自動(dòng)焊接精選(九篇)

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第1篇：自動(dòng)焊接范文

關(guān)鍵詞：焊接；PLC；自動(dòng)化

焊接作為工業(yè)“裁縫”，是工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的加工手段，正常在汽車制造、建筑等行業(yè)中所涉及的焊接操作，其焊縫質(zhì)量需要那些經(jīng)過優(yōu)質(zhì)培訓(xùn)的焊工操作才能保證，一般人難以達(dá)到，同時(shí)由于焊接煙塵、弧光、金屬飛濺的存在，焊接的工作環(huán)境又非常惡劣，導(dǎo)致自動(dòng)化焊接的需求越來越多。自動(dòng)化焊接設(shè)備的意義主要由以下幾個(gè)方面。

（1）穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量，保證其均一性。焊接參數(shù)如焊接電流、電壓、焊接速度及焊接干伸長(zhǎng)度對(duì)焊接結(jié)果起決定作用。采用自動(dòng)化焊接時(shí)對(duì)于每條焊縫的焊接參數(shù)是恒定的，焊縫質(zhì)量受人的因素影響較小，降低了對(duì)工人操作技術(shù)的要求，因此焊接質(zhì)量是穩(wěn)定的。

（2）改善工人的勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)者的生產(chǎn)效率。采用自動(dòng)化焊接，工人只需要用來裝卸工件并且遠(yuǎn)離焊接弧光、煙霧、飛濺等危害。另外隨著高速高效焊接技術(shù)的應(yīng)用，使用機(jī)器人式的焊接，效率提高的更加明顯。

（3）產(chǎn)品周期明確，容易控制產(chǎn)品質(zhì)量。自動(dòng)化的生產(chǎn)節(jié)拍是固定的，因此安排生產(chǎn)計(jì)劃也非常明確。

1 自動(dòng)化焊接設(shè)備

1.1 焊接的工作原理

焊接利用正負(fù)兩極在瞬時(shí)短路時(shí)產(chǎn)生的高溫電弧來熔化焊條，從而達(dá)到與被焊物體結(jié)合的目的?，F(xiàn)設(shè)計(jì)焊接自動(dòng)化工作臺(tái)，主要完成3600旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，自動(dòng)化焊接過程滿足焊接工藝要求。項(xiàng)目研發(fā)的系統(tǒng)將從焊點(diǎn)分布、焊接順序、時(shí)間、電流、 溫度、受力和平面度等方面保障基體質(zhì)量 ，使焊接部分與非焊接部分硬度均勻一致，解決焊后變形問題，并提高生產(chǎn)效率，降低次品率，從而提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，也使得整個(gè)技術(shù)和管理的自動(dòng)化水平的提高。

1.2 焊接設(shè)備的組成部分

現(xiàn)設(shè)計(jì)該自動(dòng)化焊接設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖1所示。

該自動(dòng)焊接設(shè)備主要由自動(dòng)焊機(jī)、氣源裝置、焊槍伸出機(jī)構(gòu)、工件旋轉(zhuǎn)與壓緊機(jī)構(gòu)、電氣控制柜、門裝置、設(shè)備支架等幾個(gè)部分組成。

1.3 自動(dòng)化焊接設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)

該自動(dòng)化設(shè)備主要用于焊接碳鋼、不銹鋼圓筒形工件，用兩組法

蘭夾具夾住兩件被焊工件，將兩組工件的兩條環(huán)縫同時(shí)對(duì)接焊接，以達(dá)到整體工藝效果要求。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 動(dòng)作控制分析

在設(shè)備中，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)3600是由電機(jī)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)的控制應(yīng)用，是在電機(jī)的接線電路中，利用變頻器進(jìn)行控制，當(dāng)變頻器的輸出為正轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)從而正轉(zhuǎn)；當(dāng)變頻器輸出為反轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)從而反轉(zhuǎn)。從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)以及反轉(zhuǎn)的控制。

自動(dòng)焊接設(shè)備在正常工作時(shí)采用自動(dòng)操作方式，一個(gè)周期內(nèi)焊接一個(gè)工件，完成作業(yè)。當(dāng)工人在安裝調(diào)試或設(shè)備出現(xiàn)故障停止運(yùn)行時(shí)，可以采用手動(dòng)方式操作，從而方便了檢查故障的原因。自動(dòng)焊接運(yùn)行方框圖如圖2所示。

2.2 電氣系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

（1）主電路設(shè)計(jì)

工件焊接時(shí)，工件的旋轉(zhuǎn)是靠電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的，旋轉(zhuǎn)時(shí)需要無級(jí)調(diào)速，無級(jí)調(diào)速可選用變頻器來實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)設(shè)備需求選用容量為7.5KW的電動(dòng)機(jī)，再根據(jù)電動(dòng)機(jī)的容量選用變頻器，前提考慮電動(dòng)機(jī)三個(gè)方面的參數(shù)：

①電機(jī)的額定電流 ②電機(jī)的功率 ③電機(jī)的極數(shù)

最終可以決定選用三菱FR-E740-7.5KW變頻器，該變頻器的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)容易，可用于通用鼠籠型異步電機(jī)。

（2）PLC機(jī)型的選擇

控制根據(jù)被控對(duì)象對(duì)PLC控制系統(tǒng)的功能要求，根據(jù)設(shè)備的要求使用了9個(gè)不同的按鈕及使用信號(hào)輸入點(diǎn)12個(gè)，所以要用到的輸入數(shù)量預(yù)計(jì)有20個(gè)；使用了1臺(tái)三相交流電動(dòng)機(jī)，5個(gè)電磁換向閥，其輸出數(shù)量預(yù)計(jì)需要有10個(gè)，以及各種指示燈和安全系數(shù)上的硬件，再預(yù)計(jì)需要10個(gè)輸出點(diǎn)。在選擇機(jī)型時(shí)還要考慮以后設(shè)備的調(diào)整和擴(kuò)充，在實(shí)際統(tǒng)計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)基礎(chǔ)上，所以預(yù)留10%～20%的數(shù)量，可以選定三菱FX3U-64MR型號(hào)的PLC。

2.3 電氣系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

（1）系統(tǒng)自動(dòng)狀態(tài)流程圖

在自動(dòng)運(yùn)行過程中，有異常報(bào)警發(fā)生時(shí)，必須要按下復(fù)位按鈕來排除故障，直至報(bào)警蜂鳴器停止報(bào)警聲響，報(bào)警紅色指示燈滅，運(yùn)行綠色指示燈亮，方可運(yùn)行，否則，設(shè)備會(huì)一直處于有故障狀態(tài)中。

（2）梯形圖

三菱FX3U-64MR與變頻器通訊程序（略）。

3 結(jié)束語

實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，自動(dòng)焊接系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)中的運(yùn)用，可以較好的解決焊接困難、生產(chǎn)節(jié)拍低下、勞動(dòng)強(qiáng)度高等實(shí)際生產(chǎn)問題，在局部采用自動(dòng)焊接系統(tǒng)代替機(jī)器人焊接，價(jià)格低廉，受到了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社效益。

參考文獻(xiàn)

（1）周虹. 氣動(dòng)與PLC技術(shù)相結(jié)合在機(jī)械手設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.液壓與氣動(dòng).2004.3

第2篇：自動(dòng)焊接范文

一、自動(dòng)焊接技術(shù)的工作原理

自動(dòng)焊接技術(shù)是將焊接原理、自動(dòng)控制原理、機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理等進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合的一種加工技術(shù)，它實(shí)現(xiàn)了焊接過程的自動(dòng)化。在自動(dòng)焊接技術(shù)中，通過工件夾緊機(jī)構(gòu)、脫料機(jī)構(gòu)、焊槍夾緊機(jī)構(gòu)、焊槍氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等裝置完成了對(duì)工件和焊接設(shè)備的安裝與定位，再通過導(dǎo)軌床體、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)、氣動(dòng)尾頂滑臺(tái)機(jī)構(gòu)等裝置實(shí)現(xiàn)了焊槍與工件的前后、左右、上下運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)前，自動(dòng)焊接技術(shù)不僅采用了上述的各種原理和技術(shù)，同時(shí)大量運(yùn)用了數(shù)字化技術(shù)和人工智能化技術(shù)，使得自動(dòng)焊接技術(shù)向更高的一個(gè)技術(shù)平臺(tái)延伸。埋弧焊、等離子弧焊、激光焊、激光復(fù)合焊、MIG/MAG焊、TIG焊、機(jī)器人焊接等都是自動(dòng)焊接常用的設(shè)備與方法[1]。

二、機(jī)械加工行業(yè)對(duì)自動(dòng)焊接的需求

在當(dāng)今這個(gè)科學(xué)技術(shù)如此發(fā)達(dá)的時(shí)代，以往那種手動(dòng)焊接技術(shù)已經(jīng)很難滿足時(shí)展的需要，隨著自動(dòng)焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，該技術(shù)對(duì)機(jī)械行業(yè)造成了非常深遠(yuǎn)的影響，自動(dòng)焊接技術(shù)已經(jīng)成為機(jī)械加工領(lǐng)域中不可缺失的一部分。我國(guó)于五年前就已經(jīng)成為了世界上最大的鋼材消耗國(guó)，用鋼量已經(jīng)超過了2億噸，2014年我國(guó)的焊接材料生產(chǎn)總量為568萬噸，其中僅埋弧焊絲的產(chǎn)量占比約10.5%，59.6萬噸，年均增長(zhǎng)率保持在10%左右。截止目前為止，從我國(guó)焊接領(lǐng)域的現(xiàn)狀來看，自動(dòng)焊接及時(shí)滿足了機(jī)械加工領(lǐng)域中以下四個(gè)方面的需求。

（一）降低了人工成本

從企業(yè)的成本方面來講，自動(dòng)焊接技術(shù)因其工作效率高，大大降低了人工成本。在當(dāng)今這個(gè)人工成本高漲的時(shí)代，自動(dòng)焊接技術(shù)大大緩解了企業(yè)的用人成本，因此降低了企業(yè)的投入成本。

（二）降低了焊接危害

焊接技術(shù)被人們認(rèn)為是一種對(duì)工作者身體有害的工種，手動(dòng)弧焊中產(chǎn)生的弧光、煙塵、高溫對(duì)人體的健康有著較大的影響，同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間的焊接操作對(duì)于工作者來講是屬于高強(qiáng)度的勞動(dòng)。隨著自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用，不僅降低了工作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，還進(jìn)一步緩解了人工焊接對(duì)工作者帶來的壓力與危害。

（三）滿足了較高的焊接質(zhì)量要求

對(duì)于高強(qiáng)度的焊接作業(yè)要求，如果僅僅是依靠人工手動(dòng)來完成，焊接質(zhì)量難以保證。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，對(duì)于需要焊接加工的產(chǎn)品也逐漸向精細(xì)化、多元化的方向傾斜。因此，自動(dòng)焊接因其種種優(yōu)勢(shì)取代了人工手動(dòng)焊接。

（四）滿足了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的要求

隨著我國(guó)市場(chǎng)化經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)力也在不斷的升溫，隨著機(jī)械加工與制造行業(yè)全球化的到來，一個(gè)企業(yè)焊接設(shè)備與焊接工藝的好壞直接決定了該企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力[2]。自動(dòng)焊接作為一種高效、節(jié)能、環(huán)保的先進(jìn)加工設(shè)備和工藝，無疑在很大程度上提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

三、自動(dòng)焊接在機(jī)械加工中的應(yīng)用

自動(dòng)焊接設(shè)備是一種具有較高自動(dòng)化程度的焊接設(shè)備，屬于自適應(yīng)控制類專機(jī)。它通過自身配備的傳感器與電子檢測(cè)線路，可自動(dòng)跟蹤焊縫的軌跡導(dǎo)向，甚至還可以自動(dòng)完成對(duì)焊接參數(shù)地設(shè)置與調(diào)整。此外，它還能夠利用諸如視覺傳感觸角傳感器、光敏傳感器等高等級(jí)傳感器，通過與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、軟件、數(shù)據(jù)庫的配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)參數(shù)調(diào)整的智能化，且人工操作十分簡(jiǎn)便。但是由于受到很多條件的限制，智能化焊接在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用較少 [3]。本文主要從自動(dòng)化焊接專機(jī)與焊接機(jī)器人兩方面來探討自動(dòng)焊接在機(jī)械加工中的應(yīng)用。

（一）自動(dòng)化焊接專機(jī)的應(yīng)用

自動(dòng)化焊接專機(jī)常用于一些大型設(shè)備的批量生產(chǎn)中，雙絲焊接是自動(dòng)化焊接專機(jī)采用的主要焊接方式，比如在推土機(jī)的焊接生產(chǎn)中，雙絲焊接主要應(yīng)用于主臂和車架的焊接。自動(dòng)化焊接專機(jī)的使用大大提高了機(jī)械加工的生產(chǎn)效率，雙絲焊接的效率一般是人工單絲焊接的2倍，而且采用雙絲焊接，熔深較深，焊縫的力學(xué)性能更好。焊接自動(dòng)化專機(jī)可用于直線、曲線等多種形式焊縫的焊接，焊接效率高，焊接過程中焊件的變形小，質(zhì)量易于保障，適合大批量生產(chǎn)作業(yè)，同時(shí)還具有操作簡(jiǎn)單、成本低廉、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械加工中的應(yīng)用較為廣泛。自動(dòng)化焊接專機(jī)具有很高的性價(jià)比。

（二）焊接機(jī)器人的應(yīng)用

焊接機(jī)器人因其柔性化和數(shù)字化程度高、精度高、焊接質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)，在機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)能力與競(jìng)爭(zhēng)力方面起了非常重要的作用。焊接機(jī)器人在復(fù)雜的焊件中表現(xiàn)更為優(yōu)異，它能夠滿足復(fù)雜焊接件的加工要求。

但是，由于焊接機(jī)器人成本高、操作難度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格高等特點(diǎn)，暫時(shí)還不能大規(guī)模地用于生產(chǎn)。另外，在采用焊接機(jī)器人進(jìn)行焊接時(shí)的焊前準(zhǔn)備工作，如組裝、打底焊等，還得借助人工操作的方式完成[4]。另一方面，由于焊接機(jī)器人無法很好的自動(dòng)跟蹤焊縫，接觸尋位的效果也不盡人意，窄小空間無法施焊等缺點(diǎn)，焊接機(jī)器人在結(jié)構(gòu)和功能方面還需要不斷進(jìn)行研究改進(jìn)。

第3篇：自動(dòng)焊接范文

【關(guān)鍵詞】長(zhǎng)輸管道；全位置；自動(dòng)焊接；西氣東輸；管道口

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源的需求越來越大，世界各地開展了新一輪的管道建設(shè)熱潮，為適應(yīng)長(zhǎng)距離、大運(yùn)量的要求，油氣管道也逐漸向大口徑和長(zhǎng)距離的趨向發(fā)展。我國(guó)地域遼闊，能源分布不均，對(duì)能源大量需求的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)大多自身能源蘊(yùn)藏量極低，而且我國(guó)地形地貌復(fù)雜，使得我國(guó)對(duì)于油氣管道的布置要求特別高。為適應(yīng)我國(guó)油氣輸送的特點(diǎn)，輸送管道不僅要求口徑大、距離長(zhǎng)， 而且布置復(fù)雜，對(duì)管壁的厚度和材料強(qiáng)度都要求很高，這使得施工的難度極大。尤其對(duì)于長(zhǎng)輸管道，焊接是其中十分之關(guān)鍵的工序，焊接的質(zhì)量直接關(guān)系到管線以后的使用安全和效率。而對(duì)于國(guó)內(nèi)長(zhǎng)輸管道的高要求，傳統(tǒng)的手工焊接方法已經(jīng)難以適應(yīng)，亟需尋找一種更優(yōu)質(zhì)、高效的焊接工藝來適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，于是長(zhǎng)輸管道全位置自動(dòng)焊接技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

1.長(zhǎng)輸管道全位置自動(dòng)焊接技術(shù)的概念

全位置自動(dòng)焊接技術(shù)是近些年發(fā)展起來的一種比較先進(jìn)的管道施工工藝，在世界各地都有應(yīng)用。這種工藝的技術(shù)特點(diǎn)就是通過將管道固定不動(dòng)，讓焊接小車帶動(dòng)焊槍沿著管道壁軌道轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)管道的全位置自動(dòng)焊接。實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程的基本裝置有焊接小車、行走軌道和自動(dòng)控制系統(tǒng)。保護(hù)氣體一般用二氧化碳或二氧化碳和氬氣的混合氣體。為保證焊接質(zhì)量，可通過修改送絲速度、擺動(dòng)頻率、焊接速度等參數(shù)，以使得每臺(tái)焊機(jī)和焊口焊接工藝參數(shù)一致來實(shí)現(xiàn)。

全位置自動(dòng)焊接技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾方面：

（1）工作效率高。相比于傳統(tǒng)的手工焊接技術(shù)，全位置自動(dòng)焊接技術(shù)實(shí)現(xiàn)了焊絲的連續(xù)送進(jìn)，加快了焊絲的熔敷速度，避免了焊工換條時(shí)時(shí)間的浪費(fèi)，而且焊接時(shí)層間的雜物清理也更方便，其效率因而大大提高。

（2）焊接質(zhì)量更好。由于在焊接時(shí)有藥芯和惰性氣體的雙重保護(hù)，焊道成型更好，各種人為的缺陷也更少，并且，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接后，焊接質(zhì)量就不再受到焊接工人水平的限制，焊接質(zhì)量更好，尤其對(duì)于大口徑、大壁厚的管道，比人工焊接的技術(shù)優(yōu)勢(shì)更為明顯。

（3）大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。眾所周知，焊接是一項(xiàng)勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)環(huán)境惡劣、費(fèi)神費(fèi)力的工作，而全自動(dòng)焊接技術(shù)由于實(shí)現(xiàn)了焊接的機(jī)械化，所以對(duì)于工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，并且，在焊接過程中，全自動(dòng)焊接技術(shù)焊接更為穩(wěn)定，飛濺現(xiàn)象比較少，煙塵也少，這也改善了工人的勞動(dòng)環(huán)境。

2.施工過程

長(zhǎng)輸管道全位置自動(dòng)焊接的施工過程主要包括管口清理、管口休整和組對(duì)及焊接管道的安裝、焊接參數(shù)輸入、焊接和檢修幾個(gè)過程。下面一一進(jìn)行概述：

2.1管口清理

由于長(zhǎng)輸管道的管徑大、壁厚，在應(yīng)用全位置自動(dòng)焊接技術(shù)時(shí)，為適應(yīng)其流水作業(yè)的方式，要先進(jìn)行管口組對(duì)，所以就需要對(duì)管口進(jìn)行清理。一般清理范圍為管口附近100mm內(nèi)，要求將該范圍內(nèi)的塵土、油污、鐵銹等污垢全部細(xì)心清理至管壁呈現(xiàn)金屬光澤為止。

2.2管口修整、組對(duì)及安裝焊接管道

在清理完管口后，由于管口的坡口角度或者鈍邊厚的硬度太硬都會(huì)造成軌道的損傷，所以在焊接作業(yè)前，要對(duì)管口的一些集合參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，包括坡口角度、鈍邊厚度、管口橢圓度和垂直度等，如果測(cè)得的結(jié)果不符合要求則應(yīng)進(jìn)行休整，以便后續(xù)焊接軌道的安裝。管口組對(duì)并預(yù)熱后安裝焊接軌道時(shí)，所用的安裝工具要求硬度不高于焊接軌道的硬度，以免對(duì)軌道造成損傷。要求安裝的焊接軌道與管道表面的距離不大于3mm，與管口端面的距離應(yīng)小于2mm。

2.3輸入焊接參數(shù)

焊接軌道安裝完畢后，將焊機(jī)安裝在軌道上，之后要做的就是按照焊接指導(dǎo)書上的要求調(diào)整焊槍位置和角度。然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)焊接的要求得出恰當(dāng)?shù)暮附訁?shù)并將其輸入到計(jì)算機(jī)中。

2.4焊接

在上述幾個(gè)步驟完成之后，接下來就是關(guān)鍵的焊接了。直接啟動(dòng)焊接按鈕，焊機(jī)就會(huì)自動(dòng)沿著焊接軌道對(duì)管道進(jìn)行焊接施工了。而工人需要做的只是在一旁監(jiān)視即可，當(dāng)焊接過程中出現(xiàn)斷弧、跑偏等現(xiàn)象時(shí)，及時(shí)停機(jī)并采取糾正措施，直到焊接工序的完成。

2.5檢驗(yàn)

焊接工序完成后，拆卸掉焊接裝置，然后對(duì)焊接的成果進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，若有不合格的地方，則對(duì)其進(jìn)行手工焊返修或手工焊退修。檢修完成后，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理，焊接結(jié)束。

3.長(zhǎng)輸管道全位置自動(dòng)焊接技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)正式將全自動(dòng)焊接技術(shù)應(yīng)用到長(zhǎng)輸管道是在2001年5月的西氣東輸工程上。我國(guó)西部地區(qū)冬季嚴(yán)寒，夏季酷熱，晝夜溫差也大，且多為戈壁和荒漠；西北部地區(qū)海拔高，氣壓低；中部地區(qū)山勢(shì)陡峭，地形起伏大；動(dòng)、南部地區(qū)則氣溫高、多雨潮濕，這些都大大提高了西氣東輸工程的難度。針對(duì)西氣東輸工程高標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，我國(guó)石油行業(yè)的專業(yè)研究所和中國(guó)石油管道局共同對(duì)大口徑、大壁厚、高強(qiáng)度的管道布置技術(shù)進(jìn)行了深入研究，提出采用全位置焊接技術(shù)，并對(duì)該技術(shù)的施工工藝和工藝性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究和測(cè)試，為我國(guó)的西氣東輸工程打下了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

近年來，我國(guó)長(zhǎng)輸管道焊接技術(shù)通過引進(jìn)、吸收和創(chuàng)新，已經(jīng)取得了不少的成就。尤其在西氣東輸一線、二線、陜京三線等重點(diǎn)工程中的實(shí)踐研究后，我國(guó)已有了自己比較成熟的技術(shù)。比如APW-1型管道全位置自動(dòng)焊機(jī)已累計(jì)完成了大慶、遼河等油建施工單位合計(jì)100多公里的焊接任務(wù)，并且焊接一次合格率達(dá)到了98%。

4.全位置自動(dòng)焊接技術(shù)目前存在的問題

全位置自動(dòng)焊接技術(shù)并非沒有缺陷，在施工過程中，最常見的問題是未焊透和未熔合。這一方面是由于在工藝和設(shè)備磨合期內(nèi)，焊工不能很快的適應(yīng)坡口和大口徑的管道焊接。另一方面是坡口的加工質(zhì)量和組對(duì)質(zhì)量不怎么適合自動(dòng)焊機(jī)施工。遇到這類情況，建議采用手工施焊。

目前，從整體上看，我國(guó)長(zhǎng)輸管道全位置自動(dòng)焊接技術(shù)跟世界先進(jìn)水平還有一定的差距，但中國(guó)目前一些重大的項(xiàng)目，如西氣東輸三線、四線、中緬油氣管道等，都開工在即，為了更好地完成這些項(xiàng)目的建設(shè)，我們需要加緊研究新的焊接材料、新的焊接工藝與方法，以努力趕超世界先進(jìn)水平。

5.工程實(shí)例

2011年，某公司采用10套APW-R-I 型管道全位置自動(dòng)焊接機(jī)設(shè)備組成自動(dòng)焊作業(yè)班，然后對(duì)20名焊工進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)并考核通過后投入到西氣東輸施工建設(shè)中去。施工中累計(jì)完成1252處焊口，包括1016×146管道915道口，1016×175管道337道口，累計(jì)長(zhǎng)度一千多公里，最終統(tǒng)計(jì)所得的焊接一次合格率達(dá)到98%，取得了相當(dāng)好的效果。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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第4篇：自動(dòng)焊接范文

關(guān)鍵詞：立體車庫；設(shè)備制造；自動(dòng)焊接機(jī)器人；開發(fā)應(yīng)用；分析

立體車庫，顧名思義是指用來存儲(chǔ)取放車輛的機(jī)械設(shè)備體系，一般主要應(yīng)用于專業(yè)停車場(chǎng)管理企業(yè)，通過立體車庫能夠有效節(jié)省停車場(chǎng)面積，擴(kuò)大停車存放量，從而提高其停車費(fèi)用。按照車庫結(jié)構(gòu)，其主要有車庫結(jié)構(gòu)、傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及控制系統(tǒng)三部分內(nèi)容，其中車庫框架、立柱和邊梁是其結(jié)構(gòu)核心關(guān)鍵部件，這些部件一般由不同性狀品種筋板、鋼板鉚接組焊組成相應(yīng)結(jié)構(gòu)，其焊縫也呈現(xiàn)多面角焊縫、單邊V形焊縫，可以說這些設(shè)備焊接技術(shù)要求高，施工難度大。以往人工翻轉(zhuǎn)、變換角度焊接和氣體保護(hù)半自動(dòng)焊接施工不僅效率低，而且焊縫質(zhì)量也不高，一旦不慎就會(huì)導(dǎo)致有開裂、氣孔等狀況，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效能，也無法滿足市場(chǎng)需求。因此改善其設(shè)備制造自動(dòng)焊接技術(shù)，強(qiáng)化其焊接工藝就是當(dāng)前相關(guān)行業(yè)人員亟需解決的重任，對(duì)此本文借鑒了國(guó)內(nèi)外焊接機(jī)器人的開發(fā)和應(yīng)用，并在此技術(shù)上吸收精華，結(jié)合實(shí)際進(jìn)行改造創(chuàng)新，從而開發(fā)出更適宜本地企業(yè)生產(chǎn)的、性價(jià)比高、應(yīng)用效果好的自動(dòng)焊接機(jī)器人體系，使得其在立體車庫設(shè)備制造中發(fā)揮其應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)和效能。

1.立體車庫設(shè)備制造中自動(dòng)焊接開發(fā)內(nèi)容

在立體車庫設(shè)備制造過程中，自動(dòng)焊接機(jī)器人有確保焊接生產(chǎn)的穩(wěn)定均勻性、高質(zhì)量性、二十四小時(shí)高產(chǎn)能性、簡(jiǎn)化人工勞力、降低人工技術(shù)難度、改善生產(chǎn)環(huán)境等的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，該自動(dòng)焊接系統(tǒng)主要包括焊縫監(jiān)控跟蹤、電氣控制、焊接電源、機(jī)械傳動(dòng)等內(nèi)容，能夠借助焊縫跟蹤系統(tǒng)信號(hào)反饋來掌握焊縫軌跡，從而指揮實(shí)現(xiàn)焊槍進(jìn)行多道焊接程序，因此參考自動(dòng)焊接機(jī)器人運(yùn)行開發(fā)原理，實(shí)現(xiàn)其焊接技術(shù)的自動(dòng)化有著十分現(xiàn)實(shí)積極的意義。本文設(shè)計(jì)開發(fā)就要重點(diǎn)考察焊縫監(jiān)控跟蹤與其電氣控制是否相匹配，這就需要考慮焊接參數(shù)的有效控制（焊接電壓、電流、焊槍擺動(dòng)軌跡等）以及雙工位設(shè)備的機(jī)械體系，這樣才能夠使得其開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)達(dá)到最大效能。為確保該系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)，要解決下面幾點(diǎn)：

第一，自動(dòng)焊接技術(shù)。立體車庫設(shè)備構(gòu)件焊接應(yīng)當(dāng)對(duì)齊對(duì)平，其焊接所形成焊縫也應(yīng)該呈現(xiàn)出多面角與加強(qiáng)版組成焊縫。在進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)，就要考慮其焊槍運(yùn)行軌跡能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期焊接效果，也就是要考慮焊接參數(shù)（電流、電壓、焊槍擺動(dòng)軌跡）的控制。此外要考慮焊接有正負(fù)三毫米的平行度、加強(qiáng)板高度、坡口角度等誤差，因此合理采用先進(jìn)激光跟蹤焊縫的傳感器。

第二，焊縫自動(dòng)監(jiān)督跟蹤體系。一般普遍會(huì)采用先進(jìn)位移激光檢測(cè)器來定位焊接機(jī)械手定位、焊接工作中焊縫偏差測(cè)量，這個(gè)檢測(cè)器必須要具備傳感器和測(cè)量系統(tǒng)功能，通過檢測(cè)器光點(diǎn)（取決于檢測(cè)目標(biāo)對(duì)象距離）位置變化來獲取動(dòng)態(tài)信號(hào)，然后經(jīng)過微控制器來處理，就能夠得到與被檢測(cè)目標(biāo)距離相等的線性信號(hào)。這種優(yōu)越的跟蹤傳感性能就能夠狼嚎應(yīng)用于焊縫實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息的跟蹤和掌握中。當(dāng)然在不利焊接環(huán)境中，其焊接過程也要采取措施來避免焊接弧光、煙霧、熱輻射等不利干擾，如添加窄帶濾光片、在傳感器前加干燥壓縮氣體，如二氧化碳，做保溫措施等等。

第三，電氣控制及其他軟件體系。電氣控制和其他軟件系統(tǒng)主要是通過傳感檢測(cè)部位來檢查焊縫位置、焊接件位移，并將所得信息傳入到PLC中處理，而其數(shù)據(jù)輸入和監(jiān)控則有觸摸屏來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然其執(zhí)行系統(tǒng)則依靠伺服電機(jī)以及焊接電源來運(yùn)行，通過在觸摸屏輸入設(shè)計(jì)定好的各項(xiàng)參數(shù)，然后PLC就依照設(shè)定參數(shù)運(yùn)行，并在運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、調(diào)整焊縫位置，這就形成良好的閉路循環(huán)控制系統(tǒng)，從而有效實(shí)現(xiàn)高精度的焊接焊縫定位。一般電氣控制系統(tǒng)也要配套選用模擬量輸入、輸出模塊等軟件系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、焊縫跟蹤以及焊接電壓/流的控制。

第四，焊接過程工藝體系。所謂的焊接過程，在該自動(dòng)焊機(jī)機(jī)器人系統(tǒng)中就是焊槍軌跡控制過程，一般是空間三維和一軸擺角組成的四軸機(jī)構(gòu)，借助交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)作用、滾珠絲桿和直線導(dǎo)軌的傳動(dòng)作用來確保焊槍運(yùn)行深度和精度控制。當(dāng)然其導(dǎo)軌也要采用焊接防護(hù)罩。一般焊接過程都會(huì)參考焊接產(chǎn)能、焊接具體工件特點(diǎn)來計(jì)算設(shè)計(jì)焊接參數(shù)，從而模擬確定焊接過程，為確保焊接穩(wěn)定性，一般焊接系統(tǒng)會(huì)采用微電報(bào)波形控制焊機(jī)，持續(xù)性百分百的電源容量以及可選性強(qiáng)的多種操作模式，如手動(dòng)、自動(dòng)以及半自動(dòng)模式。通過這些過程系統(tǒng)就能夠完美實(shí)現(xiàn)焊接制造的機(jī)械客觀性和精準(zhǔn)掌控性，有利于避免人工焊接操作失誤，從而大大提高其焊接過程的掌控力以及生產(chǎn)水平。

2.應(yīng)用成效

通過使用上述開發(fā)的自動(dòng)焊接機(jī)器人運(yùn)行系統(tǒng)，有效提高了焊接焊縫安排的科學(xué)性和合理性，大大降低了焊接變形狀況，同時(shí)也提高了其設(shè)備部件焊接的外觀性能和質(zhì)量，對(duì)下部工序拼搭和加工有著積極的促進(jìn)效用。而且借助焊縫激光自動(dòng)監(jiān)視跟中系統(tǒng)有助于工作人員更好的掌握焊縫焊接動(dòng)態(tài)，便于焊縫尺寸實(shí)時(shí)測(cè)量工作。經(jīng)過應(yīng)用實(shí)踐并計(jì)算發(fā)現(xiàn)，其應(yīng)用效果頗為顯著，主要表現(xiàn)為幾點(diǎn)：生產(chǎn)效能增加三四倍、焊縫合格率增加五分之二、產(chǎn)品外觀美觀、質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)人員勞動(dòng)量降低、工作環(huán)境得到改善、成本大幅度降低（材料、人工、返工等等）。

3.結(jié)束語

總而言之，根據(jù)上文所述不難看出，自動(dòng)焊接機(jī)器人系統(tǒng)能夠從源頭克服傳立體車庫傳統(tǒng)設(shè)備制造弊端，深層次提升了企業(yè)生產(chǎn)工藝和核心競(jìng)爭(zhēng)力，能夠幫助企業(yè)占領(lǐng)更好市場(chǎng)地位，也有利于企業(yè)戰(zhàn)略性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

第5篇：自動(dòng)焊接范文

關(guān)鍵詞：自動(dòng)焊接 PLC 步進(jìn)電機(jī) 旋轉(zhuǎn)編碼器

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416(2012)01-0052-02

某金屬制品廠為了適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)，滿足用戶的不同需求，開發(fā)出了多款形狀各異的花灑。該類產(chǎn)品是用黃銅板沖壓后經(jīng)氬弧焊對(duì)焊而成。手工焊接效率低，且無法滿足工藝要求。而用焊接機(jī)器人或其它高級(jí)焊接設(shè)備，雖能滿足工藝要求，但設(shè)備投資太大，對(duì)操作工的要求也較高，使得產(chǎn)品缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。為此，采用了PLC控制的低成本自動(dòng)焊接機(jī)研制成功，使產(chǎn)品得以順利上市，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

1、焊接機(jī)的焊接工藝要求及主要運(yùn)動(dòng)

本設(shè)備在焊接工件時(shí)，需要滿足以下工藝要求：

(1)焊接速度能調(diào)節(jié)；

(2)焊槍與工件在任意位置的夾角盡可能保持不變；

(3)焊針與焊縫的相對(duì)距離必須相同；

(4)起弧及收弧時(shí)間可以調(diào)整。

本設(shè)備的主要機(jī)械運(yùn)動(dòng)如下：

(1)采用工件轉(zhuǎn)動(dòng)而焊槍相對(duì)固定的方式；

(2)采用機(jī)械仿形法使焊槍能隨工件的轉(zhuǎn)動(dòng)而上下移動(dòng)；

(3)主軸電機(jī)采用了變頻調(diào)速，使工件能在一定的范圍內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；

(4)利用步進(jìn)電機(jī)、滾珠絲桿根據(jù)工件角度的變化而驅(qū)動(dòng)焊槍作相應(yīng)動(dòng)作。

2、主要部件的選型

(1)可編程控制器 因需要將工件旋轉(zhuǎn)的角度通過PLC運(yùn)算處理后，輸出信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)，為此需要輸出高速脈沖等。故應(yīng)選擇晶體管輸出型的PLC。本設(shè)備采用了三菱FX1S-3OMT型的PLC。

(2)步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器 由于是通過了滾珠絲桿帶動(dòng)焊槍動(dòng)作，負(fù)載較輕，對(duì)力矩的要求不高，主要應(yīng)考慮電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。本設(shè)備使用了型號(hào)為PK245-2A的步進(jìn)電機(jī)，其步距角為1.8度，電流為0.8A，靜力矩為0.3N.m。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器型號(hào)為XDL-15，電流為0.2-1.5A，可2-128細(xì)分。

(3)旋轉(zhuǎn)編碼器 選用工作電壓12至24VDC，每圈脈沖數(shù)為1800的光電式旋轉(zhuǎn)編碼器，型號(hào)為CB一1800HC。該型編碼器輸出A相、B相和Z相3組信號(hào)，其A、B兩相相位差為90度。

3、系統(tǒng)組成及其功能

本設(shè)備由工件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（包括主軸及拖動(dòng)電機(jī)）、焊槍驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（包括步進(jìn)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器及編碼器）及PLC控制部分構(gòu)成。

控制功能如下：主軸電機(jī)由變頻器控制，以拖動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。通過旋轉(zhuǎn)編碼器對(duì)主軸的轉(zhuǎn)速及角位移進(jìn)行測(cè)量，得到的數(shù)據(jù)再經(jīng)PLC高速處理后，成為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

經(jīng)過回原點(diǎn)操作后，按啟動(dòng)按鈕SB1（X6）（I/O分配圖見圖1，以下同），主軸電機(jī)啟動(dòng)，工件旋轉(zhuǎn)。Y7接通T1G開關(guān)至起弧結(jié)束時(shí)斷開。步進(jìn)電機(jī)低速反轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)焊槍接近相應(yīng)特征點(diǎn)后，以高速正轉(zhuǎn)通過特征點(diǎn)。經(jīng)過四次循環(huán)至360度時(shí)，Y7重新接通至收弧時(shí)間結(jié)束時(shí)斷開，焊接過程結(jié)束。為方便操作者針對(duì)不同規(guī)格的產(chǎn)品調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，特設(shè)計(jì)了具有自學(xué)習(xí)功能的調(diào)試程序。即當(dāng)操作者需要對(duì)主軸轉(zhuǎn)速、起弧及收弧時(shí)間作調(diào)整時(shí)，只要將調(diào)試開關(guān)SAO（X11）閉合一個(gè)焊接周期即可，此時(shí)，各運(yùn)行參數(shù)自動(dòng)存入PLC中相應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器中，以作為自動(dòng)焊接時(shí)的運(yùn)行參數(shù)。

4、編程關(guān)鍵點(diǎn)

(1)角度測(cè)量:將旋轉(zhuǎn)編碼器的A、B相脈沖信號(hào)接入PLC的XO、X1輸入端，通過高速計(jì)數(shù)器計(jì)錄脈沖個(gè)數(shù)，從而可以測(cè)得工件在任意位置的角度。

(2)各特征點(diǎn)的取得：利用FNC224(觸點(diǎn)比較指令)將各特征點(diǎn)的角度值與高速計(jì)數(shù)器進(jìn)行比較，從而驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的輔助繼電器。

(3)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器程序：

1)轉(zhuǎn)向：由圖一知，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的方向信號(hào)由PLC的輸出端Y2狀態(tài)確定，即Y2為ON時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，Y2為OFF時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)。

2)轉(zhuǎn)速：步進(jìn)電機(jī)在0度至40度時(shí)，以低速驅(qū)動(dòng)焊槍改變角度，而在40度至50度（即工件轉(zhuǎn)角時(shí)），則以一個(gè)較快的速度使焊槍在較短的時(shí)間內(nèi)改變一個(gè)較大的角度。本程序采用PLSY和PLSR分別輸出低頻和高頻脈沖信號(hào)，經(jīng)試驗(yàn)，低速時(shí)采用PLSY指令輸出，電機(jī)起停對(duì)機(jī)械造成的沖擊較小，不影響焊槍角度的改變。而高速時(shí)的沖擊不容忽視，所以采用PLSR指令，經(jīng)反復(fù)調(diào)試，設(shè)定一個(gè)合適的加、減速時(shí)間，使之平穩(wěn)起停。

3)主軸轉(zhuǎn)速的測(cè)定：由焊接工藝知，同一種工件在不同的環(huán)境下，要求的線速度及起、收弧時(shí)間不同，所以主軸轉(zhuǎn)速需作相應(yīng)調(diào)整，而改變主軸轉(zhuǎn)速的同時(shí)，也必須對(duì)焊槍改變角度的速度作相應(yīng)的調(diào)整，(即改變步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速)于是對(duì)主軸轉(zhuǎn)速的檢測(cè)就成為必須。筆者采用SPD指令，通過PLC的X2端口檢測(cè)旋轉(zhuǎn)編碼器B相信號(hào)在單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)來獲得主軸轉(zhuǎn)速。

4)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)頻率的確定：主軸轉(zhuǎn)速改變的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的脈沖頻率也應(yīng)作相應(yīng)的改變。筆者采用MOV指令，將SPD所測(cè)得的轉(zhuǎn)速值送入寄存器，然后與常數(shù)（即機(jī)械傳動(dòng)裝置的固有關(guān)系）運(yùn)算（MUL、DIV等指令）得出高速和低速時(shí)的頻率。

5)起弧時(shí)間與收弧時(shí)間的確定：T1G信號(hào)開關(guān)動(dòng)作后，即Y7得電（見圖1）利用外接時(shí)間繼電器KT1、KT2 調(diào)節(jié)起、收弧時(shí)間（筆者認(rèn)為，若采用撥碼開關(guān)等輸入設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入，則會(huì)占大量的輸入端子，不利于壓縮成本）。KT1、KT2的延時(shí)閉合觸點(diǎn)分別接PLC的輸入囗X15、X16，通過PLC的內(nèi)置定時(shí)器T11分別將起、收弧時(shí)間送入寄存器，以便控制步進(jìn)電機(jī)及主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)。

6)回原點(diǎn)程序：由焊接工藝知，焊接開始時(shí)需在工件0度，而焊接結(jié)束時(shí)的角度為360度加收弧所需的角度值，焊槍位置也是如此。故每個(gè)工件焊接之前，需要執(zhí)行回原點(diǎn)操作。本程序中X4（SQ2）為焊槍原點(diǎn)位置。X3（SQ1）為主軸原點(diǎn)（即工件原點(diǎn)），為了節(jié)省輸入點(diǎn)及位置開關(guān)，采用了一個(gè)光電開關(guān)（X5）和ALT指令，用較低頻率使步進(jìn)電機(jī)準(zhǔn)確尋找焊槍原點(diǎn)。主軸原點(diǎn)是通過機(jī)械原點(diǎn)位置開關(guān)X3與程序”原點(diǎn)”MO（即主軸0度時(shí)驅(qū)動(dòng)的輔助繼電器）控制變頻器以爬行狀態(tài)反轉(zhuǎn)尋找。

5、結(jié)語

實(shí)踐證明，用PLC、編碼器、步進(jìn)電機(jī)等工控元件制成的自動(dòng)焊接機(jī)，具有可靠性高、準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)，與市售的焊接機(jī)器人等數(shù)控焊接設(shè)備相比，更具有價(jià)格低廉、操作筒單、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，可節(jié)省投資，提高效率。

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第6篇：自動(dòng)焊接范文

關(guān)鍵詞：半自動(dòng)；焊接；方法；長(zhǎng)輸管道

中圖分類號(hào)：P755文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、半自動(dòng)焊接方法

半自動(dòng)焊接是焊絲連續(xù)送進(jìn)，電弧的運(yùn)動(dòng)由焊工手工操作的焊接方法，設(shè)備比較簡(jiǎn)單，移動(dòng)方便，焊接準(zhǔn)備時(shí)間短，焊接操作靈活，焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)效率高，適用于全位置焊接。半自動(dòng)焊接方法很多，目前主要有CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊，藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊及自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊等。為了選出適合于焊接API規(guī)范的大口徑長(zhǎng)輸管道的焊接方法，本文對(duì)目前常用的半自動(dòng)焊接方法進(jìn)行全位置管道焊接的試驗(yàn)研究。

1、CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊接

CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊接采用實(shí)芯鍍銅光焊絲，純二氧化碳?xì)怏w，焊絲本身對(duì)電弧不起保護(hù)作用，完全依靠二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧及熔池，以防止空氣的侵入，同時(shí)二氧化碳?xì)怏w又起到使電弧穩(wěn)定燃燒的作用，由于二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的電弧氣氛是氧化性氣氛，因此對(duì)鐵銹、油污不敏感，焊縫含氫量低，但是對(duì)熔敷金屬的合金元素?zé)龘p嚴(yán)重，所以焊絲中含有較高的錳和硅等合金元素。

2、藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊

藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊的焊絲中含有相當(dāng)于焊條藥皮成分的焊藥，焊絲中的焊藥在電弧燃燒時(shí)產(chǎn)生氣體和熔渣，熔渣堆焊接熔池有保護(hù)作用，氣體具有穩(wěn)定電弧燃燒和保護(hù)電弧氣氛的作用，焊藥中的合金元素對(duì)熔敷金屬有冶金作用，能夠改善焊縫金屬的化學(xué)成分從而改善焊縫金屬的機(jī)械性能。藥芯焊絲氣體保護(hù)焊比實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊最大的優(yōu)點(diǎn)是熔敷金屬的機(jī)械性能好，焊縫的熔合性好。

3、自保護(hù)藥芯焊絲焊接

自保護(hù)藥芯焊絲焊接是一種技術(shù)含量很高的焊接方法，該焊接方法完全焊絲中的焊藥在電弧燃燒時(shí)產(chǎn)生的氣體和熔渣保護(hù)電弧和熔池防止空氣的侵入，并使電弧穩(wěn)定燃燒，對(duì)熔池金屬具有冶金作用；該焊接方法與手工電弧焊一樣具有抗惡劣環(huán)境的能力。自保護(hù)藥芯焊絲焊接時(shí)的電弧吹力大，熔深大，熔敷效率高，熔渣少，易清理，焊縫金屬的機(jī)械性能好。生產(chǎn)效率高。自保護(hù)藥芯焊絲下向焊用于管道全位置焊接時(shí)，焊道薄，焊接層次多，后一層焊道對(duì)前一層焊道有熱處理作用，焊接速度快焊縫金屬的機(jī)械性能好。焊縫X射線探傷合格率高。自保護(hù)藥芯焊絲下向焊與合適的管道打底焊工藝相配合用于大口徑長(zhǎng)輸管道的焊接將會(huì)有很好的前途。

二、半自動(dòng)焊焊接質(zhì)量的控制

曲率半徑相對(duì)較大，比較有利于半自動(dòng)焊操作，而現(xiàn)在的焊接對(duì)象管徑小，曲率變化較大，半自動(dòng)焊操作難度增大，焊接質(zhì)量控制要嚴(yán)格。

加大焊接前的管端清理工作，確保管端兩側(cè)25mm內(nèi)的防銹漆和油污清理干凈。管口組對(duì)時(shí)嚴(yán)格控制錯(cuò)邊量，錯(cuò)變量控制在壁厚的0.15倍以內(nèi)。錯(cuò)變量超標(biāo)，嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量。在管道焊接施工過程中，應(yīng)考慮環(huán)境溫度、濕度和風(fēng)速對(duì)不同焊接方法的影響，采取必要的措施保證焊接質(zhì)量。在環(huán)境溫度較低且濕度較大的地段，應(yīng)加強(qiáng)焊前預(yù)熱和層間預(yù)熱，減緩焊縫的冷卻速度，使焊縫中的氣體充分溢出；風(fēng)速較大的地方可以制作專用防風(fēng)棚，減小風(fēng)對(duì)焊接過程的影響。加強(qiáng)焊接材料的管理，嚴(yán)格控制焊接材料的質(zhì)量，杜絕變質(zhì)焊接材料的使用。適當(dāng)加大焊接電流，放慢焊接速度，增加焊接熱輸入，以改善熔渣溢出條件。調(diào)整焊槍角度，正確運(yùn)條，有規(guī)律地?cái)噭?dòng)熔池，促使熔渣與鐵液分離。

選擇合適的焊接坡口角度，對(duì)口間隙不宜過大，鈍邊不易過小，焊接電流適當(dāng)，在焊接過程中要調(diào)整好電流，尤其是在焊縫的5點(diǎn)位和7點(diǎn)位。當(dāng)焊接坡口角度小、鈍邊過大或?qū)陂g隙過小時(shí)，應(yīng)加大焊接電流，適當(dāng)放慢焊接速度，增加焊接熱輸入。清根要徹底，每個(gè)接頭點(diǎn)要打平，清根時(shí)，要將根焊道打磨成“U”行槽。

每條焊縫宜采用連續(xù)焊接，不得隨意中斷。如因故中斷，在繼續(xù)焊接前，首先應(yīng)確認(rèn)焊縫無裂紋，同時(shí)采取預(yù)熱措施，方可繼續(xù)施焊。

三、管道半自動(dòng)焊工藝選擇

1、管道焊接的半自動(dòng)填充蓋面焊

實(shí)心焊絲CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊進(jìn)行全位置焊接時(shí)，要從管道底部引弧向上焊接，每層焊道的厚度較厚，可達(dá)4～5mm，焊接速度較慢，每分鐘只有6～10cm，對(duì)有層間溫度要求的材料不能滿足要求，同時(shí)由于CO2氣體保護(hù)焊的熔池冷卻速度快，焊熔深較淺，焊縫的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度較高，延伸率和沖擊韌性有所下降，甚至在彎曲試驗(yàn)時(shí)從熔合線發(fā)生斷裂。因此，認(rèn)為實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊不適合于X60等材質(zhì)的油氣長(zhǎng)輸管道的焊接。

藥芯焊絲CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊熔敷金屬的機(jī)械性能雖然好，但是由于熔敷金屬的過渡為顆粒過渡，焊工不易掌握，因此也不適合于管道焊接。

自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)下向焊，該方法采用自保護(hù)藥芯焊絲，沒有外加的保護(hù)氣體，完全依靠焊絲中的焊藥在電弧燃燒時(shí)產(chǎn)生的氣體及熔渣保護(hù)焊接電弧及熔池，并對(duì)熔敷金屬有冶金作用，此方法的電弧吹力較大，焊接熔深大，抗風(fēng)能力強(qiáng)。焊接時(shí)電弧自上而下運(yùn)動(dòng)，焊接速度快，每層熔敷金屬的厚度較小，需要多層多道焊接。

2、管道打底焊工藝

CO2氣體保護(hù)焊由于二氧化碳?xì)怏w對(duì)熔池的冷卻作用，使得短路過渡時(shí)焊接熔池特別小，容易控制，因此也適合于管道打底焊，近年來還發(fā)展了專門用于管道打底焊接的能夠控制電流波形的STT下向焊設(shè)備，已開始用于管道打底焊接。不論何種二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊打底方法都有一個(gè)共同的弱點(diǎn)，就是對(duì)管道的組隊(duì)要求高，必須非常嚴(yán)格的控制對(duì)口間隙以及鈍邊，否則容易產(chǎn)生燒穿、未熔合、未焊透等焊接缺陷，另外CO2氣體保護(hù)焊打底要求焊工必須全神貫注的盯著熔池，控制電弧始終在熔池上方燃燒，否則容易產(chǎn)生穿絲現(xiàn)象，也就是焊絲直接穿進(jìn)管道內(nèi)，形成異物，這對(duì)以后的調(diào)試運(yùn)行有極大的危害。

CO2氣體保護(hù)表面張力（STT）下向焊打底。CO2氣體保護(hù)焊的熔滴過渡在小電流情況下是一種頻率很高的短路過渡；表面張力過渡是采用弧焊電源外特性的波形控制技術(shù)，使得焊接規(guī)范隨熔滴的形成、長(zhǎng)大、和過渡而改變，使熔滴的過渡不同于一般的短路過渡需要爆斷小橋，而是依靠表面張力平緩的過渡到熔池中去，電弧由上而下運(yùn)動(dòng)，不作橫向擺動(dòng)或僅作輕微的橫向擺動(dòng)，這樣可以形成一層薄而均勻的打底焊道。實(shí)踐證明用這種方法進(jìn)行管道打底焊接焊縫成形好，合格率高，焊接效率高。表面張力焊接是CO2焊接技術(shù)的新發(fā)展，特別適合于管道打底焊。

結(jié)束語

半自動(dòng)焊焊接方法是綜合了焊條電弧向下焊的靈活、手法簡(jiǎn)單，焊層薄、缺陷少以及半自動(dòng)藥芯焊絲自保護(hù)向下焊，焊接電流大，熔深大，焊接速度快，自保護(hù)效果好，缺陷少，抗風(fēng)能力強(qiáng)，生產(chǎn)效率高，蓋面層成形美觀的共同優(yōu)點(diǎn)。該焊接方法不僅改變了傳統(tǒng)焊接方法速度慢、焊口合格率低的不足之處，同時(shí)提高了油氣管道工程施工的生產(chǎn)效率和焊口質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

第7篇：自動(dòng)焊接范文

[關(guān)鍵詞]航空發(fā)動(dòng)機(jī) 導(dǎo)管 噴桿 自動(dòng)焊 脈沖TIG焊

中圖分類號(hào)：V233.2+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

前言：航空發(fā)動(dòng)機(jī)上導(dǎo)管及噴桿數(shù)量、結(jié)構(gòu)種類繁多。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，導(dǎo)管和噴桿的焊接幾乎都采用手工焊接，約束了生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量的提高。采用脈沖TIG焊接技術(shù)的自動(dòng)化焊接技術(shù)對(duì)于導(dǎo)管、噴桿這類尺寸小、壁薄零件的自動(dòng)化水平和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)特別明顯。

1設(shè)備及原理

1.1 設(shè)備

自動(dòng)焊機(jī)采用的是脈沖TIG焊接技術(shù)，是焊接導(dǎo)管類全位置焊縫的專用設(shè)備，自帶編程計(jì)算機(jī)，用來編制焊接控制程序，焊接程序可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)和焊機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)，焊接時(shí)調(diào)用焊機(jī)內(nèi)程序或?qū)⒂?jì)算機(jī)的程序載入進(jìn)焊機(jī)，通過控制器，即可自動(dòng)焊接。

1.2 原理

自動(dòng)焊的原理是脈沖技術(shù)在TIG焊中的應(yīng)用，使TIG焊接工藝更加完善，現(xiàn)已成為高效，優(yōu)質(zhì)，經(jīng)濟(jì)和節(jié)能的先進(jìn)焊接工藝。它可以焊接熱敏性高的材料，可以進(jìn)行窄間隙焊、單面焊背面成形的薄壁管件的焊接。

脈沖TIG焊采用的是低頻調(diào)節(jié)的直流脈沖電流加熱工件，采用直流正接方式。基值電流在一個(gè)脈沖中通過的時(shí)間，峰值電流在一個(gè)脈沖中通過的時(shí)間。電流峰值和基值電流按一定的頻率周期性變化。當(dāng)每一次脈沖峰值通過時(shí)，焊件上就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)點(diǎn)狀熔池，峰值停歇時(shí)，溶池開始冷凝。此時(shí)基值電流穩(wěn)定的燃燒，以便下一個(gè)脈沖峰值電流通過時(shí)能夠可靠的燃燒，形成新的焊點(diǎn)。通過合理調(diào)節(jié)脈沖峰值時(shí)間和合適的焊接速度，保證相鄰焊點(diǎn)間有一定量的重疊量，就可獲得一條連續(xù)致密的焊縫。

可見，在焊接時(shí)，焊件加熱融化主要靠峰值電流及其通過的時(shí)間。

2 焊接工藝

2.1 自動(dòng)焊的特點(diǎn)

（1）自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高，適合批量生產(chǎn)。

（2）自動(dòng)焊可調(diào)參數(shù)多，可精確的控制焊接熱輸入和熔池的形狀和尺寸。

（3）可以用較小的熱輸入獲得合格的焊縫，減少熱影響區(qū)和焊接變形。

（4）焊接過程中脈沖電流對(duì)點(diǎn)狀熔池有攪拌作用，使熔池金屬凝固時(shí)易獲得細(xì)晶，從而焊縫金屬組織細(xì)密，可以減少熱敏感材料產(chǎn)生裂紋的傾向。

2.2 焊接工藝參數(shù)選擇

典型的焊接示意圖如圖2-1，圖2-2所示。圖2-1所示的為對(duì)接焊。圖2-2所示的是插接焊接。

圖2-1 對(duì)接 圖2-2 插接

焊接參數(shù)的調(diào)節(jié)是保證焊接質(zhì)量最主要的因素。鎢極直徑的大小，與待焊處的距離，以及焊件的裝配對(duì)焊縫的質(zhì)量也有重大的影響。工藝參數(shù)的選擇一般按下列原則和步驟進(jìn)行：

（1）根據(jù)焊件材料和尺寸來選擇電流和焊接速度。

由于焊件焊接時(shí)一定的壁厚一定的材料的熔池的移動(dòng)性是一定的，一般先根據(jù)材料來選擇焊接線速度，再來選擇電流，根據(jù)焊件的結(jié)構(gòu)，散熱情況來適當(dāng)調(diào)整。同壁厚同材料不同管徑之間的焊件焊接線速度是基本是一樣的，因此小管徑焊件比大管徑的焊件轉(zhuǎn)速要快。

在主要焊接階段起始段電流較大，除用來熔化金屬外還有一部分用來加熱焊件，在后續(xù)焊接時(shí)，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)降低脈沖電流。在收弧階段采用電流逐步衰減方法來收弧。一般收弧段與焊縫的重合量為10mm～20mm.相比而言，奧氏體不銹鋼的焊接性能要比高溫合金要優(yōu)良，高溫合金特別是GH1140熔池移動(dòng)慢，合金元素含量多熱裂紋傾向大，焊道中央容易出現(xiàn)裂紋，收弧段易產(chǎn)生弧坑，影響焊接質(zhì)量。高溫合金在收弧時(shí)需要通過增加控制段來控制焊接熱輸入，保證熱輸入平緩衰減。

（2）t0，tm和Im，I0的選擇。峰值電流時(shí)間占脈沖時(shí)間的百分比Rt=tm/（t0+tm）選擇與材料和焊件的結(jié)構(gòu)有關(guān)。Rt值高，電流幅值比RA=Im/ I0高，脈沖特點(diǎn)顯著，有利于克服熱裂紋傾向，但是過高易咬邊，需要合理調(diào)節(jié)。一般而言，高溫合金的Rt，RA值要比奧氏體不銹鋼要略高。焊件的結(jié)構(gòu)對(duì)Rt，RA的值的選擇有較大的影響。

（3）脈沖頻率f的選擇。脈沖頻率是根據(jù)焊接速度選擇的。速度越快，頻率相應(yīng)越大。焊道由連續(xù)的焊點(diǎn)組成，焊點(diǎn)直徑的重疊量為3/4。

（4）其它輔助參數(shù)。焊接工藝參數(shù)還包括電弧長(zhǎng)度，鎢極規(guī)格，氬氣流量等選擇等。電弧長(zhǎng)度一般為1～3mm，焊件其它參數(shù)一樣時(shí)電弧長(zhǎng)度長(zhǎng)焊道相比而言會(huì)較寬，轉(zhuǎn)速快的鎢極與焊件間的距離應(yīng)該相應(yīng)的調(diào)近些，過長(zhǎng)易偏弧。鎢極端部形狀對(duì)電弧的穩(wěn)定性和焊縫的成型有很大的影響。采用直流正接焊接時(shí)，鎢極端部應(yīng)該磨成錐狀，并把尖端磨平，這樣陰極斑點(diǎn)位置穩(wěn)定（活動(dòng)范圍較小），電弧不易晃動(dòng)，焊縫成型良好。如鎢極端部磨成平底或圓球狀，將會(huì)造成電弧晃動(dòng)而不穩(wěn)定，焊縫成形變壞。如磨得過尖，電弧雖然穩(wěn)定，但是電弧傘形傾向增大，端部燒損嚴(yán)重，焊縫成形也不佳。氬氣流量要適當(dāng)，過小保護(hù)不佳，過大易產(chǎn)生紊流易對(duì)焊接時(shí)液態(tài)金屬進(jìn)行沖擊和帶走過多的熱量。

3 總結(jié)

（1）采用自動(dòng)焊的薄壁管件、噴桿能夠有效的提高焊接質(zhì)量，減小人為因素影響。

（2）焊接質(zhì)量可以穩(wěn)定的固化，焊接參數(shù)固化，在操作正確下，焊件的焊接質(zhì)量應(yīng)該是一致的?？梢猿膳谋ＷC質(zhì)量的生產(chǎn)。具有可追溯性。

（3）對(duì)于高溫合金等具有合金元素較多的金屬可以有效的控制裂紋傾向。

（4）自動(dòng)焊可以通過精微的控制程序獲得較高精度的焊接要求，熱影響區(qū)小、變形小。

4參考文獻(xiàn)

[1] 陳祝年。焊接工程師手冊(cè)。機(jī)械工業(yè)出版社，北京，2002.1，ISBN 7-111-09859-5。

第8篇：自動(dòng)焊接范文

目前，我國(guó)焊接鋼管的傳統(tǒng)設(shè)備為單絲埋弧焊，相比氣體保護(hù)焊，焊接效率相對(duì)較高，焊縫質(zhì)量穩(wěn)定可靠，但考慮鋼管焊接的整體焊接工作量，焊接效率有待提高，需要一款既能保證焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，又能整體提高焊接效率的新型埋弧焊設(shè)備滿足生產(chǎn)節(jié)拍的需求。鋼管的焊接分為內(nèi)環(huán)、縱縫的焊接及外環(huán)、縱縫的焊接，對(duì)于4種工位的焊接，傳統(tǒng)的坡口形式均為V形或X形，坡口角度一般為55°~60°，為了保證焊縫質(zhì)量，生產(chǎn)過程中避免不了的一道工序就是背面碳弧氣刨清根，然后進(jìn)行坡口打磨清理，此工序焊材、生產(chǎn)工時(shí)浪費(fèi)嚴(yán)重，操作者技能水平依賴程度高，如有操作不當(dāng)容易造成焊接缺陷，生產(chǎn)環(huán)境污染嚴(yán)重，筆者尋求一種新的工藝能夠省去此焊接操作。傳統(tǒng)焊接設(shè)備進(jìn)行鋼管焊接，由于自動(dòng)化程度低，操作者需要實(shí)時(shí)觀察焊接狀態(tài)，及時(shí)進(jìn)行焊接調(diào)整，效率低下，操作者技能要求較高，人工管理成本高，且焊接質(zhì)量穩(wěn)定性較差，焊縫合格率低，渴望一款自動(dòng)化程度較高的設(shè)備來提高焊接效率，降低人工成本及改善焊接質(zhì)量?；谏鲜鰡栴}，本公司與唐山開元特種焊接設(shè)備有限公司進(jìn)行多次技術(shù)交流，通過大量的工藝性試驗(yàn)，創(chuàng)新焊接工藝，進(jìn)行焊接效率對(duì)比，經(jīng)濟(jì)效益分析，最終由唐山開元特種焊接設(shè)備有限公司為本公司開發(fā)制作了一整套鋼管焊接中心檢測(cè)及自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

1系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)由焊接操作機(jī)、滾輪架、埋弧焊電源、單電源雙細(xì)絲埋弧焊懸掛機(jī)頭、焊縫跟蹤系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)，焊劑回收系統(tǒng)、視頻檢測(cè)系統(tǒng)等設(shè)備組成。

1．1焊接操作機(jī)

該操作機(jī)升降采用安全性高的多鏈條驅(qū)動(dòng)方式，操作臂橫向運(yùn)動(dòng)采用齒輪齒條驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)采取自鎖機(jī)構(gòu)，安全可靠，變頻無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍寬，操作臂及立柱均采用箱形構(gòu)造，高剛性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使彎曲變形達(dá)到最小，如圖1所示。

1．2滾輪架

40T自調(diào)式滾輪架，采用獨(dú)特的滾輪構(gòu)造，減速可靠，變頻控制，無級(jí)變速，自定心，適應(yīng)工件廣泛，可實(shí)現(xiàn)外徑為600~4200mm鋼管的6~90m/h的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2所示。另外，設(shè)備安裝有機(jī)械頂輪式防竄架，安裝在滾輪架上，頂輪與工件的端面接觸，并隨工件一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)發(fā)生軸向竄動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，頂輪會(huì)起到定位的作用，保證了鋼管內(nèi)、外環(huán)縫的穩(wěn)定焊接。

1．3埋弧焊電源

ZD5－1250E型埋弧焊電源，電流可調(diào)節(jié)范圍寬，可實(shí)現(xiàn)250~1250A電流的穩(wěn)定焊接；額定負(fù)載持續(xù)率為100％，適用于長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)焊接，應(yīng)用廣泛，可進(jìn)行埋弧焊、碳弧氣刨、電渣焊，如圖3所示。

1．4單電源雙細(xì)絲埋弧焊懸掛機(jī)頭

單電源雙細(xì)絲埋弧焊懸掛機(jī)頭，可以實(shí)現(xiàn)90°旋轉(zhuǎn)，兼顧鋼管的內(nèi)、外環(huán)，縱縫的焊接。該機(jī)頭配備的送絲機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)獨(dú)特，徹底解決了國(guó)產(chǎn)焊絲絲徑不均勻造成焊接不穩(wěn)定的技術(shù)難題，并已獲得國(guó)家專利；大功率進(jìn)口專用送絲電機(jī)，力矩大，送絲穩(wěn)定，配備準(zhǔn)1．6mm桶裝焊絲，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)焊接（圖4）。

1．5焊劑回收系統(tǒng)

后置式焊劑回收系統(tǒng)，集焊劑回收、輸送于一體，是長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)焊接必不可少的一部分，可以將遠(yuǎn)控接口連接至操作機(jī)的移動(dòng)手控盒進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，操作方便，如圖5所示。

1．6視頻檢測(cè)系統(tǒng)

在設(shè)備的焊接機(jī)頭處配有彩色CCD攝像機(jī)，可把焊接位置的圖像實(shí)時(shí)傳到觸摸屏旁的工業(yè)液晶監(jiān)視器上，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接的遠(yuǎn)程觀測(cè)及實(shí)時(shí)控制?？筛鶕?jù)客戶需要通過以太網(wǎng)的連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻及數(shù)據(jù)監(jiān)控，能夠全程記錄設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、物料運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的綜合管理。視頻檢測(cè)系統(tǒng)如圖6所示。

1．7焊縫跟蹤系統(tǒng)

由于工件坡口加工及組對(duì)過程難免出現(xiàn)尺寸偏差，在焊接鋼管內(nèi)、外環(huán)縫時(shí)，滾輪架滾動(dòng)過程中焊縫可能偏離原運(yùn)行軌跡，焊接機(jī)頭上安裝了接觸式傳感器焊縫跟蹤裝置，如圖7所示。該跟蹤系統(tǒng)具有初始自動(dòng)尋找焊縫、焊縫末端定位探測(cè)、換向跟蹤、強(qiáng)制跟蹤等多種功能，并應(yīng)用獨(dú)特的焊縫跟蹤技術(shù)解決了在進(jìn)行蓋面焊時(shí)坡口不易識(shí)別、不易跟蹤的技術(shù)難題。焊縫跟蹤系統(tǒng)為焊縫智能自動(dòng)排道功能的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

1．8電器控制系統(tǒng)

整個(gè)鋼管焊接中心，以觸摸屏為人機(jī)界面，操作者可以通過觸摸屏來實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)全部的動(dòng)作控制、參數(shù)設(shè)定、參數(shù)修改、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)操作機(jī)、滾輪架、焊劑回收裝置、焊縫跟蹤裝置及視頻監(jiān)視裝置的集中控制，體現(xiàn)了系統(tǒng)的集成化。電器控制系統(tǒng)如圖8所示。

2系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

該焊接中心是專用于750mm以上鋼管環(huán)、縱縫焊接設(shè)計(jì)的埋弧焊。集單電源雙細(xì)絲高效埋弧焊焊接工藝、U形窄坡口不清根焊接工藝、焊縫跟蹤技術(shù)、焊接自動(dòng)排道，數(shù)字化控制技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)為一體，代表了國(guó)際最高水準(zhǔn)的埋弧焊自動(dòng)焊接設(shè)備。

2．1單電源雙細(xì)絲埋弧焊焊接工藝

單電源雙細(xì)絲埋弧焊是一種高熔敷速度、高焊接速度、小熱輸入的焊接工藝，如圖9所示。傳統(tǒng)單絲埋弧焊采用直徑較粗的焊絲，為了提高熔敷速度，只能采用大電流低速焊，這樣就提高了熱輸入，使焊縫組織不良；對(duì)準(zhǔn)800mm左右的管子焊接時(shí)熔池鐵液容易下淌；直徑較粗的焊絲相對(duì)較硬，所以不適合長(zhǎng)距離送絲，只能使用小盤焊絲，焊絲更換頻繁。單電源雙細(xì)絲焊接工藝是針對(duì)以上單絲埋弧焊的缺點(diǎn)進(jìn)行開發(fā)的全新焊接工藝，在同等焊接電流條件下，由于焊絲截面積較小，所以焊絲單位截面積上的電流密度較大，有利于焊絲的快速熔化，通過試驗(yàn)證明，在同等焊接工藝參數(shù)下，單電源雙細(xì)絲較單粗絲埋弧焊的熔敷速度提高42%~87％。同時(shí)，由于采用1．6mm絲徑的細(xì)絲進(jìn)行焊接，可以采用桶裝焊絲進(jìn)行遠(yuǎn)距離送絲，可以減少更換焊絲所需輔助時(shí)間，大大提高工作效率。由于焊絲熔化較快，同時(shí)兩電極間電弧輻射熱相互作用，能量利用率更高，熔滴過渡更細(xì)，焊接過程更平穩(wěn)，焊縫成形更美觀，焊縫質(zhì)量更可靠。同時(shí)也使雙細(xì)絲更適合高速焊接，使得焊接效率大大提高。以下為單絲埋弧焊與單電源雙細(xì)絲埋弧焊相關(guān)對(duì)比試驗(yàn)。2．1．1熔敷速度對(duì)比試驗(yàn)方法：分別用單絲埋弧焊和單電源雙細(xì)絲埋弧焊在焊接工藝參數(shù)相同的情況下，平板堆焊相同時(shí)間，計(jì)算熔敷速度（注：?jiǎn)谓z直徑為4．8mm，雙細(xì)絲直徑為1．6mm，焊接電源等其他外部條件也一致），試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。由表1可知，在相同條件下，雙細(xì)絲埋弧焊的平均熔敷速度平均是單絲埋弧焊的1．48倍以上。2．1．2焊接變形對(duì)比試驗(yàn)方法：取4塊外形尺寸相同的7mm厚鋼板，加引、熄弧板拼成2組工件，背面加金屬襯墊，分別用單絲埋弧焊和單電源雙細(xì)絲埋弧焊進(jìn)行一面焊接，測(cè)量2組工件的焊前和焊后變形量（注：?jiǎn)谓z直徑為4．8mm，雙細(xì)絲直徑為1．6mm，焊接電源等其他外部條件也一致），試驗(yàn)要求：焊縫成形美觀。焊接工藝參數(shù)見表2。由表3和表4可以看出，雖然單電源雙細(xì)絲埋弧焊焊接過程中用的焊接電流、電弧電壓較單絲埋弧焊大，但是隨著焊接速度的大幅度提高，熱輸入實(shí)際上是降低了，焊接變形量明顯減小。2．1．3焊接質(zhì)量對(duì)比試驗(yàn)方法：取相同規(guī)格的Q345B鋼板4塊，制作成正面45°，背面40°的X形坡口（分別在板厚的1/3，2/3處開坡口，預(yù)留6mm鈍邊）的2組工件，分別用單絲埋弧焊和單電源雙細(xì)絲埋弧焊進(jìn)行焊接，對(duì)比焊縫的力學(xué)性能，焊接工藝參數(shù)見表5。單絲和單電源雙細(xì)絲埋弧焊理化性能對(duì)比結(jié)果如圖12所示。由圖12可以看出，在提高焊接效率的同時(shí)，單電源雙細(xì)絲埋弧焊焊接的焊縫力學(xué)性能明顯高于單絲焊接的焊縫，且兩者的性能均能滿足國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

2．2U形窄坡口不清根焊接工藝

背面清根工序，浪費(fèi)焊接材料，浪費(fèi)工時(shí)，操作者技能水平依賴性高，同時(shí)還增加了焊縫質(zhì)量的不穩(wěn)定因素，噪聲、光、粉塵污染嚴(yán)重，給企業(yè)造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。但是對(duì)于傳統(tǒng)對(duì)接接頭的V形或X形坡口工藝，坡口內(nèi)的焊接熔深受到限制，如果焊接電流過大，會(huì)造成燒穿現(xiàn)象，如果焊接電流過小，會(huì)造成焊縫根部未熔合，且焊絲稍微偏移焊縫中心線，熔深大幅減小，實(shí)際生產(chǎn)中很難找到一個(gè)既能保證焊縫根部充分熔合，又能保證穩(wěn)定焊接不燒穿的臨界點(diǎn)，所以，背面清根工序必不可少。如何控制焊接時(shí)既能保證足夠熔深又能不燒穿，成為是否需要背面清根的關(guān)鍵點(diǎn)。借鑒薄板焊接時(shí)正反兩面焊接的焊接工藝，筆者擬采用U形窄坡口工藝。因?yàn)?，較V形坡口，U形坡口根部U形處相對(duì)平直，在相同焊接方式，相同焊接參數(shù)情況下，焊縫熔深較大，且焊絲對(duì)中容錯(cuò)率高，加上工件背面焊接的熔深，可能會(huì)實(shí)現(xiàn)省去背面清根的目的。經(jīng)實(shí)踐證明，采用該工藝焊縫超聲波探傷結(jié)果合格，焊縫理化性能達(dá)到技術(shù)要求。U形窄坡口焊接工藝還有以下優(yōu)點(diǎn)：傳統(tǒng)的鋼管焊接對(duì)接接頭V形或X形坡口加工方法為火焰切割，坡口角度等尺寸精度很難保證，且需打磨，這樣給工件組對(duì)及焊接等后道工序造成很大麻煩，控制不當(dāng)還會(huì)影響鋼管的整體尺寸，造成鋼管的整體尺寸不良。采用銑邊機(jī)加工U形窄坡口，節(jié)省了坡口加工時(shí)間，提高了坡口的精度，有利于下道工序的進(jìn)行，并且經(jīng)計(jì)算焊縫的金屬填充量U形窄坡口與V形或X形坡口基本持平，隨著板厚的增加，甚至少于V形或X形坡口的金屬填充量。坡口具體尺寸如圖13所示。U形窄坡口焊接工藝具體操作順序?yàn)椋合扔脝坞娫措p細(xì)絲埋弧焊焊接工件背面90°V形坡口側(cè)，采用相對(duì)較大的電流焊接，只焊接1道，既保證了坡口填充、蓋面，又獲得了較大的熔深，然后用較大電流焊接工件正面U形坡口側(cè)，保證了焊縫根部充分熔合。

2．3智能化自動(dòng)排道功能

該功能主要針對(duì)以往半自動(dòng)焊接設(shè)備對(duì)人員素質(zhì)要求過高的不利因素而專門開發(fā)，可以有效減少焊接過程中對(duì)人的依賴，使焊接過程自動(dòng)化程度更高，便于操作。只需工藝人員提供相應(yīng)參數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)無人化的焊接管理，減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)提高了焊縫的一致性，并很好地保證了焊接過程中人為因素造成的焊接缺陷。同時(shí)該系統(tǒng)還具有針對(duì)環(huán)縫V形及U形坡口進(jìn)行自動(dòng)排道焊接的功能，從而適應(yīng)更多樣的焊接形式，如圖14所示。焊接前需要選擇坡口類型，然后輸入坡口角度及深度、層間提升量、坡口壁與焊絲距離、最大平移量等數(shù)據(jù)。焊接時(shí)，程序會(huì)自動(dòng)向上提槍，換算下一道焊接時(shí)向兩側(cè)的偏移量，以及每層焊接的道數(shù)、總焊接層數(shù)等。并且系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前焊接所處的哪一層，該層的哪一道，下一道的換道方向及水平方向、垂直方向的偏移量大小等數(shù)據(jù)，配合合適的焊接參數(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排道焊接。同時(shí)該系統(tǒng)也可以進(jìn)行實(shí)時(shí)人為干預(yù)功能，從而更好地保證了焊接質(zhì)量。30mm板厚U形窄坡口環(huán)焊縫焊接工藝參數(shù)見表6。

3鋼管焊接中心實(shí)際使用情況

以1200mm×30mm鋼管，2500mm長(zhǎng)度為例，傳統(tǒng)焊接工藝方法與創(chuàng)新焊接工藝方法對(duì)比見表8。由表8中數(shù)據(jù)可知，使用創(chuàng)新工藝，生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益得到了很大的提高，焊接質(zhì)量得到了很大的提升，自動(dòng)化程度、環(huán)境污染得到很大的改善。反觀該設(shè)備，筆者發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提高主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）火焰切割坡口改為坡口機(jī)加工坡口，坡口的加工時(shí)間縮短了一半。（2）單電源雙細(xì)絲埋弧焊焊接工藝較單粗絲埋弧焊焊接工藝效率平均提高48％以上。（3）改單粗絲埋弧焊為單電源雙細(xì)絲埋弧焊，焊接速度明顯提高，且坡口填充道數(shù)減少，層間清渣時(shí)間減少。（4）省去了背面清根工序，節(jié)省了清根、打磨時(shí)間，省去了因清根帶來的附加坡口填充金屬時(shí)間。（5）焊接質(zhì)量的提高，減少了焊后不良工件的返修時(shí)間。（6）自動(dòng)排道功能的使用，使整個(gè)坡口連續(xù)不間斷焊接，省去了中間的焊接輔助工作，節(jié)省了生產(chǎn)時(shí)間，降低了對(duì)焊接人員技能的要求，使傳統(tǒng)焊接方式的焊接質(zhì)量靠焊接人員技能和責(zé)任心去保證變?yōu)榭抗に嚭驮O(shè)備來保證。（7）桶裝焊絲及焊劑輸送回收一體機(jī)的使用，縮短了焊接輔助時(shí)間。

4結(jié)論

第9篇：自動(dòng)焊接范文

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；埋弧自動(dòng)焊技術(shù)；應(yīng)用研究

從上個(gè)世紀(jì)的49年代之后埋弧自動(dòng)焊技術(shù)才逐漸發(fā)展起來，從而促進(jìn)了機(jī)械化和自動(dòng)化迅速發(fā)展并成為現(xiàn)實(shí)，但是目前埋弧焊的工藝還存在很大的缺陷，實(shí)際的應(yīng)用和書本上的理論還存在很大的差距。

1 埋弧自動(dòng)焊技術(shù)的原理

埋弧自動(dòng)焊技術(shù)指的是電弧在焊劑層之下進(jìn)行燃燒從而進(jìn)行機(jī)械的焊接的技術(shù)，埋弧焊的形成主要是在焊絲和焊件之間形成電弧，通過電弧的輻射熱的揮發(fā)從而使得周圍的焊絲進(jìn)行焊接，在進(jìn)行埋弧焊技術(shù)的焊縫的融化的過程中，由于部分由于高溫被蒸發(fā)掉，從而形成一個(gè)比較封閉的空間，從而隔絕電弧和外面的空氣，電弧砸在形成的封閉的空間內(nèi)進(jìn)行燃燒從而使得焊絲融化，形成滴狀而不斷落下，從而與焊件熔化形成的液態(tài)的金屬的混合物形成環(huán)節(jié)的熔化池，并且隨著焊接的進(jìn)行，不斷把電弧向前變移動(dòng)，由于電弧位置的變化，導(dǎo)致焊接池冷卻并凝固，從而一些重量比較小的熔渣就會(huì)漂浮在熔池的表面，形成渣殼的形式。

埋弧焊自動(dòng)焊接技術(shù)和手動(dòng)的焊接技術(shù)的最主要差別就是手動(dòng)的焊接技術(shù)在引弧、使得電弧保持穩(wěn)定的形式進(jìn)行燃燒、焊絲的送入和電弧的移動(dòng)以及在結(jié)束焊接的操作時(shí)，對(duì)于弧坑的填滿的一系列的操作全都是靠著手動(dòng)的形式進(jìn)行操作的。

2 埋弧焊自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用拓展

盡管埋弧焊自動(dòng)焊技術(shù)靠著機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了埋弧焊的自動(dòng)化操作，但是其中一個(gè)重要的缺點(diǎn)就是自動(dòng)的埋弧焊技術(shù)沒有手工的電焊靈活度高，所以目前埋弧焊自動(dòng)焊接技術(shù)的使用和普及仍然受到了比較大的限制。以前在盡心壓力容器的焊接時(shí)，在進(jìn)行最后一條內(nèi)環(huán)的焊接時(shí)，由于一般都是采用手工電弧焊的焊接技術(shù)，但是由于壓力容器的兩邊都是成封死的狀態(tài)，焊接操作機(jī)的操作臂并不能完全深入到壓力容器的內(nèi)部，從而無法采用埋弧自動(dòng)焊技術(shù)，由于夏天壓力容器的內(nèi)部溫度都會(huì)在50攝氏度左右，在進(jìn)行容器的焊接時(shí)，焊接產(chǎn)生的有害氣體很難排出，盡管在進(jìn)行焊接時(shí)會(huì)使用排氣扇排除產(chǎn)生的毒性氣體，但是這樣的方法很容易造成工人的中暑甚至中毒，所以在進(jìn)行壓力設(shè)備的焊接時(shí)采用埋弧自動(dòng)焊技術(shù)將會(huì)在工人的工作環(huán)境和勞動(dòng)強(qiáng)度方面有很大的改善，由于埋弧自動(dòng)焊的操作速度非?？?，這樣就大大縮短了工人的工作時(shí)間，并且提高了工人的工作效率，但是在進(jìn)行埋弧自動(dòng)焊技術(shù)的應(yīng)用過程中，還需要注意兩個(gè)問題：

2.1 要使用焊接行走小車，避免使用焊接操作機(jī)

由于壓力容器的兩個(gè)頭已經(jīng)處于完全組裝封死的狀態(tài)，但是一般都會(huì)在有權(quán)利容器上留下一些人孔，必須把行走小車全部拆開才能把人孔放到壓力容器內(nèi)部，然后在進(jìn)行壓力容器的安裝。

2.2 保證滾輪架的轉(zhuǎn)速和行走小車的前進(jìn)速度一致

由于壓力容器都是在滾輪架上和滾輪架一起運(yùn)動(dòng)的，所以滾輪架的轉(zhuǎn)速就是焊接的速度，所以這就需要和行走小車的速度保持一致。在進(jìn)行焊接的過程中，進(jìn)行操作的技術(shù)人員要及時(shí)調(diào)整行走小車的行走速度，從而確保焊絲對(duì)對(duì)準(zhǔn)焊縫進(jìn)行操作的，并且要注意的就是及時(shí)收回焊劑。

3 埋弧自動(dòng)焊技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)H型鋼的應(yīng)用

由于鋼結(jié)構(gòu)的建筑都是很浪費(fèi)人力、物力的，所以為了節(jié)約能源，在鋼結(jié)構(gòu)的施工現(xiàn)場(chǎng)使用埋弧自動(dòng)焊技術(shù)對(duì)H型鋼進(jìn)行焊接，不僅可以提高鋼結(jié)構(gòu)的工藝質(zhì)量，還可以大大提高工人的工作效率，降低了手工電弧焊焊接H型鋼導(dǎo)致鋼梁出現(xiàn)扭曲變形或者焊接變形的現(xiàn)象的發(fā)生，大大降低了技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度?，F(xiàn)在就以H型鋼為例進(jìn)行埋弧自動(dòng)焊技術(shù)的應(yīng)用。

3.1 選用合適的焊接材料

吊車梁所使用的鋼的材質(zhì)是Q315，對(duì)Q315鋼進(jìn)行焊接角度的分析，可以得知其由于變冷容易導(dǎo)致裂紋的出現(xiàn)，所以在進(jìn)行焊接時(shí)可以采用低氫型的焊接材料；但是由于焊接的接頭的強(qiáng)度應(yīng)該和母材的強(qiáng)度相等，為了克服這點(diǎn)就可以選了E5015型的電焊條進(jìn)行焊接。

3.2 用埋弧自動(dòng)焊技術(shù)焊接的方法

在進(jìn)行焊接操作之前，要注意清除焊接部位和坡口部位的氧化皮、水分、有無或者表面由于銹蝕產(chǎn)生的物質(zhì)，若是有必要的話可以采用手工清除或者乙炔和氧共同烘烤的辦法。在對(duì)翼緣板進(jìn)行焊接操作之前，首先需要做的就是對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱，保持恒溫狀態(tài)30分鐘之后在進(jìn)行預(yù)熱。在進(jìn)行H型鋼的焊接之前，由于其一般在有45度的傾斜角的焊接托架上進(jìn)行，此時(shí)的焊絲保持的垂直的狀態(tài)，但是此時(shí)的熔池是出于水平的狀態(tài)，從而辦證了焊接的工藝和質(zhì)量。一般采用手工電弧焊的方式來進(jìn)行封底焊的操作，在進(jìn)行第一道焊縫的焊接時(shí)，需要注意的就是對(duì)封底焊的背面進(jìn)行碳弧氣刨的徹底清理，才能接下來進(jìn)行下一步的操作，從而防止出現(xiàn)剛才的裂紋。在進(jìn)行焊裝時(shí)，需要加入熄弧板和引弧板，這樣可以避免出現(xiàn)焊接的缺陷。為了避免出現(xiàn)焊接變形情況的出現(xiàn)，可以對(duì)每一根H型鋼采用施焊的焊接技術(shù)。在進(jìn)行第一道焊縫的焊接時(shí)要使用小規(guī)范進(jìn)行操作。

4 結(jié)束語

埋弧自動(dòng)焊技術(shù)與手工的電弧焊技術(shù)進(jìn)行比較，很容易發(fā)現(xiàn)埋弧自動(dòng)焊技術(shù)的安全性非常高，對(duì)工人的有害程度也非常小，還可以大大降低技術(shù)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，其可防性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過手工的電弧焊接的技術(shù)。埋弧自動(dòng)焊技術(shù)的焊接質(zhì)量要高，其完成焊接的表面形狀規(guī)則，焊道的形狀比較好，并且和母材進(jìn)行過度的比較圓滑，大大提高了鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量。

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