激光焊接水冷机?

    QCW光纤激光器具有长脉宽、高峰值等特点,适应各种复杂焊缝,各种器件的点焊,可以焊接难以接近的部位,以及1mm以内薄板的缝焊。并能对异种材料施焊,效果良好。是现有的灯泵。

l脉冲和连续两种工作方式

lQCW光纤激光器在脉冲模式下的峰值功率要比平均功率高出10倍

l长脉宽,优越的输出功率/能量稳定性

lQCW光纤激光器电光转换效率高、可靠性好、稳定性强、占地面积小

红光指示/CCD定位(可选)

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锅炉压力容器在高温高压下工作,压力容器一般盛装易燃、易爆、有毒介质,一旦因设备失效发生事故,容易危及人员、设备和财产的安全,有的还能引发污染环境事故,世界各国均将其列为重要的监管产品,由国家指定的专门机构,按照国家规定的法规和标准实施安全监察和技术检验。因此,锅炉压力容器的制造质量与国民经济发展、人民安定生活息息相关,对制造技术的可靠性具有严格要求。

焊接技术是锅炉及压力容器制造工艺中的关键技术,焊接质量也直接关系到锅炉压力容器制造质量及其本质安全。因此,优质高效的焊接技术有助于实现锅炉压力容器制造的高效化,并有助于其本质安全的保证。本文针对锅炉压力容器制造中典型受压部件及结构焊接制造技术进行了概括性介绍。

一、锅炉压力容器典型受压部件的焊接技术

锅炉的膜式水冷壁、蛇形管、厚壁集箱、锅筒等,以及压力容器的管板、厚壁筒节等,其制造过程均已实现了自动化焊接。

老年髋关节置换术后康复周期长,早期患者康复训练多因疼痛与恐惧会影响训练效果,训练过程中给予患者心理疏导,消除恐惧对术后康复至关重要,只要有顽强的意志,不怕痛苦,早期进行锻炼就能取得比较好的手术效果[3]。中药舒筋活血汤可有效加快血液循环,起到抗凝方面作用,协同康复训练能明显地改善患者功能恢复,提高生活质量。值得临床推广。

1. 膜式水冷壁的焊接

膜式水冷壁管屏(膜式壁)是锅炉炉墙的主要受压部件,采用光管加扁钢拼排焊接而成;从密封、传热及变形控制的角度出发,均须采用双面焊接,将光管和扁钢用连续焊缝拼接达到成品宽度的管屏。而膜式壁光管加扁钢结构生产是一种高精度自动焊接系统,制造质量尤其是管屏加工精度不仅影响车间内的组装焊接,也将影响现场的装配。随着锅炉向着大容量、高参数化发展,膜式水冷壁的尺寸越来越大、精度越来越高。例如一台300MW电站锅炉膜式件管屏总面积约4000m2、焊缝总长度则达到27万m。因此必须采用高效率、自动化成套焊接设备才能完成生产任务。

用于膜式壁制造的焊接工艺主要有熔化极气体保护焊和埋弧焊。德国BABCOCK公司开发的膜式水冷壁系列专用成套埋弧焊接装置,为固定框架式焊接工作站,并最早用于生产,其中KOMESMA 800型和1600型焊接设备能够制造最大宽度为800mm和1600mm的单元膜式水冷壁管屏,具有钢管和扁钢定位、夹紧、送进、焊接和焊剂自动回收等功能,一般都装有4个或8个焊头同时完成水平位置4条或8条角焊缝的焊接。

由弗里斯公式可以看出,对于弱信号检测系统来说低噪声前置放大器的设计尤其重要。实际处理中,采用集成运放构建适应于不同场合的仪表放大器,是设计低噪声前置放大电路的重要方法。仪表放大电路是一种精密电压差分放大的电路结构,广泛应用于高精密测量的前端,具有共模抑制比高和输入阻抗高的低噪声性能[4]。常用仪表放大器有单运放、双运放及三运放3种方法构成。考虑到电路空间及可靠性的限制,电路设计采用单运放的方式,一级放大电路设计如图2所示。

那天晚上,易非在赶稿子,很晚了,妈也小心翼翼陪着她,没有睡,一会儿端汤,一会儿端茶。等易非关了电脑,要上床的时候,却看见妈靠在床背上打盹,头发披散了,里面的白头发都露了出来。不知不觉间,妈已经是一个老人了。

日本三菱重工于20世纪80年代初以熔化极气体保护焊接工艺为基础,开发和研制了一种膜式水冷壁管屏自动焊机,可以根据设备能力和生产需要选择和确定每台设备的焊枪头数,一般4头、8头焊接专用机用于管屏组装,12头、20头焊接专用机用于管屏单元件焊接。该种管屏焊机采用新型脉冲电源,具有稳定的熔滴过渡和焊接过程,能够获得无飞溅、无缺陷、接头致密、成形美观、补焊量极小(不到1‰)的理想焊接效果和满意的焊缝质量,在出口模块式锅炉水冷壁生产上得到成功应用(见图1、图2)。

国内膜式水冷壁焊接工艺及装备的发展走出了一条引进-消化-再创新自主研发的创新发展之路。上海锅炉厂和武汉锅炉集团公司等单位最早从德国引进了KOMESMA800型、1600型、P3200膜式水冷壁专用成套设备,以及哈尔滨锅炉厂有限责任公司和东方锅炉(集团)股份公司相继从日本三菱重工引进膜式水冷壁管屏双面MAG焊专用成套装置,对当时提高我国膜式水冷壁生产能力,促进我国膜式水冷壁焊接技术发展具有重要意义。

“九五”期间哈尔滨锅炉厂、东方锅炉(集团)股份公司通过自主开发和技术改造等措施,开发出了国产化的MPM设备和制造技术,为膜式水冷壁焊接生产的机械化、自动化提供了技术和装备保障。在当前我国膜式水冷壁生产设备已经全部实现国产化。

目前,在我国膜式水冷壁焊机工艺主要采用熔化极气体保护焊接方法,其应用率达到80%以上。尽管熔化极气体保护焊接工艺具有成本低、全位置焊接等优点,但也存在熔深浅、光污染、焊接烟尘等不足,为埋弧焊留出了广阔的发展空间。目前,欧美及日韩等发达国家在膜式水冷壁焊接中已经逐渐减少使用气体保护焊,而是尽量采用埋弧焊。可以相信,随着环保意识的不断增强,埋弧焊在我国膜式水冷壁中的应用会越来越多。

蛇形管是在一个平面内多次迂回的管子,锅炉对流受热面如省煤器、过热器和再热器等,多采用蛇形管的结构;它具有应用材料复杂、规格多、焊接量大的特点,是锅炉中工作温度高、材质级别最高的受压元件。近年来,随着大型机组生产任务不断增加,管子壁厚及焊接工作量成倍增加,蛇形管制造尤其是厚壁管的直管接长焊接已成为影响锅炉受热面生产能力的关键,促进了各种新型高效自动焊接工艺的开发与工程应用。

目前,TIG/MIG自动焊接系统已成为锅炉蛇形管生产的主要工艺,并在同行业内得到了广泛应用。对于有些中厚壁合金钢材料对焊接质量要求高,一般采用TIG填丝焊接工艺,但存在焊接效率低的不足。为了提高焊接生产效率,将热丝TIG焊接工艺引进到蛇形管焊接制造中,其熔敷效率接近MIG焊接工艺,与冷丝TIG焊相比可提高效率3~4倍,在中厚壁合金钢管焊接中应用越来越广泛(见图3、图4)。

图1 膜式水冷壁MAG焊接生产线


图2 生产的膜式水冷壁管屏

图3 蛇形管热丝TIG焊接生产线


图4 生产组装的蛇形管排

相比较冷丝TIG焊接工艺,热丝TIG自动焊接工艺具有以下特点:①焊丝加热到一定温度后送入焊接熔池,可显著地增加钨极氩弧焊的工艺灵活性。②具有在较宽熔敷率范围内焊接高质量焊缝的能力。③热丝TIG焊接电弧的能量主要用于熔化母材、形成熔池;而焊丝靠本身的热丝电源加热,热丝熔化所需能量的85%是由热丝系统提供的,其余部分则由电弧供给,提高了经济效益和生产效率。④可以实现低热输入焊接,有利于提高某些热输入敏感材料的接头质量。

秀容母亲说:“月明,从你懂事起,我就跟你讲北边的胡人如何侵犯宁国,如何烧杀抢掠,你攥着小拳头,说要去当兵,杀胡人。现今你长大了,娘想好了,等你成婚,你就当兵去吧。你走了,三五年也不见得回来一次,有你媳妇在,我就有了伴儿。若是你娶了乔瞧,她想干什么就干什么,我看不惯,难免说两句,以她的性子,顶嘴是小的,怕还要拍桌子打板凳。这个家,就不像个家了。你要是娶了越秀,这个家肯定和和睦睦,你在外打仗,也无须牵挂了。”

对于有些锅炉蛇形管部件必须先弯成U形管,然后再组焊成所要求的形状。在这种情况下必须在管子固定不转的条件下完成全位置焊接。各锅炉制造厂从国外引进了各种管子全位置TIG自动焊机,配备了不同管径规格系列焊接机头,并成功地用于生产。

随着电站锅炉容量的不断增大,集箱的壁厚和直径也逐渐加大,如亚临界锅炉集箱的壁厚已达到148mm,外径已达914mm;材料等级已上升为9Cr1MoV系(T/P91、T/P92)耐热钢,使得对集箱的焊接工作量和质量要求更多和更高。

集箱壳体上通常有大量与省煤器、过热器和再热器等部件相连接的管座,管座上需要连接的接管长度分别为200mm以下短接管和弯成一定形状的长接管两种规格。由于管接头角焊缝手工焊接容易出现质量问题,许多制造厂已将非焊透或局部焊透式管接头(插入式)坡口改变为全焊透式结构,并采用内孔TIG打底、外侧采用自动气体保护焊或埋弧焊工艺进行盖面焊接,不仅提高了集箱生产的自动化程度和生产效率,而且焊缝质量优良,生产过程稳定,从根本上提高了管接头焊接的内在质量,取得了显著的效果。

制定切实合理的水系整治实施计划,与生态新城的开发总体时序相适应。水系规划计划分四期实施,为优先保证区域及下游耕地的灌溉,并尽快提升西片区水生态环境,蛇家坝干渠改道及沈湖扩挖工程优先安排在一期实施,其余工程分期逐步实施。

随着焊接工艺及装备研发水平的提高,更多的高效焊接技术和自动化焊接设备应用于集箱的焊接制造。

(1)药芯焊丝气体保护焊工艺 哈尔滨锅炉厂有限责任公司将药芯焊丝气体保护焊接工艺用于大口径管接头的焊接,并用于200MW锅炉集箱全焊透结构马鞍形接管的焊接生产中,焊接效率比手工焊高3~4倍,焊缝成形美观,操作方便,适于全位置、大电流以及连续焊接,在大口径厚壁马鞍形接管角焊缝焊接中体现出明显的技术优势。

首先来说财务会计与企业的管理会计他们的目标是共同的,工作都有着各自的侧重点,但是最终的目的都是为了企业长远的发展,为企业提供更加完善,更加科学的管理,为企业,提高经济效益进行工作。并且他们核算信息的主体也是相同的,都是企业的经济活动。企业的财务会计与企业的管理会计他们的工作目的是不同的,财务会计是根据企业的各项标准所产生的费用,进行定期的报表,在报表上可以体现出公司的经营状况,以及生产所需要的费用等等。而管理会计主要的目的是为了向决策者以及管理人员提供高效的信息,为了企业内部的管理加强企业内部决策。

为进一步提高集箱生产能力和制造水平,适应大型机组特殊钢种焊接要求,上海锅炉厂有限公司、哈尔滨锅炉厂有限责任公司分别从日本先后引进了三台集箱管接头焊接机器人工作站,用来焊接各种材质管接头焊缝;该焊接机器人工作站采用细丝脉冲电弧自动焊工艺,具有精确的焊缝跟踪等功能,可以准确测定和纠正管座位置和焊接变形引起的偏差。20世纪90年代东方锅炉厂与哈尔滨工业大学联合研制了短管接头焊接机械手,采用光电装置定位,机器人与焊接变位机协调联动。2017年东方锅炉与东方电气中央研究院联合自主研发的国内首台集箱短管接头机器人自动装配、自动焊接工作站顺利通过验收,并投入批量化生产。集箱短管接头机器人自动装焊工作站的生产应用,对提高我国集箱短管接头焊接质量和工作效率,提升国家“清洁、低碳、高效、智能、经济、安全”重大技术装备数字化智能制造水平具有里程碑意义,标志着我国集箱短管接头焊接正式进入自动化、智能化发展阶段(见图5)。

随着电站锅炉和石化压力容器的大型化和高参数化,锅炉筒体和压力容器筒体的壁厚不断增加,如600M W锅炉筒体的壁厚达到182mm;400T和560T热壁加氢反应器筒体采用2.25Cr-1Mo钢,壁厚分别达到200mm和210mm;300MW和600MW核电站压力壳的壁厚达到250~300mm。

厚壁筒体的焊接特别适合窄间隙埋弧焊,其具有接头综合力学性能良好、焊接效率高的显著有点。从20世纪80年代中期,主要锅炉和压力容器厂先后从瑞典伊萨公司和意大利安萨多公司引进了窄间隙埋弧焊接技术和成套设备,在国内开启了厚壁高压锅炉和压力容器壳体窄间隙埋弧焊接制造时代。在20世纪90年代初期,哈尔滨焊接研究所林尚扬院士主持研制成功了国产窄间隙埋弧焊接成套工艺及设备,实现窄间隙埋弧焊接技术和装备的国产化,在大型高压锅炉、重型压力容器制造方面获得了广泛的应用,市场占有率逐渐达到了70%。

图5 东方锅炉厚壁集箱短接管机器人焊接工作站

窄间隙埋弧焊接工艺的广泛应用,促使窄间隙焊接设备朝着实用可靠、系统配套和精度高、功能先进的方向发展。为满足生产需要,国内自行开发了多种专用纵环缝窄间隙焊机,如双丝、多丝窄间隙埋弧焊接工艺及设备(见图6),其中双丝埋弧焊机已用于300MW、600MW亚临界锅炉筒体纵缝焊接,纵缝长度最大达7000mm,现已成为压制筒体纵缝焊接的关键设备;双丝及三丝窄间隙埋弧焊也成为重型压力容器环焊缝的优质高效焊接工艺,焊接最大壁厚达580mm。

在窄间隙埋弧焊接设备方面,哈尔滨焊接研究所先后研制了多套单丝、双丝及多丝窄间隙埋弧焊接机头,目前哈尔滨焊接研究所研制的窄间隙埋弧焊接成套工艺及装备已经实现了数字化。中国第一重型机械集团公司也自行研制的龙门式和悬臂式窄间隙埋弧焊装置,在板拼接和筒体纵缝焊接生产中获得应用。

为了适应产品结构的不断变化,特别是对特殊结构的焊接,如锥体纵缝、封头上接管和法兰环缝的焊接,需要开发由焊接转胎、埋弧焊接系统(机头、送丝机及电源)、焊接操作架以及焊接变位器等配套设备协调匹配的窄间隙自动焊接系统,即HED型焊接工作站,进一步扩大窄间隙埋弧焊接工艺在特殊结构焊接制造中的应用。

为了克服埋弧焊剂脱渣性在焊接过程带来的质量隐患,人们不仅从焊接过程中实时检测、脱渣性优良的焊剂研制等方面下功夫,同时也在窄间隙MAG焊、窄间隙热丝TIG焊等窄间隙焊接新工艺开发上做了很多工作。尽管窄间隙MAG焊、窄间隙热丝TIG焊等工艺可以避免脱渣性带来的质量隐患,但由于存在飞溅、熔敷效率低等不足,一直没有在锅炉、压力容器等设备中获得实际工程应用(见图7、图8)。

对于换热器产品,换热管与管板间的焊缝质量直接影响到产品的质量和使用寿命。早期管端角焊缝均采用焊条电弧焊或手工TIG焊,但焊缝外观质量差,易产生气孔、未熔合等焊接缺陷,焊接质量不稳定,在出厂前的水压试验或使用过程中容易发生泄漏。

为进一步提高管端角焊缝质量,提高焊接自动化水平,各厂逐步开发应用了管子-管板全位置自动氩弧焊工艺,采用专机或机器人来完成管端焊接,从而改变了换热器管端手工焊接的落后局面。

夏国忠几步跨上战壕,举起望远镜,向山下望去。他看见,山脚下的鬼子正在集合。不过,看样子,他们不像在组织进攻,而是在准备逃跑。他赶紧让电话兵接通营部电话,向营长报告:“鬼子好像要撤退,怎么办?”营长在电话里兴奋地说:“我也刚接到电话,上峰说鬼子在宜昌的飞机场被炸了。同时,各路向我进攻的小鬼子都受到了顽强抵抗,小鬼子的进攻失败了,我们胜利了。夏国忠,你们打得好,守住了阵地。我要给你们请功!”

哈尔滨焊接研究所、山东大学等单位分别基于机器人和视觉传感开发了能够自动规划路径、寻位等功能的管板机器人焊接工作站,实现管板自动焊接进入智能化时代(见图9)。

6. 接管马鞍型管座的自动化焊接

锅炉厚壁锅筒、核电站压力壳及其他石化容器上大直径接管的焊接是厚壁容器制造技术关键之一,具有焊接工作量大、劳动条件差(高温焊接)、技术难度高、质量要求严格的特点,如560T热壁加氢反应器接管管座壁厚为210mm、直径达690mm,材质为2.25Cr-1Mo。上海锅炉厂

图6 双丝窄间隙埋弧焊

图7 窄间隙埋MAG焊

图8 窄间隙热丝TIG焊

图9 管板全位置机器人焊接

作为余热锅炉的重要强制换热部件,H型鳍片管和针形管换热器具有受热面积大、换热效率高的优点。H型鳍片管的两个鳍片为矩形,近似正方形,其边长约为光管的两倍,属扩展的受热面。H型鳍片管采用闪光电阻焊工艺方法,焊缝熔合率高、抗拉强度大,具有良好的热传导性能。H型鳍片管还可制造成双管的“双H”型鳍片管,其结构的刚性好,可以应用于管排较长有限公司联合其他单位研制了大直径接管马鞍型焊缝专用埋弧焊机,采用机械式马鞍跟踪机构,并具有上坡焊和下坡焊接速度补偿功能,以保证焊道在上坡焊和下坡焊时焊缝成形的一致性(见图10、图11)。

图10 接管马鞍型管座机器人焊接

图11 接管马鞍型管座焊接专机

该设备在厚壁锅炉锅筒下降管和560T热壁加氢反应器等化工高压容器接管管座焊接中得到实际应用,在武汉锅炉、东方锅炉、北京巴威及中国一重等锅炉重点制造企业获得了推广应用。

7. H型翅片管及针形管换热器的焊接

的场合。针形管强化换热元件是由针形管自动焊机将一系列圆柱按四方型圆周等分或六角型圆周等分焊接在钢管表面,具有更大的扩展表面、热阻小而换热系数大、自清灰能力强、结构紧凑、单位换热量金属耗量低等技术特点,特别适用于高粘度油品,如原油、重油等介质的强化传热场合。

H形翅片管、针形管生产从翅片、焊针的冲剪下料,到焊接机头供料、钢管供给、工装定位夹紧、焊接等工序已经实现了无人值守的全自动化焊接,焊接效率高,焊接质量稳定,成品率高(见图12、图13)。

二、锅炉压力容器内壁堆焊技术

在石化行业的一些加氢设备、核容器以及尿素设备等压力容器中,内壁一般都要求采用堆焊技术堆焊奥氏体不锈钢或其他耐腐蚀材料,或者是耐高温、耐冲蚀的材料,以延长设备的使用寿命。

1. 壳体内璧带极堆焊

对于容器内壁大面积堆焊来说,带极自动堆焊技术具有效率高、堆焊层内部质量均匀、堆焊表面平整光滑、稀释率低等显著优势。带极堆焊可以分为埋弧自动堆焊和电渣堆焊两种。电渣堆焊具有焊接熔深浅、稀释率低、堆焊层表面更加平整光滑等优点,但其存在热输入量大、大尺寸焊带堆焊层易产生氢剥离的不足。为了保证堆焊层质量,对于大尺寸焊带堆焊一般采用埋弧自动堆焊。堆焊使用的焊带尺寸,国内已使用到最大达75mm宽的焊带,而国外最大已使用到150mm宽。容器内壁堆焊层一般采用过渡层加表层的双层或多层堆焊,但对某些容器,根据需要,也已成功开发出单层浅熔深电渣堆焊技术。

校方利用自身科研和理论等方面的优势,为企业提供科研技术攻关、理论等方面的技术咨询和支持;中国矿业大学(北京)教育培训处、继续教育学院与国家和地方行政管理部门、煤炭企业联系较多,可以为企业提供促进合作的机会并为企业免费提供一些参加煤矿安全等方面培训学习的名额[5-6]。

2. 小直径管内壁TIG填丝堆焊

小口径管内壁不锈钢堆焊早期采用焊条电弧焊方法,存在效率低、堆焊质量不易保证的问题,并且对于直径小、长度较长的接管无法实现内壁堆焊。20世纪80年代中期,兰州石化设备厂从日本购置了一台小接管内壁丝极氩弧焊设备,解决了细长小直径接管内壁无法进行不锈钢堆焊的难题。国内哈尔滨焊接研究所经过多年的研发,研制出了小直径接管内壁堆焊机,可以实现内径50mm以上的接管内壁堆焊,具有堆焊效率高、质量好、表面平整美观的优点,完全达到国外小接管内壁堆焊的工艺水平(见图14)。

1.4 统计学方法 采用Graphpad Prism 5软件对数据进行分析。计量资料以均数±标准差表示,组间比较采用t检验或ANOVA检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

实验课题一旦最终确定,学生们需提交选题说明,详细列出针对的问题、建议的程序、所需的材料、预期的结果和结论。三学年,共开展30个探究式实验,涵盖污水处理、污水资源化利用和水环境修复。由于学生设计的实验数量多,在此仅讨论少数突出的案例。

图12 H型翅片管自动化焊接

图13 针形管焊接生产线

直管内壁堆焊相对比较容易,而弯管内壁堆焊因在内壁部位存在相应的角度而具有相当的难度。对于不同角度的弯管,根据其内壁的实际情况,需采用不同的焊接技术,目前我国对于弯管内壁的堆焊技术研究已经逐渐成熟。

(1)30°弯管内壁堆焊30°弯管内壁堆焊是早期90°弯管内壁堆焊的主要途径:将90°弯管分割成3段,分别实现30°弯管的内壁堆焊,然后再组焊成一90°整体弯管,其焊接质量与进口设备相当。通过借助焊机自身的五轴协调运作,根据预设的数学模型,哈尔滨焊接研究所基于自动TIG环形堆焊开发出了30°弯管内壁堆焊技术,具有生产效率较高、焊缝质量易保证的特点,如图15所示。

(2)45°弯管 国内基于焊枪摆动功能且摆幅随弯管半径由内到外逐渐变大、堆焊呈扇面排布来保证内壁各点堆焊厚度一致而开发出单端45°弯管的堆焊设备,变位后实现另外一侧45°弯管的堆焊作业,从而实现90°弯管的内壁堆焊,如图16所示。

图14 小直径管内壁TIG填丝堆焊

(3)90°弯管内壁堆焊 针对重型压力容器中90°弯管内壁耐蚀层堆焊周期长、堆焊质量不易保证的技术问题,中国一重与哈尔滨焊接研究所联合基于弯管母线纵向结构,通过二维变位机对焊接点进行旋转焊接,开发了90°弯管内壁自动TIG堆焊工艺及装备,实现90°弯管内壁高效、高质量堆焊,减少了组装焊缝数量,大大提高了压力容器90°弯管内壁堆焊效率与质量(见图17)。

4. 接管、法兰药芯焊丝气体保护堆焊

图15 30°弯管内壁堆焊工艺及设备

图16 45°弯管内壁堆焊工艺及设备

图17 90°弯管内壁堆焊工艺及设备

为了提高生产效率,哈尔滨锅炉厂对气化炉中内径175~370mm的接管采用药芯焊丝MAG焊工艺进行了自动堆焊,并且自行研制了1.5t和25t的自动MAG药芯焊丝堆焊装置,成功完成了与气化炉壳体相焊的各种接管与法兰(近百只)的堆焊生产。兰石厂也将药芯焊丝CO2气体保护不锈钢堆焊工艺成功应用于加氢反应器接管的内壁焊接,节约了大批不锈钢锻件,降低了生产成本,具有可观的经济效益。

药芯焊丝气体保护焊接过程中由于气渣联合保护,焊缝光滑平整、熔敷效率高,近年来已被广泛用于不锈钢,特别是接管内壁及法兰密封面不锈钢结构的堆焊,是一项优质高效的表面堆焊技术,具有广阔的应用前景。

三、人工智能技术及专家系统在锅炉压力容器焊接制造中的应用

现代焊接自动化的主要标志是焊接过程控制系统的智能化、焊接生产系统的柔性化以及焊接生产系统的集成化。由于可编程序控制器、微处理机和自动控制技术、计算机技术等在焊接生产中的应用,使压力容器制造过程中焊接自动化技术得到了很大发展。

1. 焊接过程控制技术

焊缝跟踪是焊接自动化控制系统的一个重要组成部分,对实现压力容器生产过程的焊接自动化意义深远。目前,应用的焊缝跟踪系统主要包括接触式和非接触式两种类型。

在厚壁压力容器焊接时,接触式跟踪系统容易受点固焊点的阻碍发生阻塞现象,以及筒体存在的椭圆度引起传感器发生轴向移动。

非接触式跟踪系统分为超声波式、声发射式、光电式、电弧传感和视觉传感式跟踪系统。直接电弧式跟踪系统是从焊接电弧自身直接提取焊缝位置偏差信号,可以基于测量焊接电流、弧电压和送丝速度来计算工件与焊丝之间的距离,并应用模糊控制技术实现焊缝跟踪。激光视觉传感以其丰富的信息量而备受焊接研究人员的关注,但在应用过程中需要克服弧光、高温、烟尘、飞溅、振动和电磁场的干扰,使传感器的精度、抗干扰性能和灵敏度受到不同程度影响。

随着计算机信息技术的发展和新型传感方式的研究,焊缝跟踪技术将会在压力容器行业得到广泛的应用,从而进一步提高压力容器焊接过程的自动化和智能化程度。

2. 人工智能在锅炉压力容器领域的应用

人工智能技术引入焊接设备形成了焊接设备的智能控制系统,如焊接过程的模糊控制系统、神径网络控制系统和焊接专家系统。

焊接工程中专家系统的建立成为智能化焊接设备的研究基础。目前,国内外焊接专家系统主要集中在工艺制定、缺陷分析、材料选择和设备选择等方面,其中有关工艺选择及工艺制定软件约占70%,如开发焊接工艺专家数据库、焊接工艺评定专家系统等软件,在国内锅炉及压力容器生产厂中获得了较多的应用。

3. 锅炉压力容器制造的智慧车间

随着物联网、互联网技术的发展,通过无线传感网络、管控平台、机器视觉识别等方式对锅炉制造的各个环节进行智能改造。改造后的锅炉生产车间具备机器人智能焊接、探伤工艺等工艺手段,实现焊接质量在线监测、故障智能诊断,自动物流输送和多设备协调控制,现场操作人员智能化安全辨识等功能,形成了锅炉智能制造数字化智慧车间。如华西能源与上海工业自动化仪表研究院的合作,打造中国锅炉装备制造业的“4.0”版本——智能制造:通过对华西能源传统的锅炉制造流程进行智能改造,使锅炉制造关键生产设备数字化率可达90%,主要工艺生产效率将提高50%以上,单位产品生产能耗可减低30%以上,提高工作效率30%左右,产品制造生产效率及合格率也将显著提高,安全事故发生率大幅降低,建成国内最先进的智能化制造生产线,成为国内首家锅炉装备制造的“智能工厂”。

四、锅炉压力容器焊接制造技术发展展望

随着锅炉、压力容器制造过程新材料的不断使用,性能的不断提升,需要更加优质高效的焊接工艺来保证焊接质量,需要自动化、智能化、数字化、信息化焊接工艺及设备来提升焊接效率。

1. 激光及激光-电弧复合热源焊接技术

激光及激光-电弧复合热源焊接技术以其独特的优势在汽车、航空以及电子、精密仪器等高科技领域获得了广泛的应用。随着激光器输出激光功率的不断增大,激光及激光-电弧复合热源焊接技术正向厚壁结构件焊接领域快速发展。但过去由于激光器价格昂贵,整套焊接系统一次性投资过大,所以严重阻碍了激光及激光-电弧复合热源焊接技术在锅炉、压力容器行业的应用。

与其他行业企业相比,保险公司经营行业领域面临着更为严峻的财务风险问题,要求保险公司在经营管理过程中必须注重强化对财务风险的识别分析以及有效应对。通过强化保险公司内部财务控制,突出风险控制导向,可以对保险公司财务风险管控体系进行强化,进而有效防范财务风险问题的发生。

近些年来,随着激光器制造成本的降低,设备初始投资也大幅度降低,激光及激光-电弧复合热源焊接技术获得快速发展和应用推广,以焊接效率高、承受的热应力较小、不易发生焊接形变、焊接质量高、返工率很低等技术优点,在锅炉、压力容器制造中具有取代填丝TIG焊接工艺的技术潜力,有助于提高锅炉、压力容器制造质量,保证其安全性能。因此,可以相信激光及激光-电弧复合热源焊接技术将随着激光器初始投资的降低而在锅炉、压力容器制造逐渐推广开来。

摩擦焊接是利用摩擦产热使材料达到塑性状态、在顶锻力的作用下实现材料连接的固相焊接方法,具有焊接接头的质量高而且稳定、焊接性广泛、焊件的尺寸精度和几何精度高、焊接效率高、成本低以及环保、无弧光、烟尘的污染等技术特点。

陈小北完全被记者们对准他的话筒,和他们狂轰滥炸似的的提问给点燃了,他激动得唾沫星子横飞,两只眼睛都快爆出来了。而叶晓晓的喉咙却直发干,她听着陈小北与记者的对话,一句话也说不出来。她的眼睛也在发红,是着急得发红。

轴向摩擦焊接特别适合轴对称结构件的焊接制造,线性摩擦焊接对于非轴对称件具有很大的技术优势。尽管为了提高省煤器蛇形管焊接接头质量,改善生产作业环境,哈尔滨焊接研究所开发了蛇形管摩擦焊接工艺来替代闪光对焊工艺,焊接接头质量、生产效率大幅度提高,生产作业环境有了良好改善。但摩擦焊接技术在锅炉、压力容器制造中还没有推广普及开来。一方面与摩擦焊接适合大批量标准件的车间焊接生产,另一方面锅炉、压力容器制造环境为近现场制造,摩擦焊接技术潜力未能充分发挥。随着人们对摩擦焊接技术特点的深入认识,对一些规格尺寸固定的结构件的大量批量生产,摩擦焊接技术将会充分发挥其技术潜力。

3. 焊接过程的自动化、智能化、数字化、信息化

目前,压力容器焊接自动化技术在国际上已经获得了广泛应用,但与工业发达国家相比,总体技术水平仍存在一定差距。为了最大限度地实现压力容器生产过程的自动化焊接,提高压力容器的制造水平,对其焊接自动化技术的应用研究还有待进一步提高。

(1)对传统焊接工艺设备进行智能改进,如以埋弧焊为代表的焊接方法设置参数自动调节器、熔深自动调节装置、焊缝跟踪系统以及程序自动控制系统等功能,以满足压力容器全位置焊接、智能控制的基本要求。

(2)以焊接机器人为核心的柔性智能焊接自动化技术的广泛应用,焊接专家系统的普及和推广已经成为国内外焊接智能化发展的重要方向。未来的焊缝跟踪技术将具有智能性的模糊控制和神经网络等智能化技术应用到焊缝跟踪控制中,以增强非线性系统控制的准确性,为实现焊接自动化、智能化奠定基础。

(3)人工神经网络、焊接专家系统、智能控制等先进智能化技术逐渐开始应用于压力容器的焊接自动化过程中,已成为压力容器焊接自动化技术发展的一个重要方向。

近年来,物联网技术、互联网技术的成熟及推广应用以及大数据技术的兴起,为锅炉、压力容器的数字化、信息化制造奠定了基础。山东大学针对石化反应塔筒体的数字化信息化制造做出了有益的尝试,开发出石化反应塔筒体信息化焊接制造系统,流程图如图18所示。系统根据筒体上各种接管、法兰等零部件对焊缝位置的要求,通过合理合适的数学算法优化确定焊缝位置,对焊缝位置进行计算机自动排版;然后基于材料、坡口规格,根据焊接工艺专家系统,给出焊接工艺卡,完成焊接前的准备工作。焊接过程中通过视觉传感器、电弧传感器等传感检测手段,检测电弧形态、熔池形态以及焊接电流、电弧电压、焊缝层道数、焊材消耗量、耗费工时,并利用对大数据分析方法对这些数据进行多信息融合分析,一方面实现对焊接质量的监控和评估,另一方面对材料成本、人工成本等焊接成本进行估算和控制,最终实现对整台反应塔筒体制造流程的信息化管理。系统可以实现对多台焊机、乃至整个生产车间的协调控制,形成智慧车间生产模式,对生产质量实现有效监测和控制,更对生产成本和进程实现有效控制和管理,可大幅度提高生产效率和效益。

5 来稿一律文责自负。依照《著作权法》规定,本刊可对来稿做文字修改、删节,凡有涉及原意的修改,则提请作者考虑。请作者修改的稿件逾3个月不修回者,视作自动撤稿。

(1)我国锅炉压力容器制造技术获得了长足进步,各种优质高效焊接工艺在锅炉、压力容器制造中获得推广应用,有效提高了焊接生产效率,保证了锅炉压力容器制造质量和安全性能。

图18 石化反应塔筒体信息化焊接制造流程示意

(2)物联网技术、互联网技术的成熟和推广应用以及大数据技术的兴起,为锅炉压力容器焊接制造的自动化、智能化、数字化、信息化发展提供了有力的技术支撑,将极大促进锅炉压力容器制造的技术进步。

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光纤激光焊接机是应用激光器产生的波长为1080nm的激光经过扩束、反射、聚焦后辐射加工件表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过数字化精确控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数,使工件熔化,形成特定的熔池,从而实现对被加工件的激光焊接,完成传统工艺无法实现的精密焊接。

光纤是应用产生的波长为1080nm的激光经过扩束、反射、聚焦后辐射加工件表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过数字化精确控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数,使工件熔化,形成特定的熔池,从而实现对被加工件的激光焊接,完成传统工艺无法实现的精密焊接。

激光焊接可以对薄壁材料,精密零件实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等激光功率大,焊缝具有高的深宽比,热影响区域小,变形小,焊接速度快。焊缝质量高平整美观、无气孔,焊后材料韧性至少相当于母体材料人体化设计,液晶屏显示、集中按键化操作更简单四维滚珠丝杠工作台,采用进口伺服控制系统,可选旋转工作台,可以实现点焊、直线焊、圆周焊等自动焊,适用范围广,精度高,速度快。电流波形任意调整,可根据焊材的不同设置不同的波形,使焊接参数和焊接要求相匹配,以达到最佳的焊接效果。

、金、银、合金、钢、金钢石等同材焊接或异种材料焊接,广泛应用于手机电池、传感器、医疗器械、工艺礼品、钟表、电子元件、传感器、精密机械、通信等行业。


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