劉擁軍 陳思遠 張全民

(河南平高電氣股份有限公司， 河南 平頂山 467001)

1 筒體焊接存在的問題

氣體絕緣金屬封閉式組合電器(GIS)設(shè)備上的筒體，其結(jié)構(gòu)形式基本都是在圓筒的兩端焊接上圓環(huán)形法蘭，有些還設(shè)計有支筒體焊裝，為了節(jié)約制造成本，在焊接鋼筒體兩端法蘭的內(nèi)外角焊縫時我們?nèi)栽谑褂米詣铀徒z的MAG焊接方法，需要焊接工人手持焊槍對準焊接部位進行焊接，焊接現(xiàn)場如圖1。在長期的生產(chǎn)實踐中，這種傳統(tǒng)的操作方法凸顯出以下幾方面的問題：

(1)焊工手持焊槍作業(yè)長時間保持同一姿勢，身體容易疲勞，勞動強度大。

(2)焊工作業(yè)不得不近距離接觸焊接中產(chǎn)生的弧光和煙塵，危害身體健康。

(3)由于焊接轉(zhuǎn)胎的旋轉(zhuǎn)不能太快，造成焊接操作的生產(chǎn)效率低下。

(4)焊工手持焊槍不夠平穩(wěn)，焊縫外觀質(zhì)量不夠好，焊縫鉗磨量較大。

2 改進措施

為解決上述筒體焊接存在的問題，我們參考自動焊機夾持結(jié)構(gòu)的原理設(shè)計制造出一種簡易實用的焊槍夾持支架(如圖2所示)，用來替代人工夾持焊槍，降低勞動強度，提高生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量，保護焊工的身體健康。該裝置不僅可以實現(xiàn)垂直方向、水平方向的自由調(diào)節(jié)，同時可以實現(xiàn)焊槍±90°范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，可以確保焊接過程中焊槍能夠精確對正鋼筒體端法蘭內(nèi)外角縫的待焊接部位，消除可能出現(xiàn)的焊槍偏斜現(xiàn)象，達到焊工手持操作焊接時同樣的焊接質(zhì)量。另外該焊槍夾持架裝置底部安裝有均勻分布的3個萬向輪，推動該裝置通過萬向輪實現(xiàn)自由靈活地移動，在不同焊接工位之間來回移動非常方便，到達指定焊接工位后旋轉(zhuǎn)該裝置底部均勻分布的3個支撐螺桿，使其底部頂緊地面并支撐起整個裝置(此時3個萬向輪稍微離開地面)，而實現(xiàn)該裝置的定位和固定。

操作說明見圖2：

(1)萬向輪1固定到底座焊裝2上，使用時推動該焊槍夾持架裝置通過萬向輪實現(xiàn)靈活自由地移動，在焊接車間內(nèi)不同焊接工位之間進行轉(zhuǎn)移非常方便，到達指定焊接工位后轉(zhuǎn)動支撐螺桿3，通過與底座焊裝2上的焊接螺母旋合實現(xiàn)上下運動，從而使支撐螺桿3底部接觸地面并支撐起整個焊槍夾持架，實現(xiàn)焊槍夾持架的定位和固定。

(2)管板焊裝15可以在鋼管4上進行垂直方向的自由移動，緊固螺桿14與管板焊裝15上的焊接螺母旋合，通過轉(zhuǎn)動緊固螺桿14使其端部頂緊鋼管4表面，依靠緊固摩擦力實現(xiàn)管板焊裝15在鋼管4垂直方向的不同位置處的可靠固定與定位。

(3)管板焊裝15中圓板上的螺孔，與管板焊裝17中圓板上的弧形長孔，通過內(nèi)六角頭螺桿16旋合緊固聯(lián)成一體。松開內(nèi)六角頭螺桿16后，管板焊裝17中的圓板可以圍繞管板焊裝15中的圓板通過中心相互配合的圓形止臺進行圓周方向正負45°范圍內(nèi)的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)(旋轉(zhuǎn)角度依據(jù)管板焊裝17中圓板的弧形長孔而定)，確定好調(diào)節(jié)角度位置后，轉(zhuǎn)動內(nèi)六角頭螺桿16使其與管板焊裝15中圓板上的螺孔旋合緊固，從而完成管板焊裝17與管板焊裝15相互間的定位緊固聯(lián)結(jié)。

(4)鋼管5穿過管板焊裝17的管內(nèi)孔，可以進行水平方向的自由移動，緊固螺桿18與管板焊裝17上的焊接螺母旋合，通過轉(zhuǎn)動緊固螺桿18使其端部頂緊鋼管5表面，依靠緊固摩擦力實現(xiàn)鋼管5在管板焊裝17水平方向的不同位置處的可靠固定與定位。

(5)管管焊裝7可以在鋼管5上進行水平方向的自由移動，緊固螺桿6與管管焊裝7上的焊接螺母旋合，通過轉(zhuǎn)動緊固螺桿6使其端部頂緊鋼管5表面，依靠緊固摩擦力實現(xiàn)管管焊裝7在鋼管5水平方向的不同位置處的可靠固定與定位。

(6)管板焊裝9由鋼管在端部焊接鋼板而成，其鋼管穿過管管焊裝7的管內(nèi)孔，可以進行垂直方向的自由移動，緊固螺桿9與管管焊裝7上的焊接螺母旋合，通過轉(zhuǎn)動緊固螺桿8使其端部頂緊管板焊裝9的鋼管表面，依靠緊固摩擦力實現(xiàn)管板焊裝9垂直方向的不同位置處的可靠固定與定位。

(7)弧形頭裝卡固定板12與管板焊裝9上的板，通過各自位于端部的孔和焊接螺母，由緊固螺桿10旋合緊固聯(lián)成一體。松開緊固螺桿10，弧形頭裝卡固定板12可以進行任意角度的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，確定好調(diào)節(jié)位置后，旋合緊固螺桿10使其與管板焊裝9上的焊接螺母緊固，從而完成弧形頭裝卡固定板12與管板焊裝9之間的定位緊固聯(lián)結(jié)。

(8)弧形頭裝卡固定板13、12通過緊固螺桿11實現(xiàn)對MAG或MIG焊槍頭的夾持。裝上焊槍頭后轉(zhuǎn)動緊固螺桿11，使其與弧形頭裝夾定位板12上的焊接螺母旋合緊固，從而完成對焊槍的裝卡固定；松開緊固螺桿11可以卸下焊槍。

(9) 通過上面所述的各種調(diào)節(jié)形式，可以實現(xiàn)焊槍的任意空間的位置控制，具有像焊工用手夾持焊槍作業(yè)時同樣的靈活和精準，如圖3所示。從而可以確保鋼、鋁殼體焊裝端法蘭內(nèi)外角焊縫的焊接質(zhì)量。

3 使用效果

通過開發(fā)使用焊槍夾持架裝置，替代了焊工實現(xiàn)焊接過程中對焊槍的夾持，提高焊接作業(yè)過程的自動化，減少人工干預(yù)程度，降低勞動強度，提高生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量。實踐證明，通過使用簡易焊槍夾持支架，在鋼筒體端法蘭內(nèi)外角焊縫的焊接作業(yè)中，取得了良好的效果，體現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)代替焊工實現(xiàn)對焊槍的夾持定位，焊接不用作業(yè)過程中時刻近距離接觸煙塵。

(2)提高焊接作業(yè)過程的自動化水平，替代大部分手工操作。

(3)提高焊接作業(yè)的生產(chǎn)效率40%以上，有效提升焊接產(chǎn)能。

(4)降低焊工的勞動強度，焊工不用長時間保持同一焊接姿勢。

(5)焊工在焊接時可以遠離焊接生產(chǎn)的煙塵、弧光，改善焊工的焊接作業(yè)條件。