焊接自动化技术的现状与发展趋势

焊接技术出现时间较长，对人类生产生活具有较大帮助。结合实践经验，对焊接自动化技术的现状进行简要分析，并总结其主要发展趋势。以此为根据，探讨焊接自动化技术在石油工程焊接管线及储罐建设中的应用，旨在为相关领域发展研究提出更多有建设性的意见。

从焊接自动化技术实际应用情况来看，我国缺乏自主开发能力，导致焊接自动化水平落后于发达国家。焊接自动化技术在石油工程维修中具有广泛应用，尤其在大型储罐建设中发挥重要作用。将焊接自动化技术发展现状及主要趋势作为出发点，以储罐建设中焊接自动化技术应用为例，对焊接自动化技术进行分析。

1 焊接自动化技术现状分析

改革开放以来，我国焊接生产技术发展迅速，在各项生产建设中发挥无可替代的作用。但是，对于焊接工程而言，整体焊接技术仍存在较大问题，且自动化生产技术有待提高。自动化焊接不仅要求技术能够实现自动控制，同时也要保证相应配套设施能够根据指令开展自主作业，这样便可不断提高产量，且能够有效降低劳动成本。焊接自动化技术的发展程度，已经是衡量我国工业现代化的重要指标。自动化技术的实现与广泛应用，不仅有赖于计算机技术的不断成熟，同时也与智能化焊接设备的应用存在密切关系。对于石油工程大型设备焊接工作，及时将多种自动化技术应用其中，如微机自动化控制技术、智能焊机等，可基本上实现无人操作，为焊接技术的数字化和智能化发展奠定基础。

2 焊接自动化技术发展趋势分析

2.1 数字化

焊接自动化技术已经有单机焊接逐渐向数字化焊接模式转变，可实现点、线、面全方位发展。焊接技术含量比较高，在自动控制的基础上，还要融合多个学科，如设计、制造、工艺等方面。目前，我国工业自动化趋势明显，数字化集成广泛应用在实践工作中。

2.2 高效化

焊接自动化技术不仅着眼于质量，同时也要求保证高效率，并且实现焊接的可靠性。为此，应保证系统控制的效率，实现设备及装置的精准控制，从而保证其能够长期运行，具备可靠性及稳定性。

2.3 模块化

焊接自动化技术应用过程中，其发展趋势也逐渐向模块化方向转变。为保证结构集成水平，实现功能良好控制，一般均根据用户实际需要，对系统功能进行判断，从而利用模块化设计思路，使批量生产达到标准，进而缩短供货周期，有效减少成本支出。

2.4 网络化

现代信息技术及网络技术不断被应用到焊接工作中，智能接口普遍，给远程通讯系统的建设和应用提供便利条件。通过网络技术，可对生产过程开展高效监督，实现一体化自动控制。网络技术不仅在生产管理中发挥重要作用，同时也可实现远程监控，从而及时发现焊接漏洞。

2.5 人性化

焊接自动化技术广泛应用在生产实践中，利用数字化、智能化功能，构建人机操作界面，从而实现人机交互，使操作更加便利。这样一来，焊接技术在自动化的基础上，也凸显出其人性化的一面，使技术更加成熟。

3 焊接自动化技术在石油工程储罐建设中应用

为进一步说明焊接自动化技术的实际应用情况，以石油工程建设为例，探讨焊接技术在储罐建设的突出作用及应用效益。

3.1 储罐健身项目概况

某石油企业大型储罐建设项目详细指标如下：5台储罐，其中3台1万立方级原油储罐，2台5千立方级原油储罐。储罐底板焊接工艺采用埋弧自动焊接技术，储罐壁则采用二氧化碳自动焊接技术，详细技术参数见表1。

焊接材料主要包括焊丝（2.5mm）、药芯焊丝分为X型与V型，跟其他类型储罐相比，基本上无明显差异。

3.2 储罐底板焊接工艺及质量控制

一般情况下，在大型储罐建设项目开展过程中，采用焊接自动化技术的主要实施方法为埋弧自动焊接。在对储罐底板与对接接头进行连结时，主要有2种工艺：其一，埋弧自动平焊。其二，碎丝填充埋弧平焊。在进行焊接之前，第二种焊接方式要求将碎焊焊丝放在坡口内部，并保证其厚度合理，这样做的主要目的在于充分提高操作速度，进而提升实际工作效率。

通常，为避免埋弧焊接将储罐底板打透，需先开展手工焊接，做好封底工作。在此基础上，对坡口及其两侧一定范围内进行清理，避免污染物影响焊接质量。充分干燥后，结合实际需要进行定位焊接。为充分保证焊接质量，焊工应该对每段定位焊接缝的长度进行合理控制。底板焊接结束后，对储罐局部变形情况进行检查，结果显示：凹凸变形量最大值为30mm，满足相关设计要求。真空试验结果证实，渗透检测结果合格。

3.3 储罐壁板焊接工艺及质量控制

现阶段，储罐施工过程中，一般对立焊位置进行如下处理：若材质为不锈钢储罐，则焊条电弧焊，而电气立焊技术基本上不应用在不锈钢储罐上，这是因为电气立焊操作技术能够保证一次成型，不仅能够显著提高工作效率，还能有效降低焊接成本，保证焊接工艺质量。在实际工作中发现，人工焊接不仅对焊工自身机能要求高，同时也无法保证焊接质量，导致焊接作业不够稳定。为此，立焊作业时，采用二氧化碳气体保护焊技术，焊接方向自下而上，且为自动焊接操作，操作时，由于储罐壁板反面需要加水冷铜进行衬垫，因此选用滑动水冷铜快。为充分保证焊接质量，应利用自动焊接的优势及特征，并考虑到材质的特殊性，因此对焊接参数进行合理划分。例如，利用分层焊接方式，对焊接过程中所产生的热输入进行有效控制，不仅提高作业效率，同时也保证壁板自身焊接质量。

相邻两圈壁板焊接时，应首先进行纵向焊接，然后开展横向焊接。应保证每个对口之间的间隙合理，一般控制在3~4mm之间比较合适。内测则采用空心铜板进行铺设，利用U型工具对空心铜板进行有效固定，然后向内部注入冷却水，这样不仅能够发挥变形预防作用，同时也能促使焊缝反面成型。铺设自动焊接轨道，保证大型焊接设备正常作业。

3.4 其他位置焊接工艺及质量控制

根据实际经验指出，采用倒装方法施工和正装方法施工，在使用埋弧自动横焊技术时，具体操作方法存在一定差异。由于环缝无法与焊接专用轨道保持平行，因此焊接操作很容易发生跑偏。与此同时，采用埋弧自动横焊技术，往往会出现不受控制情况，与焊工自身操作及环缝特殊性关系密切。焊接操作时，由于焊剂不能有效回收，形成良性循环，也会在很大程度上出现大量焊剂被浪费的现象，从而对相应操作产生明显影响。对于储罐罐底焊接作业而言，若罐底产生大角裂缝，则利用埋弧自动焊剂技术。为此，应沿着缝隙周围布置多台焊机，以同方向焊接方式为主，根据行车走罐底边缘情况，设置支撑轮。只有这样，才能保证焊接小车紧紧贴于罐壁，从而准确定位，实现精准焊接。

3.5 焊接质量与效率分析

根据权威检验结果证实，5个储罐本体焊接拍片综述达到600张，当中6张需要返修，一次焊接操作合格率达到99%。另外，通过详细检查发现，储罐各部位焊接完成后，相应尺寸符合施工规范及设计要求。以3台1万立方级储罐为例，对每圈环缝进行焊接处理，如果找人工焊接，需要安排至少12名焊工同时操作。而采用自动焊接技术后，在同等施工环境及条件下，自动化焊接技术效率提高4倍。通过研究发现，采用焊接自动化技术过程中，只要能够保证参数准确且工艺措施正确，就可有效控制焊接缺陷。而埋弧自动焊接技术操作时，焊剂会对其产生保护作用，二氧化碳也能够使电弧燃烧趋于稳定，因此焊接操作过程基本不会出现飞溅现象。如此一来，储罐焊缝成型后，能够保证美观度，且焊接匀称。

4 结语

现阶段，我国焊接自动化技术水平逐年提高，在很多领域生产建设中发挥重要作用。而对于石油管道焊接及储罐建设而言，由于其建设周期长，且对焊接技术要求比较高，因此应对其加以关注。努力找出焊接自动化技术在实际应用中存在的问题，从而及时进行解决。在石油建设项目不断增加的情况下，焊接自动化技术将不断创新，从而适应实际需要。与此同时，随着我国逐渐成为制造业大国，焊接自动化技术也将被广泛应用在各个行业中，应用领域也将随之扩宽，这些因素亦会促进焊接自动化技术水平不断提高。