(yīng)力卻較小，因此不易出現(xiàn)焊接變形問(wèn)題，相對(duì)而言返工率也較低，所以一旦解決了價(jià)格過(guò)于昂貴的問(wèn)題，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也就更有利于保障鍋爐壓力容器的安全性能。而摩擦焊接技術(shù)具備焊接效率較高、成本較低、更為環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，雖然還未在鍋爐壓力容器制造中得到廣泛的應(yīng)用，但是經(jīng)過(guò)不斷的研究與實(shí)驗(yàn)，深入的了解與認(rèn)識(shí)摩擦焊接技術(shù)以后，勢(shì)必能夠充分的挖掘與發(fā)揮出摩擦焊接技術(shù)的真正潛力。

結(jié)束語(yǔ)：

處于高溫、高壓工況下的鍋爐壓力容器，一旦發(fā)生安全事故，不僅會(huì)造成環(huán)境污染，還對(duì)直接威脅到工作人員的生命安全。也正因如此，對(duì)于鍋爐壓力容器的制造早已被列入到各國(guó)重要監(jiān)管產(chǎn)品之中。而焊接技術(shù)作為鍋爐壓力容器生產(chǎn)制造過(guò)程中的核心技術(shù)所在，焊接質(zhì)量會(huì)對(duì)整個(gè)鍋爐壓力容器的制造質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。所以，在今后的工作中，更要對(duì)焊接技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的改進(jìn)與優(yōu)化，以此提升鍋爐壓力容器的焊接質(zhì)量，將更為高效優(yōu)質(zhì)的焊接工藝應(yīng)用于鍋爐壓力容器生產(chǎn)制造中，以此切實(shí)保證鍋爐壓力容器的安全性能。

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