论文部分内容阅读
摘要：当下，压力容器已广泛应用于航天航空、交通运输和石油化工等领域，其产品质量合格与否，是否能安全可靠地使用直接关系到我国的工业发展。因此提升压力容器的焊接技术对压力容器乃至各行各业都有着十分重大的意义。本文从硬件设施和焊接技术两个方面分析了压力容器焊接自动化技术的现状，接着展望了焊接自动化技术未来在硬件和软件领域的变革和发展路径，旨在本文所探讨的内容能对相关技术人员起到借鉴作用。
关键词：压力容器;焊接自动化;现状;发展
引言：现阶段，压力容器已广泛应用到了农业、民用和军工领域，但我国目前的压力容器焊接技术却已经逐渐跟不上行业需求[1]，技术水平长期停滞不前，仍处于发展初期。例如在西方发达国家已经得到成熟应用的逆变焊接自动化技术，在我国仍处于雏形阶段，尚未在工业领域得到重视和合理应用。因此相关技术人员应当对压力容器焊接自动化技术加以重视，加强相关软件和硬件设施的开发，不断提升自动化、信息化程度，促进焊接自动化技术的全面发展。
1、压力容器焊接自动化技术的现状
1.1自动化焊接硬件设施
在压力容器自动化焊接领域，逆变焊机是目前国际公认的最先进的焊接设备，它已在西方发达国家得到了较大规模的应用[2]。逆变焊机可以针对压力容器的不同焊接位置，应用不同的焊接策略以达到更好的焊接效果。和传统的弧焊电机相比，逆变焊机的优势在于重量轻，更便携，节能效率更高，电弧更稳定，焊缝更美观，且逆变焊机还可以完成多种焊接和切割过程。虽然逆变焊机的生产工艺较为复杂、参数设定难度较大，但不可否认的是，逆变焊机在压力容器焊接领域具有十分远大的前景，是未来焊机发展最重要的方向之一。
现代焊接机器人则是是当下焊机发展的另一个重点方向[3]。焊接机器人利用计算机进行远程控制，具有效率高、质量稳定、精准度更高等优点。目前最主要的应用场景是自动化焊接生产线，此类生产线不仅可以确保焊接工艺的质量和水平，更可以大大提升工业生产和装配的效率。尤其是近年来随着人工智能的迅猛发展，更是为焊接机器人的技术进步提供了重要的技术手段。
1.2自动化焊接技术
本文将从焊接方法和焊接控制两方面对自动化焊接技术的现状进行分析。
（1）焊接方法
在工业生产中，有多种焊接方法都得到了较为广泛的使用，这些焊接方法有各自的优势，分别应用于不同的焊接场合，适合处理各种不同的金属工件[4]，本文将在此章节对常见的各种焊接方法进行分析和介绍。
埋弧焊主要通过电弧发出的火花来使得焊锡熔化在特定区域，该种工艺在焊接过程中可以抑制熔融金属的飞溅和火花，且没有强烈的紫外线辐射和烟雾，对产品焊点周围造成的影响较小，在功能性上更稳定。因此埋弧焊这种焊接方法常用于厚钢板结构、大型容器和大直径管道的焊接。
气体保护焊接方法通过保护气流完成热量的压缩与集中，因此热影响区较窄，且同时可以对焊接部位的边缘部分进行瞬间降温处理，避免了高危场所下焊接对周边材料的损坏。此外，气体保护焊接方法还具有焊接速度快，操作方便等特点。该种焊接方法常用于精密设备的制造工艺中[5]。
堆焊技术通常用于来修补金属工件表面的破裂与缺损，这种焊接方法既能对金属工件进行强化处理，保证其耐磨性、耐腐蚀性、耐热性，金属工件的完好性也能得到充分保障。因此，该种焊接方法常用于精密铸件的焊接缺陷修复和机械表面强化。
窄间隙焊接技术目前广泛应用在工业厚板结构焊接中，这种工艺在处理厚板对接头时，可以在不开坡口或者只开小角度坡口的情况下，利用气体保护焊接方法或者埋弧焊完成焊接，窄间隙焊接技术具有填充金属用量低，产品形变较少，力学性能好等特点。
（2）焊接控制
当下，焊接自动控制技术发展迅速，工作人员通过软件对焊接过程进行远程控制，这种自动控制技术不仅可以节省大量工作时间，也能使工作人员在远程终端实施更为精细化的焊接操作，达到更为理想的焊接效果。目前已经出现的一些高精度焊接自动控制系统，包括自适应控制系统及自学习控制系统等，都已经在工业生产活动中得到了初步应用[6]。
2、压力容器焊接自动化技术的未来展望
（1）软件
未来的压力容器焊接自动化软件发展方向是：将人工智能技术与软件系统相结合，在此基础上形成焊接设备的智能控制系统。智能控制系统不仅可以增强非线性系统控制的精准性，还可以自主调节焊接控制路径，降低焊接参数的反复震荡。建立焊接工程中的专家系统，针对不同渠道和不同参数的标准对焊接进程实现逐步优化，这种焊接专家系统的已是国际上公认的焊接自动化技术未来最重要的发展方向之一。
（2）硬件
在压力容器焊接自动化的硬件设备设施领域，激光焊接设备应当是未来压力容器焊接设备的重点发展方向之一。当下，在汽车制造产业，激光焊接技术已经得到了大规模应用。该种设备具有易于自动化高速焊接，不易引起材料形变，没有电极污染或受损等特点，且拥有其他焊接方法不具备的独特优势，即：激光束可以在较小的空间或范围内进行良好且精准的引导，这使得激光焊接技术受空间限制较小，而其他焊接法則可能因为场地限制，在某些场合无法得到应用。
虽然目前激光焊接设备在压力容器的焊接方面应用较少，但随着人们对压力容器焊接技术的要求越来越严格，激光焊接技术的日益成熟，设备成本的逐渐下降，相信激光焊接设备在不久的将来就会在压力容器焊接领域得的良好的应用与发展。
结束语
随着我国经济技术的不断发展，工业生产规模的不断扩大，压力容器生产水平的逐步成熟，人们对压力容器的焊接的整体效果也提出了更高的要求，在此背景下，相关科研人员就需要进一步开发利用新的焊接设备，应用先进的焊接方法，从而提升压力容器的焊接作业效率。本文从硬件设施和焊接技术两个方面分析了压力容器焊接自动化技术的现状，提出了未来焊接技术硬领域件和软件领域的发展方向，希望可以促进压力容器焊接自动化技术的发展。。
参考文献：
[1]李海亮.压力容器焊接自动化技术的现状与发展[J].中外企业家，2019（35）：126.
[2]白晓琳，王文涛.压力容器焊接自动化技术的现状与发展分析[J].世界有色金属，2016（22）：171+173.
[3]张淑艳.压力容器焊接自动化技术的现状与发展[J].化工管理，2016（12）：221.
[4]谷峰.压力容器焊接自动化技术的现状与发展[J].化工管理，2014（08）：127.
[5]白海燕.压力容器材料及焊接自动化技术的发展[J].中外企业家，2014（03）：212-213.
[6]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，2016（31）：54+56.
关键词：压力容器;焊接自动化;现状;发展
引言：现阶段，压力容器已广泛应用到了农业、民用和军工领域，但我国目前的压力容器焊接技术却已经逐渐跟不上行业需求[1]，技术水平长期停滞不前，仍处于发展初期。例如在西方发达国家已经得到成熟应用的逆变焊接自动化技术，在我国仍处于雏形阶段，尚未在工业领域得到重视和合理应用。因此相关技术人员应当对压力容器焊接自动化技术加以重视，加强相关软件和硬件设施的开发，不断提升自动化、信息化程度，促进焊接自动化技术的全面发展。
1、压力容器焊接自动化技术的现状
1.1自动化焊接硬件设施
在压力容器自动化焊接领域，逆变焊机是目前国际公认的最先进的焊接设备，它已在西方发达国家得到了较大规模的应用[2]。逆变焊机可以针对压力容器的不同焊接位置，应用不同的焊接策略以达到更好的焊接效果。和传统的弧焊电机相比，逆变焊机的优势在于重量轻，更便携，节能效率更高，电弧更稳定，焊缝更美观，且逆变焊机还可以完成多种焊接和切割过程。虽然逆变焊机的生产工艺较为复杂、参数设定难度较大，但不可否认的是，逆变焊机在压力容器焊接领域具有十分远大的前景，是未来焊机发展最重要的方向之一。
现代焊接机器人则是是当下焊机发展的另一个重点方向[3]。焊接机器人利用计算机进行远程控制，具有效率高、质量稳定、精准度更高等优点。目前最主要的应用场景是自动化焊接生产线，此类生产线不仅可以确保焊接工艺的质量和水平，更可以大大提升工业生产和装配的效率。尤其是近年来随着人工智能的迅猛发展，更是为焊接机器人的技术进步提供了重要的技术手段。
1.2自动化焊接技术
本文将从焊接方法和焊接控制两方面对自动化焊接技术的现状进行分析。
（1）焊接方法
在工业生产中，有多种焊接方法都得到了较为广泛的使用，这些焊接方法有各自的优势，分别应用于不同的焊接场合，适合处理各种不同的金属工件[4]，本文将在此章节对常见的各种焊接方法进行分析和介绍。
埋弧焊主要通过电弧发出的火花来使得焊锡熔化在特定区域，该种工艺在焊接过程中可以抑制熔融金属的飞溅和火花，且没有强烈的紫外线辐射和烟雾，对产品焊点周围造成的影响较小，在功能性上更稳定。因此埋弧焊这种焊接方法常用于厚钢板结构、大型容器和大直径管道的焊接。
气体保护焊接方法通过保护气流完成热量的压缩与集中，因此热影响区较窄，且同时可以对焊接部位的边缘部分进行瞬间降温处理，避免了高危场所下焊接对周边材料的损坏。此外，气体保护焊接方法还具有焊接速度快，操作方便等特点。该种焊接方法常用于精密设备的制造工艺中[5]。
堆焊技术通常用于来修补金属工件表面的破裂与缺损，这种焊接方法既能对金属工件进行强化处理，保证其耐磨性、耐腐蚀性、耐热性，金属工件的完好性也能得到充分保障。因此，该种焊接方法常用于精密铸件的焊接缺陷修复和机械表面强化。
窄间隙焊接技术目前广泛应用在工业厚板结构焊接中，这种工艺在处理厚板对接头时，可以在不开坡口或者只开小角度坡口的情况下，利用气体保护焊接方法或者埋弧焊完成焊接，窄间隙焊接技术具有填充金属用量低，产品形变较少，力学性能好等特点。
（2）焊接控制
当下，焊接自动控制技术发展迅速，工作人员通过软件对焊接过程进行远程控制，这种自动控制技术不仅可以节省大量工作时间，也能使工作人员在远程终端实施更为精细化的焊接操作，达到更为理想的焊接效果。目前已经出现的一些高精度焊接自动控制系统，包括自适应控制系统及自学习控制系统等，都已经在工业生产活动中得到了初步应用[6]。
2、压力容器焊接自动化技术的未来展望
（1）软件
未来的压力容器焊接自动化软件发展方向是：将人工智能技术与软件系统相结合，在此基础上形成焊接设备的智能控制系统。智能控制系统不仅可以增强非线性系统控制的精准性，还可以自主调节焊接控制路径，降低焊接参数的反复震荡。建立焊接工程中的专家系统，针对不同渠道和不同参数的标准对焊接进程实现逐步优化，这种焊接专家系统的已是国际上公认的焊接自动化技术未来最重要的发展方向之一。
（2）硬件
在压力容器焊接自动化的硬件设备设施领域，激光焊接设备应当是未来压力容器焊接设备的重点发展方向之一。当下，在汽车制造产业，激光焊接技术已经得到了大规模应用。该种设备具有易于自动化高速焊接，不易引起材料形变，没有电极污染或受损等特点，且拥有其他焊接方法不具备的独特优势，即：激光束可以在较小的空间或范围内进行良好且精准的引导，这使得激光焊接技术受空间限制较小，而其他焊接法則可能因为场地限制，在某些场合无法得到应用。
虽然目前激光焊接设备在压力容器的焊接方面应用较少，但随着人们对压力容器焊接技术的要求越来越严格，激光焊接技术的日益成熟，设备成本的逐渐下降，相信激光焊接设备在不久的将来就会在压力容器焊接领域得的良好的应用与发展。
结束语
随着我国经济技术的不断发展，工业生产规模的不断扩大，压力容器生产水平的逐步成熟，人们对压力容器的焊接的整体效果也提出了更高的要求，在此背景下，相关科研人员就需要进一步开发利用新的焊接设备，应用先进的焊接方法，从而提升压力容器的焊接作业效率。本文从硬件设施和焊接技术两个方面分析了压力容器焊接自动化技术的现状，提出了未来焊接技术硬领域件和软件领域的发展方向，希望可以促进压力容器焊接自动化技术的发展。。
参考文献：
[1]李海亮.压力容器焊接自动化技术的现状与发展[J].中外企业家，2019（35）：126.
[2]白晓琳，王文涛.压力容器焊接自动化技术的现状与发展分析[J].世界有色金属，2016（22）：171+173.
[3]张淑艳.压力容器焊接自动化技术的现状与发展[J].化工管理，2016（12）：221.
[4]谷峰.压力容器焊接自动化技术的现状与发展[J].化工管理，2014（08）：127.
[5]白海燕.压力容器材料及焊接自动化技术的发展[J].中外企业家，2014（03）：212-213.
[6]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，2016（31）：54+56.