(大慶石油化工機(jī)械廠， 黑龍江 大慶 163714)

不銹鋼復(fù)合板材質(zhì)制造的壓力容器筒體的環(huán)焊縫焊接，通?；鶎硬捎寐窕∽詣?dòng)焊，過(guò)渡層和覆層采用手工電弧焊或半自動(dòng)藥芯焊絲熔化極氣體保護(hù)焊。這2種焊接操作以手工方式為主，勞動(dòng)強(qiáng)度大、焊接效率低，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中存在焊縫成型不良、焊縫接頭數(shù)量多、吊裝次數(shù)多和焊接時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。文中介紹了大慶石油化工機(jī)械廠利用現(xiàn)有埋弧自動(dòng)焊機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)型焊接裝置及其應(yīng)用。

1 改進(jìn)型焊接裝置結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)

1.1 焊接裝置結(jié)構(gòu)

改進(jìn)型焊接裝置結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖1?？刂葡洹㈦妱?dòng)焊接擺動(dòng)器、焊槍夾持器和二維十字托板等核心部件通過(guò)橫梁組合在一起，固定在埋弧焊機(jī)機(jī)架上。這些機(jī)械裝置滿足了環(huán)焊縫焊接時(shí)焊槍隨工件的轉(zhuǎn)動(dòng)在相對(duì)焊縫固定位置進(jìn)行左右擺動(dòng)的需要，代替了人工對(duì)焊槍的操控，解決了傳統(tǒng)手工焊在焊接壓力容器筒體環(huán)焊縫時(shí)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、焊縫成型受人為因素影響大等問(wèn)題，極大降低了設(shè)備投資[1-2]。

1.埋弧焊自動(dòng)焊機(jī)架 2.橫梁 3.控制箱 4.二維十字托板5.電動(dòng)焊接擺動(dòng)器 6.連接桿 7.焊槍夾持器圖1 改進(jìn)型焊接裝置結(jié)構(gòu)示圖

該裝置與埋弧自動(dòng)焊機(jī)機(jī)架之間采用螺栓進(jìn)行連接和固定，在焊接壓力容器筒體環(huán)焊縫時(shí)，可隨時(shí)使用、隨時(shí)安裝，能夠滿足在同一臺(tái)焊機(jī)上交替進(jìn)行埋弧自動(dòng)焊和熔化極氣體保護(hù)焊的需要，避免了筒體的二次吊裝。而且焊接中一道環(huán)焊縫一次焊接完成，只有一處接頭，焊縫成型美觀[3-4]。

1.2 部件及功能設(shè)計(jì)

(1)設(shè)計(jì)兼顧新舊2種焊接功能，切換方便。橫梁結(jié)構(gòu)為L(zhǎng)型，采用100 mm×100 mm×3 mm槽鋼焊接制作而成，上端長(zhǎng)度為1 300 mm，下端高度為500 mm，橫梁一端采用?32 mm螺栓與埋弧自動(dòng)焊機(jī)機(jī)架連接固定，隨時(shí)使用隨時(shí)安裝，不破壞機(jī)架結(jié)構(gòu)和原有使用功能[5]。

(2)二維十字托板對(duì)焊槍的移動(dòng)起支撐作用。焊接過(guò)程中，工件沿著橢圓軌跡運(yùn)動(dòng)以及在焊接滾輪架上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)軸向位移，因此需要實(shí)時(shí)調(diào)整焊槍的高度及水平位置，這時(shí)通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)二維十字托板(尺寸為100 mm×100 mm)，可以使焊槍相對(duì)焊縫的位置始終保持在焊接要求之內(nèi)[6]。

(3)焊槍的自動(dòng)擺動(dòng)功能。熔化極氣體保護(hù)焊焊接時(shí)，為了使焊縫寬度達(dá)到要求需要左右擺動(dòng)焊槍，使用電動(dòng)焊接擺動(dòng)器及控制箱可以實(shí)現(xiàn)焊槍的自動(dòng)擺動(dòng)。電動(dòng)焊接擺動(dòng)器由擺動(dòng)頭、控制箱組成，擺動(dòng)器有效行程為200 mm，擺幅寬度為50 mm。擺動(dòng)頭尺寸為200 mm×100 mm×70 mm，控制箱尺寸為120 mm×175 mm×75 mm?？刂葡溆糜陬l率、方式及邊停時(shí)間等自動(dòng)擺動(dòng)參數(shù)的設(shè)置，可以隨機(jī)調(diào)節(jié)，使焊縫寬度一致且滿足焊接工藝要求[7-8]。

(4)焊槍的固定及角度調(diào)整功能。焊槍夾持器通過(guò)連接桿與電動(dòng)焊接擺動(dòng)器相連，起到固定焊槍和調(diào)整焊槍角度的作用。焊槍夾持器由壓片、調(diào)壓螺栓、轉(zhuǎn)角盤(pán)組成。壓片尺寸為?30 mm×3 mm，調(diào)壓螺栓規(guī)格為M12×35，轉(zhuǎn)角盤(pán)尺寸為?60 mm×3 mm[9]。

2 改進(jìn)型焊接裝置使用方法

2.1 參數(shù)設(shè)置

將配件按設(shè)計(jì)圖樣組裝完成，緊固螺栓使工裝與埋弧焊機(jī)機(jī)架可靠連接。將工件置于焊接滾輪架上后準(zhǔn)備焊接，按照焊接工藝要求設(shè)置焊機(jī)電流、電壓等相關(guān)參數(shù)，通過(guò)電動(dòng)焊接擺動(dòng)器的控制箱設(shè)置焊槍擺動(dòng)參數(shù)，擺幅為10～20 mm，頻率為5 Hz，邊停時(shí)間為0.5～1.5 s。設(shè)置熔化極氣體保護(hù)焊焊機(jī)送焊絲速度為200～2 000 mm/min，焊接滾輪架的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為150～300 mm/min[10-11]。

2.2 焊槍就位

調(diào)整埋弧自動(dòng)焊機(jī)機(jī)架，使焊槍位于焊縫中心位置，按照焊接要求調(diào)節(jié)焊槍夾持器，使焊槍角度為60～85°，緊固調(diào)節(jié)螺栓保持焊槍固定不動(dòng)[12]。

2.3 焊接

在焊接過(guò)程中，要觀察焊槍與焊縫的相對(duì)位置，根據(jù)位置變化調(diào)節(jié)二維十字托板，使焊槍相對(duì)焊縫的位置始終保持在焊接要求的范圍之內(nèi)。完成焊接后松開(kāi)橫梁上的螺母將工裝整體拆下，不會(huì)影響埋弧焊功能的繼續(xù)正常使用[13-14]。

2.4 檢驗(yàn)

首先外觀要滿足要求。在焊接過(guò)程中，要做到焊槍的焊接角度、擺動(dòng)幅度及頻率始終不變，這是保證焊縫形狀一致的關(guān)鍵。此外無(wú)損檢測(cè)要滿足要求，按照J(rèn)B/T 4730.2—2005《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè) 第2部分：射線檢測(cè)》進(jìn)行100%的X射線檢測(cè)，焊縫質(zhì)量要全部符合I級(jí)要求，檢測(cè)結(jié)果為合格[15]。

3 焊接裝置實(shí)際應(yīng)用

改進(jìn)型焊接裝置在大慶石油化工機(jī)械廠的實(shí)際生產(chǎn)中得到了充分應(yīng)用，完成了天然氣公司6臺(tái)直徑為3 000 mm不銹鋼復(fù)合板儲(chǔ)罐的焊接任務(wù)，累計(jì)射線檢測(cè)拍片800張，一次焊接合格率98.6%。與手工焊相比，提高生產(chǎn)效率近3倍。

4 結(jié)語(yǔ)

改進(jìn)型焊接裝置保留了原有埋弧自動(dòng)焊功能，增加了自動(dòng)氣體保護(hù)焊功能，實(shí)現(xiàn)了焊機(jī)的多功能和自動(dòng)化使用。此次改進(jìn)利用了現(xiàn)有設(shè)備資源，提高了焊接水平和質(zhì)量，縮短了制造工期，降低了生產(chǎn)成本，極大降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。