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篇1

【關(guān)鍵詞】 自動(dòng)焊接設(shè)備 全位置焊 機(jī)頭

隨著我國的管道建設(shè)事業(yè)不斷向前推進(jìn)，傳統(tǒng)的管道焊接技術(shù)已經(jīng)無法適應(yīng)時(shí)展的需求，為了應(yīng)對這種狀況，自動(dòng)焊接設(shè)備的應(yīng)用成為當(dāng)前的必然選擇。當(dāng)前，電站、化工等焊接都需要運(yùn)用這種設(shè)備，提高焊接質(zhì)量，改善焊接人員的工作環(huán)境，提高焊接效率。

1 自動(dòng)焊接設(shè)備概述

自動(dòng)焊接設(shè)備主要由控制系統(tǒng)、焊接機(jī)頭以及行走軌道等部分構(gòu)成?？刂葡到y(tǒng)自身由微機(jī)以及控制箱組成，主機(jī)的配套設(shè)備則與一般計(jì)算機(jī)沒有差別，主要有鍵盤、鼠標(biāo)等；控制箱則由輸入接口電路等部分構(gòu)成[1]。

其具體操作則由一些按鈕和按鍵完成，它們分布在焊接機(jī)頭以上面，焊接過程中需要對各種焊接系數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，該設(shè)備所用的焊接電源為弧焊電源。針對需要焊接的位置進(jìn)行確認(rèn)是一項(xiàng)較為重要的工作，這個(gè)過程需要通過幾個(gè)部分的控制模板來實(shí)現(xiàn)。在實(shí)施焊接的過程中，需要現(xiàn)場人員關(guān)注焊接設(shè)備動(dòng)向，根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況的變化，隨時(shí)調(diào)整機(jī)頭的位置情況[2]。

在進(jìn)行實(shí)際操作的過程中，真正起到作用的是機(jī)頭部分，在針對管道展開全位置焊接的過程中，根據(jù)現(xiàn)實(shí)要求，機(jī)頭需要被調(diào)整為復(fù)合運(yùn)作模式，以此使其一直處于能夠?qū)崿F(xiàn)焊接目標(biāo)的狀態(tài)運(yùn)作，以上做法的目的是為了確保焊接的水平能夠適應(yīng)焊接的需求，如此便能實(shí)現(xiàn)焊接的目標(biāo)。但是機(jī)頭在運(yùn)作的過程中受到諸多要素的影響，未必能夠達(dá)到復(fù)合的運(yùn)作狀況，使得原本的規(guī)劃無法實(shí)現(xiàn)。針對這種狀況，要改變焊接策略，將原本的整體焊接改為分段方式。同時(shí)，還有一個(gè)較為關(guān)鍵的問題，致使目前的自動(dòng)焊接技術(shù)在某種意義上說并不能算是真正的自動(dòng)焊接，因?yàn)樵谄溥\(yùn)作的過程中，需要安排一名人員對其進(jìn)行實(shí)時(shí)實(shí)地跟蹤，以保證其機(jī)頭的位置能夠調(diào)整到需要焊接的方位[3]。因此，當(dāng)前的自動(dòng)焊接設(shè)備仍然需要研究者們共同努力，對其進(jìn)行改進(jìn)。

2 焊接設(shè)備應(yīng)用在全位置焊接中的意義

自動(dòng)焊接設(shè)備在應(yīng)用的過程中，使用的驅(qū)動(dòng)方式具有旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)，這種方式的應(yīng)用使得焊槍的調(diào)整可以變得十分便利，對于整個(gè)焊接過程發(fā)揮出積極的意義。與此同時(shí)，還可以在應(yīng)用的過程中節(jié)約電能。設(shè)備的組成部件當(dāng)中有一個(gè)傳感器，在焊接過程中，需要將其安置在減速軸上，此種做法的目的是為了獲得較為精準(zhǔn)的操控。它還可以針對焊接過程中規(guī)定的各種焊接參數(shù)以及其他方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，確保整個(gè)過程的信息都能處于被設(shè)備接收，然后存儲與焊接工藝有關(guān)的性能數(shù)據(jù)，使其能夠在運(yùn)作的過程中獲得更加完善的表現(xiàn)。上述的兩種方式的默契搭配可以使得整個(gè)焊接過程中出現(xiàn)的狀況得到較好地處理。

步進(jìn)電機(jī)可以應(yīng)用在自動(dòng)焊機(jī)設(shè)備之中，其所發(fā)揮的作用會(huì)對整個(gè)焊接過程的順利進(jìn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在對其進(jìn)行應(yīng)用的過程中，其可以對電脈沖信號進(jìn)行分析，使其能夠轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在焊接中表現(xiàn)出較高的精準(zhǔn)度，使得運(yùn)作狀態(tài)較為穩(wěn)定，也不會(huì)在長時(shí)間的工作下出現(xiàn)偏差。其在全位置焊接中的表現(xiàn)較佳，運(yùn)作狀態(tài)良好，焊接的穩(wěn)定度也相對較高。

3 自動(dòng)焊接設(shè)備問題的防治策略

3.1 氣孔

將自動(dòng)焊接設(shè)備應(yīng)用到全位置焊接的過程中，這是較為常見的現(xiàn)象，出現(xiàn)這種狀況的誘因較多，比如材料本身的特性、操作質(zhì)量較差等。針對這種狀況，應(yīng)該在焊接工作進(jìn)行的時(shí)候，利用一些措施對材料進(jìn)行防護(hù)，可以加入保護(hù)氣體，將溫度控制在合理的范圍內(nèi)，在對氣體進(jìn)行運(yùn)用的階段，其填充必須要按照規(guī)定進(jìn)行，確保其純度能夠符合標(biāo)準(zhǔn)。氣候因素也會(huì)對焊接過程產(chǎn)生重要影響，因此應(yīng)該對周圍的環(huán)境進(jìn)行考量，比如在有風(fēng)的情況下，應(yīng)該采取措施對風(fēng)進(jìn)行控制，一般需要建立起防風(fēng)的帳篷。其他方面的因素也需要進(jìn)行兼顧，比如濕度等。焊接環(huán)境的干燥性也要維持在正常標(biāo)準(zhǔn)，因此在整個(gè)過程中需要運(yùn)用制熱設(shè)備進(jìn)行烘烤。

3.2 裂縫

焊道在進(jìn)行焊接操作之前需要對其進(jìn)行打磨，以獲得更加的焊接效果，但是在應(yīng)用的過程中，常常會(huì)因?yàn)槭褂玫拇蚰ド拜啿缓细穸沟么蚰バЧ艿接绊懀率购附映霈F(xiàn)死角，而使得焊接無法實(shí)現(xiàn)，不能針對原有裂縫進(jìn)行較好地焊合。針對這種情況，可以在進(jìn)行打磨的進(jìn)程中，嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行，使打磨效果能夠符合現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用需求。

鐵水流向偏差也會(huì)造成無法達(dá)到焊接目的的現(xiàn)象。熔池與焊道的位置不能保持同步，出現(xiàn)偏離，當(dāng)鐵水在進(jìn)行流動(dòng)的過程中，其軌跡也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的偏離，無法停留在需要焊接的位置，導(dǎo)致流向的一面得到焊合，而鐵水沒有流過的一面則會(huì)出現(xiàn)未被焊合的狀況。這種情況的解決需要具備及時(shí)性，必須在發(fā)現(xiàn)問題的時(shí)候盡最快地可能采取行動(dòng)，針對偏離的狀況實(shí)施人為干預(yù)，使原本偏離的軌跡調(diào)整到鐵水能夠正常發(fā)揮作用的位置。通過如此的調(diào)節(jié)，就會(huì)使得原本已經(jīng)流向別處的鐵水實(shí)現(xiàn)倒流，回到需要進(jìn)行焊合的位置，進(jìn)一步起到焊合的作用。

4 結(jié)語

事實(shí)證明，自動(dòng)焊接設(shè)備的應(yīng)用具有較多的優(yōu)勢，尤其是在全位置焊接中，更加能夠發(fā)揮出重要的作用，節(jié)省了勞動(dòng)力，降低資金支出?；谶@些原因，其應(yīng)用的前景必然十分廣闊，如此便可以為我國焊接事業(yè)的發(fā)展起到重要的推動(dòng)作用。本文針對自動(dòng)焊接的應(yīng)用意義進(jìn)行分析，進(jìn)而對在應(yīng)用的過程中出現(xiàn)的弊端進(jìn)行相應(yīng)的策略探討。

參考文獻(xiàn)：

[1]張衛(wèi)衛(wèi)，周好斌，，宋志強(qiáng).全鋁散熱器封頭自動(dòng)焊接設(shè)備的研制[J].焊接技術(shù)，2011（02）：112-113.

篇2

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化焊接設(shè)備；工程機(jī)械制造；自動(dòng)化焊接專機(jī)；焊接機(jī)器人

1自動(dòng)化焊接設(shè)備的主要特點(diǎn)

自動(dòng)化焊接設(shè)備的特點(diǎn)有以下四個(gè)方面：第一，其具有大型化及組合化的特點(diǎn)。在諸多的焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中已研制出許多種類的自動(dòng)化焊接設(shè)備，由于這一特點(diǎn)的存在，某些大型焊接中心能夠占據(jù)整個(gè)車間；第二，其具有數(shù)字化及智能化的特點(diǎn)。其在焊接的過程之中必須考慮焊件的接縫裝配間隙誤差及形狀，且不能忽略焊接期間的熱變形現(xiàn)象，基于這一特點(diǎn)使其對傳感技術(shù)具有較高的要求，且要將自適應(yīng)控制系統(tǒng)作為對其的技術(shù)支持。第三，具有高精度及高質(zhì)量的特點(diǎn)?？傮w來說，對于焊接機(jī)器人以及操作機(jī)的行走機(jī)構(gòu)定位精度嚴(yán)格保持在0.1毫米以內(nèi)，與其配套的焊接變位機(jī)的定位精度也要嚴(yán)格保持在0.05毫米以內(nèi)，基于這一特點(diǎn)，自動(dòng)化焊接設(shè)備長期以來均受到諸多機(jī)械制造企業(yè)的信賴。第四，具有管控一體化的特點(diǎn)。其利用諸多計(jì)算機(jī)軟件，利用局域網(wǎng)將生產(chǎn)及制造的管理系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化的控制，同時(shí)在發(fā)生故障的時(shí)候，能夠利用自動(dòng)化管控來對其進(jìn)行診斷并維修[1]。

2自動(dòng)化焊接專機(jī)與焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用分析

2.1自動(dòng)化焊接專機(jī)

2.1.1自動(dòng)化焊接專機(jī)的結(jié)構(gòu)

自動(dòng)化焊接專機(jī)是以焊接、機(jī)械及電氣控制這三個(gè)系統(tǒng)為主要組成部分。人工或機(jī)械手將工件放在工作臺上，利用焊接夾具進(jìn)行工件固定及定位，然后自動(dòng)啟動(dòng)電源的電弧進(jìn)行自動(dòng)化送絲和移動(dòng)及退回，焊接結(jié)束后將工件取下。

2.1.2自動(dòng)化焊接專機(jī)的應(yīng)用

自動(dòng)化焊接專機(jī)一般以雙絲焊接為主，對其的使用在一定程度上提高了進(jìn)行生產(chǎn)的效率，其與人工單絲焊接相比，其焊接的縫隙不會(huì)出現(xiàn)斷弧且有著較深的熔深，從力學(xué)性能的角度來講，對焊縫質(zhì)量有一定的提高[2]。自動(dòng)化焊接專機(jī)具有較高的自動(dòng)化焊接設(shè)備，利用相應(yīng)的傳感器及電子檢測線路能夠?qū)缚p的軌跡進(jìn)行自動(dòng)跟蹤及導(dǎo)向，還能夠?qū)?shù)進(jìn)行設(shè)置及調(diào)試。對于智能化的焊接專機(jī)來說，其可以應(yīng)用較高等級的傳感器并配合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、軟件及數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行智能化參數(shù)的調(diào)試，無形之中簡化了人工操作，但其有一定的局限性，日常生活中應(yīng)用相對較少。

2.2焊接機(jī)器人

2.2.1焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)

焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)由諸多部分組成，分別為機(jī)器人本體及控制器、焊接電源及變位機(jī)、機(jī)器人外部軸行走機(jī)構(gòu)及夾具、操作軟件及弧焊軟件包、傳感系統(tǒng)等。焊接機(jī)器人工作站的重要結(jié)構(gòu)為機(jī)器人本體和控制器，通常表現(xiàn)為六軸關(guān)節(jié)型，有著較為強(qiáng)大的負(fù)載能力及較為堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有較長的使用壽命。數(shù)字化控制這一技術(shù)作為機(jī)器人系統(tǒng)所采用的先進(jìn)技術(shù)，其利用數(shù)字總線將系統(tǒng)諸多部分進(jìn)行連接，從而避免其受到磁場的干擾[3]。

2.2.2焊接機(jī)器人的應(yīng)用

如今，焊接機(jī)器人尚處于較為重要的地位，主要原因在于其有著較高的柔性化和數(shù)字化程度，且其焊接的質(zhì)量相對較為穩(wěn)定，還具有相當(dāng)高的焊接精度?；谶@些特點(diǎn)，其能夠?qū)⒑附拥漠a(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行改善，從而不斷提高機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)力及競爭力。在相對較為復(fù)雜的焊件中，焊接機(jī)器人可以很快適應(yīng)這一焊縫。然而，其也具有一些缺陷，比如成本高及操作困難等。就其自身的特點(diǎn)，有些焊接機(jī)器人主要應(yīng)用在諸多的大型機(jī)械制造企業(yè)當(dāng)中[4]。

3自動(dòng)化焊接設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

基于工程機(jī)械制造企業(yè)彼此間生產(chǎn)水平及綜合能力的差距，對于自動(dòng)化焊接設(shè)備的應(yīng)用也有著較為明顯的差別。通過相關(guān)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，我國對自動(dòng)化裝備的應(yīng)用率不是很高。但近幾年隨著社會(huì)各方面的逐步發(fā)展，自動(dòng)化焊接設(shè)備的應(yīng)用呈現(xiàn)出上升的趨勢，特別是較大型的工程機(jī)械制造業(yè)，其作為焊接機(jī)器人較為重要的使用領(lǐng)域，但對于相對中小型機(jī)械制造企業(yè)而言，尚且需要對自動(dòng)化焊接設(shè)備的使用率進(jìn)行提高[5]。最近幾年，就自動(dòng)化焊接設(shè)備的類型而言，展現(xiàn)出了較為顯著的發(fā)展，相應(yīng)地焊接技術(shù)也顯示出長足的進(jìn)步。從傳統(tǒng)手動(dòng)焊接到目前的系統(tǒng)化及智能化的焊接專機(jī)、焊機(jī)生產(chǎn)線以及機(jī)器人設(shè)備的這一發(fā)展歷程，其克服了手動(dòng)焊接的缺陷，逐漸形成的自動(dòng)化焊接設(shè)備符合了現(xiàn)代社會(huì)對產(chǎn)品質(zhì)量的較高需求。進(jìn)而不斷地提升了企業(yè)的形象及核心競爭力。

4結(jié)束語

綜上所述，具有自動(dòng)化水平的焊接專機(jī)及焊接機(jī)器人擁有著顯著的優(yōu)勢，比如較高的質(zhì)量及效率等，基于這些優(yōu)點(diǎn)，自動(dòng)化焊接設(shè)備逐漸受諸多工程機(jī)械制造企業(yè)的信賴。所以，自動(dòng)化焊接設(shè)備的進(jìn)一步推廣并普及將成為工業(yè)社會(huì)發(fā)展的一種趨勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]王智營，楊蒙.自動(dòng)化焊接設(shè)備在工程機(jī)械制造中的運(yùn)用分析[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2017(7)：39-40.

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[3]曹新民.試論機(jī)電自動(dòng)化在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用分析[J].中國新通信，2016，18(16)：158.

[4]宋金虎.我國焊接機(jī)器人的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀[J].電焊機(jī)，2009，39(4)：18-20+67.

篇3

關(guān)鍵詞：高鐵重軌焊接生產(chǎn)線；軌料上料；成品下料；自動(dòng)輸送

中圖分類號：U215 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）03-0056-02

一、概述

目前，高速鐵路已經(jīng)成為世界鐵路發(fā)展的總趨勢，日本、法國、意大利、西班牙、英國、瑞典、俄羅斯等國家鐵路營運(yùn)時(shí)速已達(dá)到200～360km/h的范圍之內(nèi)。我國鐵路東部覆蓋不均衡，基礎(chǔ)設(shè)施落后，鐵路運(yùn)行速度低，致使鐵路運(yùn)輸效率低下，形成了運(yùn)輸高峰時(shí)嚴(yán)重堵塞的現(xiàn)象。目前，鐵路的發(fā)展已經(jīng)不適應(yīng)我國現(xiàn)代化建設(shè)，在某種程度上嚴(yán)重影響了國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。因此，改造現(xiàn)有鐵路設(shè)施、運(yùn)輸提速和新建高標(biāo)準(zhǔn)、高速鐵路建設(shè)和改造正在迅速進(jìn)行，取得了客觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

我國高速鐵路迎來了史無前例快速大發(fā)展的時(shí)代，高鐵焊接是高速鐵路建設(shè)中最重要的工序之一，而重軌焊接過程中的自動(dòng)輸送裝備又是焊接工序中的重要組成部分。由于該技術(shù)尚處于國內(nèi)空白，不能不采用落后的人工操作，產(chǎn)量低，自動(dòng)化程度差，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，危險(xiǎn)因素多，一直是高速重軌焊接的薄弱環(huán)節(jié)，滿足不了我國高速發(fā)展的鐵路事業(yè)需求。

高速鐵路必須有適合高速運(yùn)行的重軌做支承。高速重軌除了其材質(zhì)和軋制工藝有特殊要求外，在現(xiàn)場施工焊接方面也有很高的要求。目前，我國冶金企業(yè)軋制的重軌單根最大長度為100米，而高速鐵路建設(shè)需要將100米的單根重軌進(jìn)行多根拼接，高精度焊接后運(yùn)往施工現(xiàn)場再進(jìn)行焊接。由于我國高速鐵路建設(shè)起步晚，積累的經(jīng)驗(yàn)少，因此相關(guān)的施工技術(shù)還顯落后，裝備水平不高，建設(shè)效率低。在重軌焊接領(lǐng)域，多數(shù)建設(shè)項(xiàng)目還沒有形成系列、完善、科學(xué)和高效的施工方案，只是在焊接設(shè)備上引進(jìn)了國外的技術(shù)的設(shè)備，基本保證了焊接質(zhì)量的需要。目前，根據(jù)重軌焊接的產(chǎn)量要求，大多數(shù)焊軌廠采用雙作業(yè)流水線生產(chǎn)方式，兩條作業(yè)線共用原料場地，原料鋼軌的卸車、鋼軌運(yùn)輸均采用人工操作吊車運(yùn)輸方式，成品輥道下線、裝車也采用吊車運(yùn)輸方式。因?yàn)槿斯げ僮鞯踯嚨踹\(yùn)一次鋼軌，一個(gè)運(yùn)行周期需8～9分鐘，向兩條工作線運(yùn)料需16～18分鐘，同時(shí)還要進(jìn)行卸車交叉作業(yè)，因此吊車的運(yùn)送能力不能滿足雙焊軌作業(yè)線的生產(chǎn)要求（一個(gè)焊接周期6分鐘）；而在成品鋼軌下料輥道，若因吊車能力不足，將無法保證鋼軌及時(shí)運(yùn)離輥道線，造成下一根鋼軌不能按流程繼續(xù)生產(chǎn)，造成生產(chǎn)線卡阻。因此，由吊車完成的鋼軌上下料的物流速度，成為制約重軌焊接生產(chǎn)線能力發(fā)揮的主要

瓶頸。

為適應(yīng)高鐵建設(shè)的需要，我們在大量調(diào)研和深入研發(fā)的基礎(chǔ)上，將軌道橫移技術(shù)進(jìn)行改造，與重軌焊接生產(chǎn)線的焊接工藝對接，設(shè)計(jì)研制出國內(nèi)第一套“高速鐵路重軌焊接自動(dòng)輸送設(shè)備”。該設(shè)備通過擺動(dòng)梁橫移升降的方式將鋼軌逐根運(yùn)送到焊接輥道線上，大大縮短了軌料上料時(shí)間，解決上料區(qū)的物流輸送瓶頸問題；在下料區(qū)的物流瓶頸問題。

根據(jù)重軌焊接生產(chǎn)線的焊接要求，設(shè)計(jì)滿足焊接需要的自動(dòng)輸送設(shè)備，即上軌供料裝置和下線收集

裝置。

二、工作原理

本項(xiàng)目重點(diǎn)研發(fā)制造高速鐵路重軌焊接生產(chǎn)線軌料上料和成品下料自動(dòng)輸送設(shè)備。該設(shè)備由上軌供料裝置和鋼軌快速下線收集裝置組成，其生產(chǎn)工藝流程是：由吊車將料場堆積的重軌原料吊裝于上軌供料裝置的鏈床上，鏈床按照焊接生產(chǎn)線的節(jié)奏自動(dòng)控制完成上料動(dòng)作。具體動(dòng)作時(shí)：鏈床啟動(dòng)，鏈床擋塊將一根重軌推入焊接生產(chǎn)線輥道上方后，鏈床升降裝置驅(qū)動(dòng)鏈床下降將軌料放于輥道上，輥道運(yùn)作將鋼軌運(yùn)出，進(jìn)入焊接生產(chǎn)線。同時(shí)鏈床下降，退回，進(jìn)入下一個(gè)運(yùn)作周期，這樣即可逐根將軌料連續(xù)輸送至焊接生產(chǎn)線輥道，并與生產(chǎn)線運(yùn)作同步。上料裝置全部自動(dòng)化，通過自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與焊接生產(chǎn)線的同步；該部分裝備鏈床大小可根據(jù)最大軌料額長度設(shè)計(jì)制造，以適應(yīng)不同長度軌料的上料需求。軌料通過焊前處理、焊接、焊后處理后，進(jìn)入成品輸送輥道。在該段設(shè)置的快速下料裝置可以將重軌成品快速運(yùn)出生產(chǎn)線輥道，進(jìn)入下料鏈床，通過吊車調(diào)運(yùn)至成品料場。具體工藝過程是：成品重軌運(yùn)行至下料鏈床工作區(qū)后，鏈床升起，擋塊將重軌擋住，鏈床動(dòng)作，將成品推出輥道至鏈床尾部，等待吊運(yùn)。鏈床下降，返回，等待下一根成品軌。該段裝備通過自動(dòng)控制系統(tǒng)與焊接生產(chǎn)線保持同步，其長度可以根據(jù)成品長度設(shè)計(jì)制造，以適應(yīng)不同需要。并可以在快速下料的同時(shí)，通過翻轉(zhuǎn)和收集、打捆等裝置，實(shí)現(xiàn)成品重軌的自動(dòng)堆放和大捆，完全實(shí)現(xiàn)成品下料至包裝的工藝自動(dòng)化。

三、采用的新技術(shù)

軌道橫移技術(shù)在冶金企業(yè)已經(jīng)應(yīng)用多年，技術(shù)成熟，運(yùn)行可靠。本項(xiàng)目產(chǎn)品就是將這些成熟的技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，與高速重軌焊接生產(chǎn)線工藝要求接軌，滿足生產(chǎn)線快速上料和下料的需要，以解決多年影響焊接線各部分裝備節(jié)奏混亂，工作效率底下的瓶頸。整個(gè)產(chǎn)品在國內(nèi)眾多重軌焊接生產(chǎn)線中尚屬首創(chuàng)，該裝置的采用可以全面實(shí)現(xiàn)焊接線的高度自動(dòng)化，使我國重軌焊接生產(chǎn)工藝達(dá)到世界先進(jìn)水平。

該系統(tǒng)的升降裝置是采用平面四桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，控制系統(tǒng)通過快速以太網(wǎng)CP343-1與別的機(jī)組實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；采用標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議，充分保證整個(gè)系統(tǒng)的通訊暢通，并且系統(tǒng)的維護(hù)和擴(kuò)充也非常方便。人―機(jī)界面采用上位機(jī)控制，使操作方便、靈活。集中監(jiān)控系統(tǒng)采用可調(diào)焦220倍攝像頭監(jiān)控。自動(dòng)化系統(tǒng)采用PLC-300控制，CPU采用子門子315-2DP。

四、結(jié)語

綜上所述，本項(xiàng)目產(chǎn)品高速鐵路重軌焊接自動(dòng)輸送設(shè)備技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理，該電氣設(shè)備集低壓供配電、電氣自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)通訊、監(jiān)控?cái)z像為一體，為焊軌生產(chǎn)提供高效率、高品味的全自動(dòng)服務(wù)。該設(shè)備的技術(shù)先進(jìn)性及全自動(dòng)化程度在國內(nèi)尚屬首例。

高速鐵路重軌焊接自動(dòng)輸送設(shè)備的應(yīng)用，將對中國的高速鐵路重軌焊接生產(chǎn)線整體工藝水平的提高起到積極的作用，將生產(chǎn)線的工藝水平整體邁入國際先進(jìn)行列。未來幾年，中國將斥資幾十億的投資規(guī)模對現(xiàn)有十余條重軌焊接生產(chǎn)線進(jìn)行改造，“高速鐵路重軌焊接自動(dòng)輸送設(shè)備”的應(yīng)用前景廣闊。

參考文獻(xiàn)

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【關(guān)鍵詞】交流重載機(jī)車；枕梁簧座；自動(dòng)焊接

0 概述

枕梁簧座是交流重載電力機(jī)車重要承載的受力部件，其焊接質(zhì)量好壞直接影響機(jī)車運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。在焊接工藝中要求對枕梁簧座的主要焊縫進(jìn)行外觀磁粉探傷與焊縫內(nèi)部超聲波探傷，要求很高。早期主要采用松下CO2焊機(jī)進(jìn)行人工焊接。枕梁簧座其外形及尺寸如圖1所示，因?yàn)橥獠亢缚p采用16mm板并開坡口，造成焊縫填充量很大，不僅作業(yè)時(shí)間長，焊接人員易疲勞，而且手工焊接造成的焊接接頭多，焊接質(zhì)量不穩(wěn)定，焊縫差異很大，返工情況較多。因此，迫切需要采用自動(dòng)焊接工藝。

1 自動(dòng)焊接工藝介紹

采用IGM公司制造的RTI330-S型號懸掛布置的懸臂機(jī)器人配合RWM2/2000型號L型變位機(jī)的方式進(jìn)行自動(dòng)焊接，焊接機(jī)器人采用世界領(lǐng)先的奧地利福尼斯TPS5000型全數(shù)字化焊機(jī)。其工藝布局如圖2所示，主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

2 自動(dòng)焊接工藝的主要技術(shù)特點(diǎn)

機(jī)器人6軸外殼采用鋁合金鑄造結(jié)構(gòu)，可方便的直立或懸掛安裝使用。

高自由度的鉸接軸和反應(yīng)快速的短手臂設(shè)計(jì)，在保證相對較大工作范圍的同時(shí)，即使對于某些難以接近的焊縫，也可以最佳焊槍角度完成焊接工作。

機(jī)械手空心軸中的腕關(guān)節(jié)連接軸專利的集成化焊槍連接器（包括焊槍碰撞保護(hù)），對機(jī)械手保持獨(dú)立的多方面適應(yīng)性及柔性。為在狹窄空間內(nèi)或環(huán)形焊縫的焊接創(chuàng)造了與眾不同的優(yōu)異性能。

采用6寸彩色液晶屏，中文XP視窗操作界面與引導(dǎo)式編程方式，編程操作簡單易行。

采用全數(shù)字化控制的新一代焊接電源，焊接電源采用高頻逆變技術(shù)，全部數(shù)字化控制，可以高精度控制焊接電流。

采用高強(qiáng)度的水冷焊接系統(tǒng)，可以保證大電流連續(xù)自動(dòng)焊接，不僅提高焊接質(zhì)量，而且保證高的工效。

采用低中心的L型焊接變位機(jī)，可以雙軸±360°旋轉(zhuǎn)，保證焊接時(shí)焊縫處于最佳焊接位置。同時(shí)，低中心便于裝卸工件與觀察操作。

3 自動(dòng)焊接工藝的操作方式

考慮到板厚較厚，并且坡口較大，采用3層焊接成形工藝的形式，首先變位機(jī)將工件轉(zhuǎn)動(dòng)到平焊位置，從側(cè)板的直焊縫的中間位置引弧進(jìn)行環(huán)焊縫打底焊接，打底焊接的工藝參數(shù)：焊接電流為180～200A之間，焊接速度8.3mm/s，擺動(dòng)寬度3mm左右，擺動(dòng)頻率150Hz。在直焊縫位置，變位機(jī)不動(dòng)，僅僅機(jī)器人與焊槍移動(dòng)，在焊接圓弧部分焊縫時(shí)，變位機(jī)與焊接機(jī)器人進(jìn)行隨動(dòng)，確保焊縫一直處于平焊位置，完成打底后進(jìn)行焊縫層間處理，再進(jìn)行第二層焊縫的焊接。第二層的焊接參數(shù)：焊接電流為220～240A之間，焊接速度5mm/s，擺動(dòng)寬度6mm左右，擺動(dòng)頻率100Hz。第二層焊縫完成后進(jìn)行焊縫層間處理后再進(jìn)行蓋面焊接，蓋面焊接參數(shù)為：焊接電流280～300A之間，焊接速度3.3mm/s之間，擺動(dòng)寬度14mm左右，擺動(dòng)頻率80Hz。完成環(huán)焊縫焊接后，再進(jìn)行兩條側(cè)邊焊縫的焊接，焊接工藝與環(huán)焊縫相同，也需要將焊縫轉(zhuǎn)動(dòng)到平焊位置。焊接完成后，將機(jī)器人及變位機(jī)復(fù)位后，將焊接工件脫胎吊下，再進(jìn)行下一件的吊裝與焊接。

4 自動(dòng)焊接工藝使用效果

采用自動(dòng)焊接工藝后，簧座焊縫質(zhì)量得到了極大的提升，自動(dòng)焊接的焊縫探傷整體合格率得到很大的提升（在自動(dòng)焊接應(yīng)用前，一次探傷合格率為67.8%，應(yīng)用自動(dòng)焊接以后，一次探傷合格率提升到了89.8%）。不僅保證了產(chǎn)品質(zhì)量，而且提高了工效，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效應(yīng)增加明顯。

5 結(jié)語

在枕梁簧座應(yīng)用自動(dòng)焊接的過程中，也存在一些問題，需要在后續(xù)工作中繼續(xù)進(jìn)行研究與管理，以便于最好的發(fā)揮枕梁簧座自動(dòng)焊接設(shè)備的效能。

5.1 在使用過程中要及時(shí)監(jiān)控焊接設(shè)備狀態(tài)，因?yàn)樵O(shè)備狀態(tài)的好壞將直接影響焊接質(zhì)量。確保自動(dòng)焊接設(shè)備狀態(tài)處于良好狀態(tài)將有效的確保焊接質(zhì)量。

5.2 在由直焊縫向圓弧焊縫過度過程中，由于變位機(jī)需要與機(jī)器人焊槍隨動(dòng)，同時(shí)，圓弧部分氣體保護(hù)氛圍本身較差，因此，突然性的工件轉(zhuǎn)動(dòng)容易產(chǎn)生氣體紊流，造成保護(hù)效果減弱，容易造成焊接氣孔。我們采用壓低焊槍的方式進(jìn)行解決，有良好的效果，但無法100%完全消除氣孔。

5.3 由于側(cè)板圓弧部分壓型不夠標(biāo)準(zhǔn)，誤差較大，在組裝過程中有錯(cuò)位現(xiàn)象，導(dǎo)致焊縫部分縫隙不均勻，造成打底焊縫有焊穿的現(xiàn)象，需要不斷調(diào)整打底焊接電流，造成焊接質(zhì)量與工效的降低。同時(shí)，由于存在錯(cuò)位，焊縫的中心改變，也造成焊縫的單邊、咬邊與焊縫尺寸超差的情況，因此，在后續(xù)工作中要繼續(xù)深化以自動(dòng)焊接為中心的工藝提升，提升部件的尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)，以保證組裝后的部件尺寸，以適應(yīng)自動(dòng)焊接的部件要求，以進(jìn)一步提升焊縫一次性探傷合格率。切實(shí)提升工藝與實(shí)物質(zhì)量，保證機(jī)車的運(yùn)行安全。

【參考文獻(xiàn)】

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關(guān)鍵詞：土建工程研究；鋼筋焊接；方法探討

引言

主要介紹了土建工程中常用的各種鋼筋焊接技術(shù)的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用狀況。同時(shí)，介紹了一種新型的半自動(dòng)鋼筋閃光對焊機(jī)，該焊機(jī)具有操作方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低和成本低的優(yōu)點(diǎn)，對于保證工程的金屬結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量，具有較大的社會(huì)推廣價(jià)值。

1. 關(guān)于土建工程鋼筋焊接方法

1.電渣壓力焊接法，鐵絲圈引弧法和直接引弧法是引弧過程中采用的兩種方法。鐵絲圈引弧法就是在上下鋼筋端頭防止鐵絲圈，其高度大約是 100mm，短路引弧是通過電流與鐵絲圈上下的鋼筋端面接觸而形成的。在通電后把上鋼筋拉起，兩端頭的距離相差2-4mm 的引弧是直接引弧法。由于不導(dǎo)電雜質(zhì)會(huì)摻雜于鋼筋的端頭，所以引弧會(huì)遇到困難。同時(shí)鋼筋端頭太平滑也會(huì)造成引弧困難。為了解決這兩種現(xiàn)象帶來的困難，達(dá)到引弧的目的，可以通過把上鋼筋下移和下鋼筋短接，再將其提起。在渣池達(dá)到一定的深度后，電弧會(huì)因?yàn)樯箱摻畈迦嗽刂卸?，從而進(jìn)人電渣的過程。電阻熱的產(chǎn)生是因?yàn)殡娏髦苯油ㄟ^渣池，使渣池內(nèi)的溫度驟升，達(dá)到了將近 2000℃，鋼筋端頭因?yàn)闇囟鹊纳叨杆俚牡玫饺刍?。在鋼筋的端頭滿足全截面熔化的目的時(shí)，可以將上鋼筋下移，頂壓，達(dá)到熔渣、氧化物等雜質(zhì)排出鋼筋的目的，就是頂壓過程。同時(shí)還要將電源切斷，焊接的過程就結(jié)束了。

2.鋼筋氣壓對焊法，在我國，氣壓對焊技術(shù)經(jīng)過我國技術(shù)人員和操作工人不斷改進(jìn)完善，使得氣壓焊的操作工藝和氣壓焊設(shè)備都得到了飛躍式的發(fā)展。目前鋼筋氣壓焊技術(shù)已經(jīng)成為一種成熟穩(wěn)定的鋼筋施工工藝。2003 年國家建設(shè)部頒布了《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》的行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)，推廣使用“熔態(tài)焊法”新工藝。據(jù)多年現(xiàn)場反復(fù)試驗(yàn)，熔態(tài)氣壓焊法新工藝確實(shí)比以前普遍使用的固態(tài)焊法要容易掌握，徹底有效解決了操作工人技術(shù)要求較高問題，并且新工藝省去了磨削加工鋼筋端部的工序，有效簡化了操作工序，大幅提高焊接速度。從氣壓焊的設(shè)備來說，鋼筋氣壓對焊機(jī)也經(jīng)過了數(shù)代的改進(jìn)，不斷地完善。目前新一代的氣壓對焊機(jī)型已經(jīng)改進(jìn)了早期存在的一些缺陷問題，使得氣壓對焊機(jī)成為非常成熟穩(wěn)定的先進(jìn)機(jī)型。氣壓焊必將在未來建筑工程中發(fā)揮巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

3.預(yù)埋件鋼筋埋弧壓力焊法，預(yù)埋件鋼筋埋弧壓力焊接技術(shù)的鋼筋與鋼板未完全焊合，擠出的焊縫金屬與鋼筋呈分離狀態(tài)。出現(xiàn)這種情況的原因是：第一焊接電流小，時(shí)間短，母材加熱不足，熔池金屬少，因而冷卻速度快，頂壓時(shí)不易完全焊合。第二焊接引弧提升高度偏大（指自動(dòng)埋弧壓力焊），或下送不穩(wěn)定，使熔化過程發(fā)生中斷現(xiàn)象。預(yù)埋件鋼筋埋弧壓力焊接技術(shù)出現(xiàn)問題的防治措施適當(dāng)首先是加大頂壓力。其次是根據(jù)鋼筋直徑選擇恰當(dāng)?shù)囊√嵘叨?、電弧電壓焊接電流及相?yīng)的焊接時(shí)間，當(dāng)采取 500 型焊接變壓器時(shí)，鋼筋的焊接參數(shù)宜取所列數(shù)據(jù)的上，以提高焊接過程的穩(wěn)定性。

4.螺紋套管連接法，螺紋套管連接技術(shù)一種螺紋鋼焊接輔助連接件，它主要解決目前螺紋鋼連接施工存在受焊接場地和螺紋鋼焊接狀態(tài)的限制，施工中很難準(zhǔn)確確定螺紋鋼對接焊端點(diǎn)之間的位置，端面焊縫易存在非等強(qiáng)度，影響焊接質(zhì)量等問題，本實(shí)用新型包括半圓弧形金屬連接件本體，其特征是在金屬連接件本體的中間設(shè)置有向外凸出的弧溝，在弧溝端面上設(shè)置定位凸臺。優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)螺紋鋼氣體對接焊，節(jié)省能源，效率高，焊料填充完全，焊接接頭的強(qiáng)度優(yōu)于母材強(qiáng)度，焊接后可以彎曲，在焊接時(shí)能快速、準(zhǔn)確的確定螺紋鋼對接焊端點(diǎn)之間的最佳位置和間隙，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)螺紋鋼的端面焊縫等強(qiáng)度，提高焊接質(zhì)量，同時(shí)焊接工藝具有技術(shù)靈活性。

2. 關(guān)于鋼筋焊接施工應(yīng)注意問題

1.焊條管理，使用前焊條經(jīng) 300-350℃*2hr 干燥，然后保存在150℃溫度下。焊條一次領(lǐng)用量不要太多，要少取勤領(lǐng)。領(lǐng)出焊條放在焊條保溫筒（恒溫 150℃）中攜往現(xiàn)場，每次取出一根使用。不得已剩余的焊條應(yīng)再次干燥，而在次日首先發(fā)出使用。

2.點(diǎn)焊，點(diǎn)焊焊縫長度不得小于 100L。正式焊接前，對點(diǎn)焊焊縫進(jìn)行著色檢查，特別是它的兩端，若發(fā)現(xiàn)裂紋則磨去重點(diǎn)。施焊根部焊道的同時(shí)，打磨點(diǎn)焊焊縫兩端，以利熔合。

3.焊接，為防止氧滲入焊縫，應(yīng)用短弧焊。焊道接頭應(yīng)錯(cuò)開，焊道端頭應(yīng)打磨，以消除弧坑裂紋。不要在坡口外引弧，以免損傷母材，每層焊道施焊完畢后應(yīng)將焊道表面打磨平整，為下一層焊道的焊接創(chuàng)造有利條件。從背部施焊前，一定要很仔細(xì)地清理根部。焊工考核和焊接工藝試驗(yàn)仍舊按 IAD 規(guī)范 HI3 和 HP2/1 進(jìn)行。由于受到母材厚度的限制，低溫沖擊試驗(yàn)無法采用標(biāo)準(zhǔn) 10*10 試片，而采用 10*5 試片來進(jìn)行。

4.焊接順序，由外坡口分兩次充填，為了減少仰焊的困難，由兩名焊工同時(shí)對稱地施焊，一人焊塔體上半部的外側(cè)，另一人焊塔體下半部的內(nèi)側(cè)，為了確保焊接同步，專設(shè)一人傳遞信息加以協(xié)調(diào)。各側(cè)焊道分四段反復(fù)敷焊。上半部外側(cè)坡口和下半部內(nèi)側(cè)坡口充填完畢，再次檢查塔體準(zhǔn)直度，而后將塔體轉(zhuǎn)動(dòng) 180°，按同樣順序敷焊其余焊道，全部焊畢后還需最終檢查塔體準(zhǔn)直度。

5.焊縫檢查，施焊完畢后，對焊縫內(nèi)外表面進(jìn)行著色檢查，然后100%的 X 光透視。

3. 新型自動(dòng)鋼筋焊接設(shè)備的研制

從鋼筋自動(dòng)對焊技術(shù)的發(fā)展可以看出，自動(dòng)焊接保證了鋼筋焊接質(zhì)量更加穩(wěn)定、可靠，但沒有被建筑企業(yè)廣泛采納。制約自動(dòng)焊接設(shè)備廣泛使用的關(guān)鍵在于設(shè)備的成本以及設(shè)備對現(xiàn)場焊接的適應(yīng)性。

鑒于目前狀況有必要研制新型的低成本鋼筋自動(dòng)焊機(jī)，不僅可以保證焊接過程的穩(wěn)定性，也應(yīng)使設(shè)備的價(jià)格更具競爭力。

以鋼筋橫焊為例，西南交大與四川省建研院合作成功研制了一種新型的半自動(dòng)閃光對焊機(jī)。對焊機(jī)工件裝夾采用人工操作，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)替代人工杠桿加壓，用集中控制技術(shù)控制整個(gè)對焊過程。

采用該設(shè)備進(jìn)行不同級別的鋼筋焊接接頭性能試驗(yàn)，例如拉伸與彎曲性能，均能滿足使用要求。操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度也大為降低，減少了人為因素對焊接質(zhì)量的影響，焊接質(zhì)量更加穩(wěn)定，并通過了鑒定，獲得了國家新型實(shí)用專利。更為重要的是，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，其制造成本較低，使用方便，從而促進(jìn)自動(dòng)焊接設(shè)備在土建工程中的應(yīng)用與推廣。

在保證焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)上，為了加快工程的施工進(jìn)度，易于現(xiàn)場安裝，鋼筋焊接網(wǎng)已經(jīng)開始得到應(yīng)用。

4. 結(jié)語

就目前現(xiàn)狀來看，我國許多建筑公司在建筑工地現(xiàn)場使用的仍是 20 世紀(jì) 50 年代的半自動(dòng)鋼筋對焊機(jī)、手工電弧焊或電渣壓力焊等。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各類土木建筑工程對鋼筋焊接的質(zhì)量提出越來越高的要求。無論是摩天大廈還是水利工程，只要有鋼筋混凝土的地方，鋼筋對焊的質(zhì)量都必須引起重視。

參考文獻(xiàn)

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篇6

【關(guān)鍵詞】油氣管道；半自動(dòng)焊接；自動(dòng)焊接；焊接工藝

國內(nèi)油氣管道建設(shè)在引進(jìn)了下向焊接技術(shù)以后，目前手工下向焊技術(shù)已經(jīng)廣泛使用，藥芯焊絲自保護(hù)半自動(dòng)焊接技術(shù)在國內(nèi)也開始使用，而管道自動(dòng)焊接技術(shù)還處在研制階段。一些非專業(yè)管道施工隊(duì)伍仍然以手工上向焊接方法進(jìn)行管道安裝。在國外，澳大利亞、阿根廷、美國等國早已廣泛使用藥芯焊絲自保護(hù)半自動(dòng)焊接技術(shù)成功建設(shè)了多條油氣管道，而更為先進(jìn)的管道自動(dòng)焊接技術(shù)在美國、加拿大、前蘇聯(lián)等國也已經(jīng)被成熟運(yùn)用。面對如此巨大的差距，除了抓緊技術(shù)完善現(xiàn)有的管道手工焊接技術(shù)仍有積極的現(xiàn)實(shí)意義。引進(jìn)開發(fā)之外，針對國內(nèi)目前的現(xiàn)狀，不斷研究、發(fā)展、完善現(xiàn)有的焊接工藝是十分必要的。

一、下向焊接技術(shù)

1、操作要點(diǎn)

按照焊接順序，通常將管道焊接各層焊道稱為根焊、熱焊填充焊、蓋帽焊。根焊與熱焊道均為單道焊，而填充焊則可能是多層多道焊，這與管道的壁厚有關(guān)。焊接時(shí)，根焊采用直拉式運(yùn)條，不擺動(dòng)，只有當(dāng)間隙過大或熔孔過長時(shí)，可作往返運(yùn)條，以防止熱輸入過大而燒穿。熱焊的目的在于加強(qiáng)根焊，并通過繼續(xù)輸入熱量使焊道保持較高溫度而防止根焊產(chǎn)生裂紋、開裂等缺陷，一般均要求兩焊道間隔時(shí)間少于5min。采用直線往復(fù)運(yùn)條，焊接速度要快，并保證坡口邊緣熔合良好，熱焊之前必須進(jìn)行徹底清根。

2、優(yōu)點(diǎn)

手工下向焊通常使用纖維素焊條和低氫型焊條兩種專用下向焊條，它通過獨(dú)特的藥皮配方獲得上向焊無法比擬的優(yōu)良性能。與上向焊相比，下向焊電弧挺度好、吹力大，焊接熔深大，根焊可以單面焊雙面成型，而且熔渣少，易脫渣，不易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷，焊縫一次合格率高。由于采用薄層快速焊接技術(shù)，后層焊道對前層焊道有熱處理作用，尤其熱焊道與根焊道的間隔時(shí)間短，輸入的熱量使根焊道保持較高溫度，能使根焊道中的擴(kuò)散氫充分逸出，降低焊道中擴(kuò)散氫含量，并能防止根焊裂紋產(chǎn)生，使焊接接頭性能得到提高。上向焊根焊不能連續(xù)焊接，只能采用滅弧法施焊，速度太慢，而且缺陷多，因此采用下向焊進(jìn)行根焊和熱焊，以獲得好的根焊質(zhì)量和速度，而用上向焊進(jìn)行填充蓋帽，利用其焊層厚的特點(diǎn)，減少焊接遍數(shù)，提高整體焊接速度，即采取優(yōu)勢互補(bǔ)的辦法使用復(fù)合焊接工藝。

二、半自動(dòng)焊接技術(shù)

管道半自動(dòng)焊是采用電焊工手持半自動(dòng)焊槍施焊，由送絲機(jī)構(gòu)連續(xù)送絲的一種焊接方式。該焊接方法可節(jié)省更換焊條等輔助作業(yè)的時(shí)間，具有熔敷速度快、焊接接頭少、焊接收弧及引弧產(chǎn)生的焊接缺陷少等優(yōu)點(diǎn)，焊接合格率明顯高于手工電弧焊。國內(nèi)采用半自動(dòng)焊接技術(shù)始于1995～1997年建成的庫鄯輸油管道，實(shí)踐證明，該焊接法的應(yīng)用效果較好。目前，國內(nèi)在管道主體焊接中應(yīng)用比較成熟的半自動(dòng)焊工藝為纖維素焊條打底，自保護(hù)藥芯焊絲或CO2氣體保護(hù)焊絲進(jìn)行填充、蓋面。藥芯焊絲半自動(dòng)焊抗風(fēng)能力強(qiáng)，而CO2氣體保護(hù)焊絲的抗風(fēng)能力較差。半自動(dòng)焊焊接設(shè)備較手工電弧焊設(shè)備復(fù)雜，適宜在地形較好的平原、低矮丘陵和坡度較緩的山區(qū)地段機(jī)械化流水線作業(yè)上應(yīng)用。

三、全自動(dòng)焊接技術(shù)

全自動(dòng)焊是借助于機(jī)械和電氣的方法使整個(gè)焊接過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。目前國外用于管道焊接比較成熟的自動(dòng)焊技術(shù)主要有實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊和藥芯焊絲自保護(hù)焊技術(shù)。

（1）實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)自動(dòng)焊接技術(shù)自動(dòng)焊接技術(shù)減少了人為因素對焊接質(zhì)量的影響，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，容易保證焊接質(zhì)量，同時(shí)具有焊接速度快、焊接材料成本較低對焊工的技術(shù)水平要求較低等優(yōu)點(diǎn)，在國外已廣泛應(yīng)用于大口徑、大壁厚的管道焊接領(lǐng)域。但由于管道環(huán)縫為全位置焊接，對焊接裝備及控制系統(tǒng)要求較高，且全自動(dòng)氣體保護(hù)焊設(shè)備目前還存在造價(jià)高、維修難度大等缺陷。

（2）藥芯焊絲自動(dòng)焊接技術(shù)該焊接技術(shù)包括藥芯焊絲自保焊和藥芯焊絲氣保兩種方法，其焊接基本原理與實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊相似。藥芯材料主要有礦物材料、鈦合金透氣劑、穩(wěn)弧劑、造渣劑及還原劑等，與實(shí)芯焊絲相比，藥芯焊絲的優(yōu)點(diǎn)有熔敷速度快，焊接質(zhì)量好，沖擊韌性好，對各種管材的適應(yīng)性好，設(shè)備投資成本比全自動(dòng)氣體保護(hù)焊少等。

目前，國內(nèi)管道應(yīng)用全自動(dòng)焊技術(shù)正處于起步階段，應(yīng)用效果表明，焊縫表面成型規(guī)則、飽滿，內(nèi)在晶體組織較好，且與母材過渡圓滑；一次合格率達(dá)到97%，每道焊口的電弧燃燒時(shí)間為35min，全自動(dòng)焊比手工焊效率提高30%～40%。考慮到全自動(dòng)焊設(shè)備較為復(fù)雜，尤其是采用實(shí)芯焊絲氣保焊時(shí)，防風(fēng)棚必不可少，全自動(dòng)焊接一般應(yīng)用于平原、微丘等地形較好施工地段的大口徑、高壁厚管道。

參考文獻(xiàn)

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[關(guān)鍵詞]壓力容器；焊接技術(shù)；應(yīng)用；

中圖分類號：TM125 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）01-0316-01

一、壓力容器與焊接技術(shù)

壓力容器是指盛裝氣體或液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備。壓力容器的應(yīng)用十分普遍，在能源化業(yè)、化工業(yè)、石油、動(dòng)力、軍事工業(yè)和科研等領(lǐng)域有著非常重要的作用。焊接技術(shù)是指在高溫或高壓條件下，使用焊接材料（焊條或焊絲）將兩塊或兩塊以上的母材（待焊接的文件）連接成一個(gè)整體的操作方法。壓力容器主要的制造方法就是焊接，焊接質(zhì)量直接影響到壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量與效率。壓力容器的類型多種多樣，對焊接技術(shù)也就提出了多種多樣的要求。提高壓力容器焊接效率、降低生產(chǎn)成本、縮短制造周期是目前面臨解決的問題。

二、窄間隙埋弧焊接技術(shù)

隨著對壓力容器要求的提高，單位長度的焊接金屬填充量急劇增加，焊接消耗的材料越來越多， 都會(huì)隨之急劇增加，且變形明顯難以克服。窄間隙埋弧焊接技術(shù)就是針對以上缺點(diǎn)而發(fā)展起來的。根據(jù)熱輸入的大小，窄間隙埋弧焊接可分為低熱輸入窄間隙焊接和高熱輸入窄間隙焊接。

低輸入窄間隙焊接的焊絲熱輸入在6kj/cm一下，直徑0.9～1.2mm，一般采用雙絲或三絲，每根焊絲都有獨(dú)立的焊接源、控制系統(tǒng)和焊絲送進(jìn)系統(tǒng)。它的優(yōu)點(diǎn)為：1.減小了焊縫體積，減少了應(yīng)力，減緩變形，大大節(jié)省了焊絲消耗量。 2.焊縫晶粒細(xì)小、韌性好。3.母材金屬能均勻的稀釋到焊縫當(dāng)中。4.此焊接方法熱輸入低，可防止焊縫金屬裂紋。

高輸入窄間隙焊接所采用的焊絲直徑為2.5～4.8mm，焊接時(shí)電流較大，焊縫之間容易出現(xiàn)裂紋。為了防止產(chǎn)生裂紋，常采用脈沖電流焊接法和直流正接法。

窄間隙埋弧焊接的熱量小，坡口截面積小，變形逼一般焊接小，材料的性能變化也小。所以，窄間隙焊接具有很大的優(yōu)勢，其優(yōu)點(diǎn)為：1.由于焊接的坡口窄、焊縫金屬填充量少，節(jié)省了大量的工時(shí)和材料，既降低了成本，又提高了生產(chǎn)效率。2.焊接過程采用自動(dòng)跟蹤，提高了焊接接頭的質(zhì)量。3.窄間隙焊接時(shí)熱輸入較低，使得熱影響區(qū)的組織細(xì)化，提高了焊接的韌性和塑性。

三、彎管內(nèi)壁堆焊技術(shù)

經(jīng)過長時(shí)間的試驗(yàn)，人們發(fā)現(xiàn)，在使用一段時(shí)間后，壓力容器的接管內(nèi)壁大多都會(huì)出現(xiàn)一定程度的腐 蝕。因此，在實(shí)際操作生產(chǎn)過程中，為了延長壓力容器的使用壽命，需要對壓力容器的接管內(nèi)壁 焊接層進(jìn)行堆焊操作，將不銹鋼耐磨層堆焊在接管內(nèi)壁上。但是這樣在實(shí)際操作，彎管內(nèi)部堆焊設(shè)備的設(shè)計(jì)操作相當(dāng)復(fù)雜。在30°彎管內(nèi)壁堆焊實(shí)現(xiàn)90°彎管內(nèi)壁整體堆焊過程中，人們先將90°的彎管分為三段，分別進(jìn)行內(nèi)壁堆焊后，再整體組焊成90°彎管。而現(xiàn)在人們已經(jīng)發(fā)明出了90°彎管內(nèi)壁自動(dòng)堆焊設(shè)備。

1. 30°彎管堆焊技術(shù)

30°彎管內(nèi)壁自動(dòng)堆焊機(jī)的運(yùn)作方法為5軸協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)排列焊道。工件進(jìn)行3軸運(yùn)動(dòng)，第一，進(jìn)行勻變速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，與焊槍擺幅寬窄變化一致，焊接的速度保持不變；第二，工件每焊一圈，進(jìn)行平移變位使下一圈焊縫圓心處于旋轉(zhuǎn)中心上。焊接機(jī)頭進(jìn)行 2軸運(yùn)動(dòng)，每完成一圈的堆焊后，焊槍后退一個(gè)位移，進(jìn)行下一圈的堆焊；第三，工件每焊一圈，進(jìn)行擺角變位，使下一圈焊縫處于與焊槍垂直的平面內(nèi)；焊接過程中，焊槍做變擺幅運(yùn)動(dòng)，對應(yīng)彎管的內(nèi)外母線，擺幅從小到大再到小，使堆焊層保持均勻。

2 .90°彎管堆焊技術(shù)

90°彎管內(nèi)壁堆焊采用的方法為熔化極氣體保護(hù)焊，沿著彎管母線縱向進(jìn)行自動(dòng)堆焊。通過安裝在二維變位機(jī)的工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)焊接過程；90°彎曲焊槍安裝在三位導(dǎo)軌上，是為了實(shí)現(xiàn)焊槍的自動(dòng)變位；由于工件的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使每一條焊道都處于平焊位置。

四、接管自動(dòng)焊接技術(shù)

根據(jù)焊接的對象不同，接管的自動(dòng)焊接有兩種：接管與封頭的焊接、接管與筒體的焊接，兩種情況一般形式都是接管插入。

1. 接管與封頭的自動(dòng)焊接

操作時(shí)，首先需要對焊接設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)定心，方法是用焊槍對接管的外壁進(jìn)行自動(dòng)尋位，這樣，焊槍的旋轉(zhuǎn)中心就自動(dòng)定位在接管的中心線上，大大的提高了效率。自動(dòng)定心后，再通過焊絲的頂端對坡口底部進(jìn)行自動(dòng)定位，對焊縫高度方向上的變化進(jìn)行記錄，自動(dòng)跟蹤高度方向，完成非向心接管的焊接。在自動(dòng)焊接的過程中，設(shè)備中的橫向跟蹤傳感器始終跟蹤接管外壁，這樣使得焊絲與坡口側(cè)壁的距離保持一致。坡口的形式為單邊窄坡口，通過輸入有關(guān)工藝參數(shù)，以一層兩道或一層多道的方式自動(dòng)排列焊道，實(shí)現(xiàn)多層多道連續(xù)焊接。

2. 接管與筒體的自動(dòng)焊接

舊式的接管馬鞍形埋弧自動(dòng)焊設(shè)備是通過機(jī)械仿形的方式實(shí)現(xiàn)旱情的馬鞍形運(yùn)動(dòng)軌跡，不能適應(yīng)窄間隙坡口、厚度大以及內(nèi)馬鞍焊接的要求。近年來，操作方便，適應(yīng)性強(qiáng)的數(shù)控馬鞍形埋弧自動(dòng)焊接設(shè)備被開發(fā)出來，它采用的是數(shù)字化控制方法，利用接管的內(nèi)徑，自動(dòng)定心；焊槍的馬鞍形運(yùn)動(dòng)軌跡是以接管和筒體的直徑為參數(shù)，通過一定的數(shù)學(xué)模型自動(dòng)生成。自動(dòng)排列焊道，完成多層多道連續(xù)焊接；使用的焊槍為超薄大功率焊槍，這種焊槍適合厚度大，坡口間隙窄的焊接，采用一層兩道的方式自動(dòng)埋弧焊。

五、一種可以取代鎢極填絲氬弧焊的新型激光復(fù)合焊接技術(shù)

鎢極填絲氬弧焊的焊接質(zhì)量高，接頭的性能好，沒有飛濺，廣泛應(yīng)用于壓力容器的焊接，但是效率低的問題一直困擾著人們，因此很多人一直在尋找效率更高的工藝來取代這種焊接方法。純氬氣不能做一般熔化極氣體保護(hù)焊的保護(hù)氣體，在純氬氣保護(hù)氣體中，電弧很不穩(wěn)定，控制困難。主要原因是在純氬氣保護(hù)下，熔池陰極的輸出功率較低，使得熔池陰極斑點(diǎn)不穩(wěn)定。近年來，大功率激光器得以發(fā)展，出現(xiàn)了激光-電弧復(fù)合熱源焊接技術(shù)，成為現(xiàn)代焊接技術(shù)的熱點(diǎn)。大功率激光能使弧的在電弧的熔池中形成小孔，還能在電弧的熔池中形成小孔，這兩個(gè)特點(diǎn)都會(huì)吸引電弧和引導(dǎo)電弧。因此，在激光-電弧復(fù)合熱源焊接中，保護(hù)氣體可以用純氬，電弧能夠穩(wěn)定燃燒，不會(huì)影響電弧的穩(wěn)定和焊縫的成型。

參考文獻(xiàn)

[1]王華祥.探析壓力容器焊接新技術(shù)及其應(yīng)用[J]科技視界.2014

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關(guān)鍵詞：自動(dòng)化；焊接技術(shù)；機(jī)械制造；應(yīng)用策略

在機(jī)械制造生產(chǎn)作業(yè)中，焊接是其中應(yīng)用比較普遍的一項(xiàng)制造工藝，隨著當(dāng)前我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)和焊接技術(shù)的不斷優(yōu)化，使得自動(dòng)化焊接設(shè)備逐步應(yīng)用于機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)中，就此本文對自動(dòng)化焊接技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用策略進(jìn)行詳細(xì)探討，具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

1自動(dòng)化焊接技術(shù)

在我國，制造業(yè)占比較大，對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了一定的推動(dòng)作用。在工業(yè)制造業(yè)中，自動(dòng)化焊接技術(shù)的運(yùn)用是關(guān)鍵，也是我國工業(yè)制造業(yè)的核心。在工業(yè)制造業(yè)中運(yùn)用自動(dòng)化焊接技術(shù)，主要是指焊接操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，即在工業(yè)生產(chǎn)期間，對需要焊接的材料通過電腦控制進(jìn)行操作，焊接質(zhì)量較高，還能對焊接的時(shí)間、質(zhì)量等進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化控制。不過，目前自動(dòng)化焊接技術(shù)還未普遍運(yùn)用，如果自動(dòng)化焊接技術(shù)不到位，將造成資源的浪費(fèi)，因此需要對不足之處進(jìn)行研究改進(jìn)。為了促進(jìn)自動(dòng)化焊接技術(shù)的發(fā)展，要對焊接生產(chǎn)實(shí)施管理，滿足自動(dòng)化的要求標(biāo)準(zhǔn)，確保自動(dòng)化焊接技術(shù)運(yùn)用的穩(wěn)定性。在工業(yè)制造業(yè)生產(chǎn)過程中利用自動(dòng)化焊接技術(shù)，能夠提高我國工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境適應(yīng)力，有助于工業(yè)制造業(yè)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。自動(dòng)化焊接技術(shù)的實(shí)施需要工作人員較高的能力，較強(qiáng)的技術(shù)操作能力，能夠熟練操作自動(dòng)化焊接技術(shù)相關(guān)設(shè)備，確保自動(dòng)化焊接技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的全面推廣。自動(dòng)化焊接技術(shù)的運(yùn)用有助于我國實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化，解放勞動(dòng)力，降低工業(yè)制造業(yè)的生產(chǎn)成本，提高工業(yè)制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2自動(dòng)化焊接技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用意義

當(dāng)今時(shí)代，我國科學(xué)技術(shù)大力發(fā)展，特別是機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展更為迅猛。就當(dāng)前機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看，相關(guān)科研人員已經(jīng)成功的將自動(dòng)化、智能化控制系統(tǒng)與機(jī)械設(shè)備兩者相結(jié)合，一方面進(jìn)一步強(qiáng)化了整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，另一方面，因機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，其中投入的勞動(dòng)力和生產(chǎn)成本也因此降低[1]。除以上之外，通過自動(dòng)化的機(jī)械制造生產(chǎn)模式，促使機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)朝向規(guī)?；姆较蛏a(chǎn)，在批量化生產(chǎn)背景下進(jìn)一步提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。對于機(jī)械制造中所使用的自動(dòng)化焊接設(shè)備，主要有自動(dòng)焊接機(jī)、全自動(dòng)智能型焊接機(jī)器人等等，通過這些設(shè)備，不僅僅可減少勞動(dòng)者的工作強(qiáng)度，同時(shí)還可通過當(dāng)前比較先進(jìn)的編程技術(shù)和智能化控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)全天不停轉(zhuǎn)開展焊接生產(chǎn)作業(yè)，有助于提升整個(gè)企業(yè)的運(yùn)行效率。

3自動(dòng)化焊接技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用策略

3.1 新材料自動(dòng)化焊接技術(shù)

隨著我國工業(yè)制造業(yè)的發(fā)展，制造業(yè)的生產(chǎn)材料也不斷變化，針對新型材料，需要采用不同的焊接技術(shù)，但傳統(tǒng)的焊接技術(shù)對新材料的運(yùn)用存在許多不足，容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。采用自動(dòng)化焊接技術(shù)，因操作對象為機(jī)器人，可以將研究的數(shù)據(jù)結(jié)果輸入自動(dòng)化系統(tǒng)中，設(shè)定相應(yīng)的數(shù)據(jù)，利用新材料自動(dòng)化焊接技術(shù)快速提高生產(chǎn)效率，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的創(chuàng)新發(fā)展，也能促進(jìn)工業(yè)制造業(yè)的進(jìn)一步轉(zhuǎn)型。自動(dòng)化設(shè)計(jì)能夠提高工業(yè)制造業(yè)的生產(chǎn)效率，提高企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 自動(dòng)化焊接專機(jī)

在進(jìn)行大型機(jī)械設(shè)備的大規(guī)模、大批量生產(chǎn)制造過程中，通常采用自動(dòng)化焊接專機(jī)作為輔助完成生產(chǎn)。自動(dòng)焊接專機(jī)在進(jìn)行焊接作業(yè)過程中，具有非常強(qiáng)的焊接控制能力，在實(shí)際應(yīng)用中，將傳感器、電子電路安裝其中，能夠?qū)φ麄€(gè)焊接專機(jī)的焊接作業(yè)過程進(jìn)行全自動(dòng)化的跟蹤[3]。除以上之外，還可結(jié)合機(jī)械制造生產(chǎn)作業(yè)實(shí)際需求來對自動(dòng)化焊接專機(jī)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以此來進(jìn)一步提升整個(gè)焊接作業(yè)的工作成效。將其應(yīng)用于自動(dòng)焊接和旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，一般選擇雙絲焊接技術(shù)作為主要焊接方式。相比較于以往傳統(tǒng)模式下的手工操作技術(shù)而言，通過雙絲焊接技術(shù)，進(jìn)一步提升了機(jī)械制造生產(chǎn)效率，同時(shí)對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)焊縫斷弧問題起到了一定的避免作用，與此同時(shí)，雙絲焊接技術(shù)在進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)的烙深相對比較深，更能突出焊縫在其中的力學(xué)性能優(yōu)勢，能夠應(yīng)用于直線、曲線等多種類型焊縫焊接作業(yè)中，具有非常高的焊接工作效率，在實(shí)際焊接作業(yè)時(shí)，焊件變形越小越能保證焊接作業(yè)質(zhì)量，特別適用于規(guī)?；瘷C(jī)械加工生產(chǎn)作業(yè)中。從整體上來講自動(dòng)化焊接專機(jī)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，還具有非常高的智能化程度，主要體現(xiàn)在將更高等級傳感器應(yīng)用于自動(dòng)焊接中，能夠?qū)崿F(xiàn)人與機(jī)器之間的互動(dòng)，根據(jù)需求來調(diào)節(jié)其中的參數(shù)信息，更好的將自動(dòng)化焊接專機(jī)的作用發(fā)揮于實(shí)際機(jī)械制造生產(chǎn)中。

3.3 焊縫跟蹤技術(shù)

焊接機(jī)器人在焊接時(shí)，為保證焊縫軌跡的準(zhǔn)確性，需要進(jìn)行焊接縫隙實(shí)時(shí)跟蹤，機(jī)器人焊接時(shí)要能夠及時(shí)改變調(diào)整機(jī)器人焊接姿態(tài)情形，向著縮小焊接熱變形、減小軌跡偏差的方向補(bǔ)償，這樣能夠確保焊接質(zhì)量，該技術(shù)目前已經(jīng)普遍用于機(jī)器人焊接的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。（1 ）被動(dòng)式為主的視覺傳感器，能夠及時(shí)提取焊接縫隙邊緣區(qū)域和金液熔池區(qū)域的圖像信息，從而使機(jī)器人焊接過程中的軌跡能夠隨著關(guān)節(jié)移動(dòng)而糾偏。（2 ）主動(dòng)式視覺傳感器處理后的激光條紋圖像，機(jī)器人焊接視覺傳感器所采集的圖像信息都是關(guān)于焊縫特征的變化情況，通過觀測和分析可以得到焊接空間坐標(biāo)的焊縫軌跡路徑。

3.4 自動(dòng)化在線監(jiān)測技術(shù)

為了提高焊接產(chǎn)品的質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)焊接產(chǎn)品質(zhì)量的檢測，而在傳統(tǒng)焊接技術(shù)生產(chǎn)過程中，檢測工作主要由專人負(fù)責(zé)，實(shí)際檢測需要通過復(fù)雜的工序?qū)嵤?，按照一定的頻次進(jìn)行抽檢，無法對每一件產(chǎn)品進(jìn)行檢測，所以無法確保每一件產(chǎn)品的質(zhì)量。采用自動(dòng)化焊接技術(shù)能夠及時(shí)反饋質(zhì)量信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化在線監(jiān)測，對焊接的每一件產(chǎn)品進(jìn)行精準(zhǔn)地檢測，確保產(chǎn)品的質(zhì)量。

4未來發(fā)展趨勢

隨著近年我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在自動(dòng)化焊接領(lǐng)域中，各種焊接設(shè)備類型也因此獲得相應(yīng)的研究和發(fā)展，從以往傳統(tǒng)焊接工作中所使用的焊接機(jī)械手、座椅式位移計(jì)等逐步發(fā)展至今天比較智能化、系統(tǒng)化的焊接操作設(shè)備；對于焊接操作機(jī)，也逐步迎合時(shí)展對機(jī)械設(shè)備提出的需求，通過以上能夠看出當(dāng)前所使用的自動(dòng)化焊接設(shè)備的應(yīng)用越來越滿足機(jī)械制造提出的生產(chǎn)需求，不斷優(yōu)化和改進(jìn)，降低在以往手工作業(yè)模式下對工人身體帶來的危害影響，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，更好的滿足當(dāng)前對質(zhì)量方面提出的要求，對提升企業(yè)在市場中的競爭實(shí)力起到非常關(guān)鍵的作用。

結(jié)束語

我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們的生活水平在不斷提升，人們對各種事物的探索越來越深入，工業(yè)制造業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)非常大的比重，從事制造業(yè)生產(chǎn)的工作人員數(shù)量也較多，就焊接技術(shù)操作而言，工作人員的工作環(huán)境比較差，容易對工作人員的身體健康產(chǎn)生影響。實(shí)施自動(dòng)化焊接技術(shù)能夠改善工作人員的工作環(huán)境，提高工業(yè)制造業(yè)的生產(chǎn)效率，降低工業(yè)生產(chǎn)成本，有助于促進(jìn)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[關(guān)鍵詞]船舶制造 高效焊接

中圖分類號：U671 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）01-0000-01

1 前言

船舶制造是國家十大振興規(guī)劃的行業(yè)之一，船舶焊接技術(shù)是現(xiàn)代造船模式中的關(guān)鍵技術(shù)之一，其焊接工時(shí)約占船舶制造總工時(shí)的30%～40%，焊接成本約占船舶制造總成本的30%～50%，因此先進(jìn)的船舶高效焊接技術(shù)在提高船舶制造效率、降低船舶制造成本以及提高船舶制造質(zhì)量等方面具有十分重要的作用。

2 船舶高效焊接工藝的現(xiàn)狀

我國是世界造船大國，也正朝著世界第一造船大國的目標(biāo)邁進(jìn)，其船舶制造能力也在不斷擴(kuò)大。2005年我國船舶完工噸位突破1000萬t，達(dá)到了1200萬t，約占世界造船總量17%。正是在這樣的一個(gè)造船總量不斷攀升的大背景下，采用高效焊接來提高生產(chǎn)效率是船舶制造的必由之路。目前我國造船工業(yè)中常見的高效焊接技術(shù)主要有：

2.1 焊條電弧焊

（1）向下立焊焊條：與向上立焊相比，效率提高1-2倍。

（2）鐵粉焊條焊接工藝：工藝簡單實(shí)用，通過提高熔敷效率達(dá)到高的生產(chǎn)效率，一般提高50%以上。

（3）重力焊條：采用高效鐵粉焊條（一般直徑為5～8 mm ，長度為 550 mm、 700 mm和900 mm），熔敷率在130%～180%之間，常見的焊條牌號有CJ501FeZ等。

2.2 C02氣體保護(hù)焊

（1）實(shí)芯焊絲

我國氣體保護(hù)實(shí)芯焊絲的品種太少，今后大力擴(kuò)大品種的同時(shí)，也需進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)芯焊絲的工藝性能，降低飛濺、成形美觀等。焊絲表面應(yīng)具有防銹、功能。國內(nèi)常見的牌號是E49-1和E50-6焊絲。

（2）藥芯焊絲

藥芯焊絲是CO2氣體保護(hù)焊的主要焊材，其配合各種類型的襯墊可以實(shí)現(xiàn)單面焊一次成形，其特點(diǎn)是焊道成形美觀、電弧穩(wěn)定、飛濺小、全位置焊接、工藝性能良好、焊接熔敷速度快、生產(chǎn)率高等特點(diǎn)?，F(xiàn)在船廠普遍采用藥芯焊絲來焊接船舶結(jié)構(gòu)，以后CO2氣保護(hù)藥芯焊絲焊接將成為船廠的主要焊接材料和工藝。

2.3 埋弧焊工藝

主要應(yīng)用于平板平直焊縫，主要有單絲、多絲埋弧焊和窄間隙埋弧焊，其中應(yīng)用于平面分段流水線的FCB法焊接，F(xiàn)CB法是銅板上撒布厚度均勻的襯墊焊劑，并用壓縮空氣軟管等頂升裝置把上述填好焊劑的銅板壓緊到焊縫背面，從正面進(jìn)行焊接而形成背面焊道的一種單面埋弧焊接法，焊絲為Nittetsu Y―A（φ6.4 mm和φ4.8 mm），底層焊劑NSH一1R，主要是保證焊縫的背面成形，表面焊劑NSH一50，主要作用是保持電弧穩(wěn)定燃燒。該工藝焊接速度快，最高可達(dá)1500 mm/min。因此，需要在高速和大熱量輸入的情況下保證焊縫具有良好的力學(xué)性能和背面成形。另一種應(yīng)用較廣的方法是焊劑石棉襯墊單面焊（FAB法），它是一種單面埋弧自動(dòng)焊方法，利用柔性襯墊材料裝在坡口背面，并用鋁板和磁性壓緊裝置將其固定，其特點(diǎn)是簡便、省力、材料成本低廉。它主要應(yīng)用于曲面鋼板的拼接以及船體建造中船臺合攏階段甲板大口的焊接。

2.4 不銹鋼焊接

不銹鋼焊接多見于不銹鋼管及其附件之間的對接和角接，焊接方法多采用純CO2氣體或CO2+Ar混合氣體的CO2半自動(dòng)或自動(dòng)焊接（MAG焊），也可采用鎢極氬弧焊。根據(jù)母材的不同，對于C02半自動(dòng)或自動(dòng)焊焊絲，焊絲牌號常為1Crl8Ni9Ti焊絲、316L實(shí)芯或藥芯焊絲，以及317L實(shí)芯或藥芯焊絲，焊絲直徑為細(xì)絲，即φ1.0 mm和φ1.2 mm焊絲；對于鎢極氬弧焊，焊絲牌號一樣，只是焊絲的規(guī)格為粗絲，一般為φ1.6 mm和φ2.4 mm焊絲。

2.5 活性氣體保護(hù)焊焊接技術(shù)（MAG焊）

所謂的活性氣體保護(hù)焊焊接技術(shù)就是采用CO2+Ar混合氣體的CO2半自動(dòng)或自動(dòng)焊接，普遍應(yīng)用于不銹鋼的焊接。上海船舶工藝研究所開發(fā)適合船廠專用的雙絲單面MAG焊接技術(shù)與裝備，該項(xiàng)技術(shù)的主要特點(diǎn)是，可無間隙裝配，坡口內(nèi)定位焊、添加切斷細(xì)焊絲，背面應(yīng)用陶瓷襯墊，板厚在12～22 mm范圍內(nèi)可一次成形，焊接速度快，焊接效率高，焊接質(zhì)量好。

3 中海工業(yè)（江蘇）有限公司今后幾年的高效焊的發(fā)展以及應(yīng)用

中海工業(yè)（江蘇）有限公司作為我國船舶的骨干企業(yè)，未來幾年隨著公司3#船塢的啟用以及公司轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展必然，其造船規(guī)模與總量將有大幅度提高，預(yù)計(jì)2015年達(dá)到年造船總量150萬t。要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，除了擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提升造船管理水平外，加快高效焊接方法應(yīng)用，提高焊接生產(chǎn)效率也勢在必行。因此，中海工業(yè)（江蘇）有限公司今后幾年的高效焊發(fā)展趨勢有以下幾大特點(diǎn)：

3.1 焊接工藝、方法的多樣化

為了適應(yīng)船舶制造不同區(qū)域生產(chǎn)流程節(jié)奏，確保各生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)有序按時(shí)完工，根據(jù)現(xiàn)代造船技術(shù)特點(diǎn)，焊接新工藝推廣應(yīng)用是解決焊接生產(chǎn)效率提高的唯一途徑。如平面分段制造區(qū)域縱骨焊接采用多電極C02氣保護(hù)自動(dòng)焊，平直分段內(nèi)底板、甲板對接采用雙絲MAG焊。

3.2 C02氣保護(hù)焊將完全替代焊條電弧焊

目前，手工焊條焊接仍是中海工業(yè)（江蘇）有限公司不可或缺的主要生產(chǎn)工藝，而公司造船由于承接船舶向大型化、高附加值船舶轉(zhuǎn)變，焊條電弧焊低生產(chǎn)效率不可能滿足生產(chǎn)需要，自動(dòng)角焊、半自動(dòng)角焊、垂直自動(dòng)角焊等各類C02氣保護(hù)焊將替代焊條電弧焊，甚至在船塢、平臺區(qū)域和曲面分段制造車間也將不再采用焊條電弧焊方法，其或許只在少量焊縫修補(bǔ)中可能會(huì)使用。

3.3 焊接設(shè)備向大型化、系統(tǒng)化、集成化、自動(dòng)化轉(zhuǎn)變

中海工業(yè)（江蘇）有限公司由于造船模式、生產(chǎn)管理、工藝流程變化，對焊接生產(chǎn)提出了全新要求，焊接必將以機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)為主，這決定了選用的焊接設(shè)備具有大型化、集成化特點(diǎn)。以平面分段生產(chǎn)線為例，大拼板焊接需采用三絲的FCB單面焊接站，該焊接系統(tǒng)除了穩(wěn)定可靠的大功率埋弧焊電源外，還應(yīng)具有自動(dòng)送板、準(zhǔn)確定位、液壓控制等裝置。此外，需要配備高精度的跟蹤器及適合于焊機(jī)精確行走的大型門架結(jié)構(gòu)件。而縱骨焊接工位的多電極焊接系統(tǒng)可以滿足多根T形縱骨同時(shí)焊接，不僅生產(chǎn)效率高，而且焊接變形小，該系統(tǒng)除焊接外，同時(shí)具備自動(dòng)定位縱骨功能。另外，曲面分段、船塢、平臺等生產(chǎn)區(qū)域需配備C02氣保護(hù)自動(dòng)焊、雙絲埋弧焊、垂直氣電焊等各類自動(dòng)化焊接設(shè)備。

3.4 焊接材料的工藝、性能要求高

由于焊接方法的多樣化和自動(dòng)化程度提高，對焊材工藝要求進(jìn)一步提高，自動(dòng)化焊接勢必提高焊接熱輸入量。為保證焊接接頭綜合力學(xué)性能，特別是焊縫強(qiáng)度、韌性等指標(biāo)，船舶焊接生產(chǎn)中需要大量高性能焊材應(yīng)用。另外，焊接自動(dòng)化、機(jī)械化的高效率取決于焊接生產(chǎn)過程連續(xù)性，所以選用的焊材應(yīng)具有穩(wěn)定質(zhì)量和良好的焊接工藝性。同時(shí)，為了進(jìn)一步提高焊接生產(chǎn)效率，要求大尺寸焊縫或厚板焊接時(shí)采用高熔敷率焊材。對某些特殊船型，由于船板及部件的特殊性，焊接材料的性能同樣需要具有特殊的技術(shù)特點(diǎn)。

4 結(jié)語

從目前來看，中海工業(yè)（江蘇）有限公司在建的船舶以常規(guī)散貨船為主，但隨著公司的轉(zhuǎn)型升級發(fā)展以及憑借目前積累的11萬噸油輪、10000箱集裝箱船的建造經(jīng)驗(yàn)，公司將有能力建造LNG、LPG船以及海工船型等高附加值船舶。因此我們應(yīng)該珍惜這樣一個(gè)良好契機(jī)，充分利用現(xiàn)代化造船船用焊接設(shè)備，通過對造船焊接工藝不斷研究、改進(jìn)，開發(fā)出適于中海造船的焊接生產(chǎn)工藝，從而加快向現(xiàn)代化造船模式轉(zhuǎn)化，把船舶焊接技術(shù)水平提高到一個(gè)新的高度。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄭贊.船舶高端進(jìn)口焊材國產(chǎn)化淺析 金屬加工，2008（16）.

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關(guān)鍵詞：高壓空冷器；制造；技術(shù)措施

中圖分類號：TE98 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

高壓空冷器是廣泛應(yīng)用在石化行業(yè)、煉油行業(yè)、催化氫化過程中的配套換熱設(shè)備，在這些領(lǐng)域的生產(chǎn)過程中起著關(guān)鍵作用。近年來世界各國的加氫裂化技術(shù)都在迅速發(fā)展，對高壓空冷器的需求量不斷加大，也帶動(dòng)了我國國內(nèi)高壓空冷器的發(fā)展。

汽油等原料在臨氫壓力和催化劑的作用下裂變?yōu)榈头肿拥臒N類產(chǎn)物，如重石腦油和石腦油的過程稱為加氫裂化單元。這個(gè)過程要經(jīng)過加氫反應(yīng)、加氫裂化反應(yīng)和輕重石腦油的分離等步驟。在整個(gè)工藝過程中，加氫裂化后的產(chǎn)物經(jīng)過一系列高壓轉(zhuǎn)化器冷卻、冷凝后再凈高壓空冷器冷凝，最后進(jìn)入高壓分離心痛和抵押分離心痛得到分離。在整個(gè)工藝中高壓空冷器發(fā)揮了重要作用。

1 高壓空冷器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）根據(jù)操作介質(zhì)選擇適合的鋼材來制作管箱和換熱基管。

（2）將翅片管與管板連接設(shè)計(jì)為強(qiáng)度脹加密封焊形式，這樣可以抵抗因振動(dòng)而可能產(chǎn)生的疲勞破壞。

（3）合理設(shè)計(jì)矩形管箱四塊壁板間的焊接坡口形式和尺寸，以實(shí)現(xiàn)全焊透。

（4）在進(jìn)出口溫差大于110℃時(shí)，將進(jìn)、出口管箱設(shè)計(jì)成剖分式，使兩管箱間可以相對移動(dòng)，以避免熱膨脹差引起翅片管與管板拉脫。

（5）在翅片管與管板連接處增設(shè)抗腐蝕性能卓越的金屬鈦管，以避免該部位由于沖蝕而產(chǎn)生的破壞。

（6）對矩形管箱的制造、檢驗(yàn)提出嚴(yán)格的、切實(shí)可行的技術(shù)要求。

2 高壓空冷器的制造技術(shù)

2.1 制造材料的選用

高壓空冷器的使用環(huán)境決定了它對材料的嚴(yán)格要求，加氫的反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)器流出后經(jīng)3～5臺高壓換熱器換熱后到達(dá)高壓空冷器，在此被進(jìn)一步冷卻，使溫度降低到50℃左右。然后進(jìn)入高壓分離器進(jìn)行氣液分離。高壓空冷器的工作特點(diǎn)是：正常操作時(shí)溫度不高（200℃以下），但遇緊急放空時(shí)，會(huì)有大量未經(jīng)充分換熱的高溫氣體（>200℃）在短時(shí)間內(nèi)通過空冷器。因此要求空冷器翅片管具有良好的抗沖擊性能。介質(zhì)進(jìn)入空冷器時(shí)溫度一般已降到200℃以下。在這一溫度下，氫氣對一般碳鋼已無明顯腐蝕作用，所以大部分高壓空冷器的管束用材均為碳鋼。氫腐蝕是氫氣在高溫下對鋼材造成損傷的長期累積過程。但也有些加氫流程會(huì)出現(xiàn)一些中溫操作的空冷器，其正常操作溫度大于240℃。此時(shí)碳鋼已不能抵抗氫腐蝕。因而應(yīng)選取抗氫腐蝕性更好的CrMo鋼或Q345R（HIC）來制作管箱和基管。但對在苛刻工況下的空冷器管箱和換熱管，近年來也有采用雙相不銹鋼或Incolloy825等耐腐蝕性更強(qiáng)的材料。

2.2 焊接材料的選用

以Q345R（HIC）材質(zhì)的空冷器管箱為例，因?yàn)楦邏嚎绽淦鞯墓芟滗摪宀捎昧薍IC鋼板和H鋼板，因此所選的焊接材料要與這兩種鋼板材料相互匹配。根據(jù)NB/T47014-2011的規(guī)定，與HIC鋼材匹配的焊接材料要求含硫量小于0.01%，含磷量小于0.02%，硬度值不能大于200HB。而H鋼板所匹配的焊接材料含硫量小于0.012%，含磷量小于0.015，熔敷金屬硬度HB應(yīng)小于225。焊接材料的選擇對高壓空冷器制造也起到了決定性的作用。

2.3 焊接方法的確定

空冷器的管箱內(nèi)腔容積較小，使用一般的自動(dòng)焊設(shè)備有些障礙，必須選擇可進(jìn)行小空間、長距離的焊接設(shè)備，而且可以進(jìn)行埋弧自動(dòng)焊和氣體保護(hù)焊兩用的焊接設(shè)備。為了保證焊透且不燒穿，而且有利于清渣，一般采用藥芯焊絲氣體保護(hù)焊方法進(jìn)行自動(dòng)焊接，根據(jù)鋼板厚度確定焊接次數(shù)。

管箱承壓主焊縫的焊接方法為填角焊縫，外側(cè)焊縫的金屬鋼板采用埋弧自動(dòng)焊和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，其中二氧化碳連續(xù)、均勻、適量地通入電弧區(qū)內(nèi)，且通入的二氧化碳?xì)怏w必須經(jīng)過去濕處理，否者將水分帶入到焊接劑中造成焊縫不理想，焊縫上會(huì)產(chǎn)生氣孔。其次，通入二氧化碳的過程中要保證壓力適當(dāng)，如果壓力過大會(huì)將焊接劑吹散，并且影響電弧穩(wěn)定燃燒，造成焊縫上留下嚴(yán)重的氣孔；如果通氣壓力過小，不能順利推動(dòng)焊接劑前進(jìn)，且不能保證通氣均勻。同時(shí)，焊接方法對高壓空冷器的好壞也起著至關(guān)重要的影響，高壓空冷器制造的相關(guān)單位一定要選擇最合適的、最有效的焊接技術(shù)，全方位的保證高壓空冷器的制造質(zhì)量。

3 高壓空冷器的質(zhì)量保證措施

在高壓空冷器制造過程中，要想提高高壓空冷器的質(zhì)量就全面做好每一個(gè)相關(guān)的細(xì)節(jié)工作。首先，在制造材料選擇方面，選材的時(shí)候要嚴(yán)格的把好選材關(guān)，高壓空冷器的制造質(zhì)量就一定要嚴(yán)格地控制好制造的原材料；其次，在焊接過程中要選擇恰當(dāng)?shù)暮附臃绞?，必須選擇可進(jìn)行小空間、長距離的焊接設(shè)備，而且可以進(jìn)行埋弧自動(dòng)焊和氣體保護(hù)焊兩用的焊接設(shè)備。為了保證焊透且不燒穿，而且有利于清渣，一般采用藥芯焊絲氣體保護(hù)焊方法進(jìn)行自動(dòng)焊接，根據(jù)鋼板厚度確定焊接次數(shù)，并且在焊接后正確地進(jìn)行熱處理，焊接后應(yīng)該保證熱處理溫度保持在675度左右為最佳，在熱處理時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格的保證處理溫度，這樣可以很大程度的提高焊接質(zhì)量，進(jìn)而提高高壓空冷器的質(zhì)量；最后，也是最關(guān)鍵的是要嚴(yán)格的進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，高壓空冷器制造完成以后要請相關(guān)單位進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)證，務(wù)必把好這最后一關(guān)。如果高壓空冷器出現(xiàn)任何質(zhì)量問題必須要進(jìn)行處理，一定要杜絕不合格的產(chǎn)品上市，這不僅是對生產(chǎn)單位負(fù)責(zé)更為了廣大的消費(fèi)者利益考慮。

結(jié)語

高壓空冷器是廣泛應(yīng)用在石化行業(yè)、煉油行業(yè)、催化氫化過程中的配套換熱設(shè)備，在這些領(lǐng)域的生產(chǎn)過程中起著關(guān)鍵作用。近年來世界各國的加氫裂化技術(shù)都在迅速發(fā)展，對高壓空冷器的需求量不斷加大，也帶動(dòng)了我國國內(nèi)高壓空冷器的發(fā)展。

在我國全面建成小康社會(huì)和實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化建設(shè)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的關(guān)鍵時(shí)期，一定要實(shí)現(xiàn)全面的、可持續(xù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)每一個(gè)行業(yè)的健康的發(fā)展。這就要求國家必須加大建設(shè)力度，加大建設(shè)力度要依靠科技發(fā)展。而其中的高壓空冷器應(yīng)用的領(lǐng)域比較廣，它的應(yīng)用對社會(huì)發(fā)展和國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展都會(huì)起到至關(guān)重要的作用，所以國家一定要重視起來。

參考文獻(xiàn)