自動焊接設備范文
時間：2023-03-20 11:33:31
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篇1
隨著我國的管道建設事業不斷向前推進，傳統的管道焊接技術已經無法適應時展的需求，為了應對這種狀況，自動焊接設備的應用成為當前的必然選擇。當前，電站、化工等焊接都需要運用這種設備，提高焊接質量，改善焊接人員的工作環境，提高焊接效率。
1 自動焊接設備概述
自動焊接設備主要由控制系統、焊接機頭以及行走軌道等部分構成。控制系統自身由微機以及控制箱組成，主機的配套設備則與一般計算機沒有差別，主要有鍵盤、鼠標等；控制箱則由輸入接口電路等部分構成[1]。
其具體操作則由一些按鈕和按鍵完成，它們分布在焊接機頭以上面，焊接過程中需要對各種焊接系數進行調節，該設備所用的焊接電源為弧焊電源。針對需要焊接的位置進行確認是一項較為重要的工作，這個過程需要通過幾個部分的控制模板來實現。在實施焊接的過程中，需要現場人員關注焊接設備動向，根據現實情況的變化，隨時調整機頭的位置情況[2]。
在進行實際操作的過程中，真正起到作用的是機頭部分，在針對管道展開全位置焊接的過程中，根據現實要求，機頭需要被調整為復合運作模式，以此使其一直處于能夠實現焊接目標的狀態運作，以上做法的目的是為了確保焊接的水平能夠適應焊接的需求，如此便能實現焊接的目標。但是機頭在運作的過程中受到諸多要素的影響，未必能夠達到復合的運作狀況，使得原本的規劃無法實現。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，還有一個較為關鍵的問題，致使目前的自動焊接技術在某種意義上說并不能算是真正的自動焊接，因為在其運作的過程中，需要安排一名人員對其進行實時實地跟蹤，以保證其機頭的位置能夠調整到需要焊接的方位[3]。因此，當前的自動焊接設備仍然需要研究者們共同努力，對其進行改進。
2 焊接設備應用在全位置焊接中的意義
自動焊接設備在應用的過程中，使用的驅動方式具有旋轉的性質，這種方式的應用使得焊槍的調整可以變得十分便利，對于整個焊接過程發揮出積極的意義。與此同時，還可以在應用的過程中節約電能。設備的組成部件當中有一個傳感器，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的操控。它還可以針對焊接過程中規定的各種焊接參數以及其他方面的數據進行記錄，確保整個過程的信息都能處于被設備接收，然后存儲與焊接工藝有關的性能數據，使其能夠在運作的過程中獲得更加完善的表現。上述的兩種方式的默契搭配可以使得整個焊接過程中出現的狀況得到較好地處理。
步進電機可以應用在自動焊機設備之中，其所發揮的作用會對整個焊接過程的順利進行打下堅實的基礎。在對其進行應用的過程中，其可以對電脈沖信號進行分析，使其能夠轉換為旋轉運動，在焊接中表現出較高的精準度，使得運作狀態較為穩定，也不會在長時間的工作下出現偏差。其在全位置焊接中的表現較佳，運作狀態良好，焊接的穩定度也相對較高。
3 自動焊接設備問題的防治策略
3.1 氣孔
將自動焊接設備應用到全位置焊接的過程中，這是較為常見的現象，出現這種狀況的誘因較多，比如材料本身的特性、操作質量較差等。針對這種狀況，應該在焊接工作進行的時候，利用一些措施對材料進行防護，可以加入保護氣體，將溫度控制在合理的范圍內，在對氣體進行運用的階段，其填充必須要按照規定進行，確保其純度能夠符合標準。氣候因素也會對焊接過程產生重要影響，因此應該對周圍的環境進行考量，比如在有風的情況下，應該采取措施對風進行控制，一般需要建立起防風的帳篷。其他方面的因素也需要進行兼顧，比如濕度等。焊接環境的干燥性也要維持在正常標準，因此在整個過程中需要運用制熱設備進行烘烤。
3.2 裂縫
焊道在進行焊接操作之前需要對其進行打磨，以獲得更加的焊接效果，但是在應用的過程中，常常會因為使用的打磨砂輪不合格而使得打磨效果受到影響，致使焊接出現死角，而使得焊接無法實現，不能針對原有裂縫進行較好地焊合。針對這種情況，可以在進行打磨的進程中，嚴格按照工藝要求進行，使打磨效果能夠符合現實的應用需求。
鐵水流向偏差也會造成無法達到焊接目的的現象。熔池與焊道的位置不能保持同步，出現偏離，當鐵水在進行流動的過程中，其軌跡也會發生相應的偏離，無法停留在需要焊接的位置，導致流向的一面得到焊合，而鐵水沒有流過的一面則會出現未被焊合的狀況。這種情況的解決需要具備及時性，必須在發現問題的時候盡最快地可能采取行動，針對偏離的狀況實施人為干預，使原本偏離的軌跡調整到鐵水能夠正常發揮作用的位置。通過如此的調節，就會使得原本已經流向別處的鐵水實現倒流，回到需要進行焊合的位置，進一步起到焊合的作用。
4 結語
事實證明，自動焊接設備的應用具有較多的優勢，尤其是在全位置焊接中，更加能夠發揮出重要的作用，節省了勞動力，降低資金支出。基于這些原因，其應用的前景必然十分廣闊，如此便可以為我國焊接事業的發展起到重要的推動作用。本文針對自動焊接的應用意義進行分析，進而對在應用的過程中出現的弊端進行相應的策略探討。
參考文獻：
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篇2
關鍵詞：自動化焊接設備；工程機械制造；自動化焊接專機；焊接機器人
1自動化焊接設備的主要特點
自動化焊接設備的特點有以下四個方面：第一，其具有大型化及組合化的特點。在諸多的焊接結構生產中已研制出許多種類的自動化焊接設備，由于這一特點的存在，某些大型焊接中心能夠占據整個車間；第二，其具有數字化及智能化的特點。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象，基于這一特點使其對傳感技術具有較高的要求，且要將自適應控制系統作為對其的技術支持。第三，具有高精度及高質量的特點。總體來說，對于焊接機器人以及操作機的行走機構定位精度嚴格保持在0.1毫米以內，與其配套的焊接變位機的定位精度也要嚴格保持在0.05毫米以內，基于這一特點，自動化焊接設備長期以來均受到諸多機械制造企業的信賴。第四，具有管控一體化的特點。其利用諸多計算機軟件，利用局域網將生產及制造的管理系統進行自動化的控制，同時在發生故障的時候，能夠利用自動化管控來對其進行診斷并維修[1]。
2自動化焊接專機與焊接機器人的結構及應用分析
2.1自動化焊接專機
2.1.1自動化焊接專機的結構
自動化焊接專機是以焊接、機械及電氣控制這三個系統為主要組成部分。人工或機械手將工件放在工作臺上，利用焊接夾具進行工件固定及定位，然后自動啟動電源的電弧進行自動化送絲和移動及退回，焊接結束后將工件取下。
2.1.2自動化焊接專機的應用
自動化焊接專機一般以雙絲焊接為主，對其的使用在一定程度上提高了進行生產的效率，其與人工單絲焊接相比，其焊接的縫隙不會出現斷弧且有著較深的熔深，從力學性能的角度來講，對焊縫質量有一定的提高[2]。自動化焊接專機具有較高的自動化焊接設備，利用相應的傳感器及電子檢測線路能夠對焊縫的軌跡進行自動跟蹤及導向，還能夠對參數進行設置及調試。對于智能化的焊接專機來說，其可以應用較高等級的傳感器并配合計算機系統、軟件及數據庫，進行智能化參數的調試，無形之中簡化了人工操作，但其有一定的局限性，日常生活中應用相對較少。
2.2焊接機器人
2.2.1焊接機器人的結構
焊接機器人的結構由諸多部分組成，分別為機器人本體及控制器、焊接電源及變位機、機器人外部軸行走機構及夾具、操作軟件及弧焊軟件包、傳感系統等。焊接機器人工作站的重要結構為機器人本體和控制器，通常表現為六軸關節型，有著較為強大的負載能力及較為堅固的結構，同時具有較長的使用壽命。數字化控制這一技術作為機器人系統所采用的先進技術，其利用數字總線將系統諸多部分進行連接，從而避免其受到磁場的干擾[3]。
2.2.2焊接機器人的應用
如今，焊接機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字化程度，且其焊接的質量相對較為穩定，還具有相當高的焊接精度。基于這些特點，其能夠將焊接的產品質量進行改善，從而不斷提高機械制造業的生產力及競爭力。在相對較為復雜的焊件中，焊接機器人可以很快適應這一焊縫。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，有些焊接機器人主要應用在諸多的大型機械制造企業當中[4]。
3自動化焊接設備的應用現狀及發展趨勢
基于工程機械制造企業彼此間生產水平及綜合能力的差距，對于自動化焊接設備的應用也有著較為明顯的差別。通過相關調查研究發現，我國對自動化裝備的應用率不是很高。但近幾年隨著社會各方面的逐步發展，自動化焊接設備的應用呈現出上升的趨勢，特別是較大型的工程機械制造業，其作為焊接機器人較為重要的使用領域，但對于相對中小型機械制造企業而言，尚且需要對自動化焊接設備的使用率進行提高[5]。最近幾年，就自動化焊接設備的類型而言，展現出了較為顯著的發展，相應地焊接技術也顯示出長足的進步。從傳統手動焊接到目前的系統化及智能化的焊接專機、焊機生產線以及機器人設備的這一發展歷程，其克服了手動焊接的缺陷，逐漸形成的自動化焊接設備符合了現代社會對產品質量的較高需求。進而不斷地提升了企業的形象及核心競爭力。
4結束語
綜上所述，具有自動化水平的焊接專機及焊接機器人擁有著顯著的優勢，比如較高的質量及效率等，基于這些優點，自動化焊接設備逐漸受諸多工程機械制造企業的信賴。所以，自動化焊接設備的進一步推廣并普及將成為工業社會發展的一種趨勢。
參考文獻：
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篇3
關鍵詞：高鐵重軌焊接生產線；軌料上料；成品下料；自動輸送
中圖分類號：U215 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）03-0056-02
一、概述
目前，高速鐵路已經成為世界鐵路發展的總趨勢，日本、法國、意大利、西班牙、英國、瑞典、俄羅斯等國家鐵路營運時速已達到200～360km/h的范圍之內。我國鐵路東部覆蓋不均衡，基礎設施落后，鐵路運行速度低，致使鐵路運輸效率低下，形成了運輸高峰時嚴重堵塞的現象。目前，鐵路的發展已經不適應我國現代化建設，在某種程度上嚴重影響了國民經濟的快速發展。因此，改造現有鐵路設施、運輸提速和新建高標準、高速鐵路建設和改造正在迅速進行，取得了客觀的經濟和社會效益。
我國高速鐵路迎來了史無前例快速大發展的時代，高鐵焊接是高速鐵路建設中最重要的工序之一，而重軌焊接過程中的自動輸送裝備又是焊接工序中的重要組成部分。由于該技術尚處于國內空白，不能不采用落后的人工操作，產量低，自動化程度差，工人勞動強度大，危險因素多，一直是高速重軌焊接的薄弱環節，滿足不了我國高速發展的鐵路事業需求。
高速鐵路必須有適合高速運行的重軌做支承。高速重軌除了其材質和軋制工藝有特殊要求外，在現場施工焊接方面也有很高的要求。目前，我國冶金企業軋制的重軌單根最大長度為100米，而高速鐵路建設需要將100米的單根重軌進行多根拼接，高精度焊接后運往施工現場再進行焊接。由于我國高速鐵路建設起步晚，積累的經驗少，因此相關的施工技術還顯落后，裝備水平不高，建設效率低。在重軌焊接領域，多數建設項目還沒有形成系列、完善、科學和高效的施工方案，只是在焊接設備上引進了國外的技術的設備，基本保證了焊接質量的需要。目前，根據重軌焊接的產量要求，大多數焊軌廠采用雙作業流水線生產方式，兩條作業線共用原料場地，原料鋼軌的卸車、鋼軌運輸均采用人工操作吊車運輸方式，成品輥道下線、裝車也采用吊車運輸方式。因為人工操作吊車吊運一次鋼軌，一個運行周期需8～9分鐘，向兩條工作線運料需16～18分鐘，同時還要進行卸車交叉作業，因此吊車的運送能力不能滿足雙焊軌作業線的生產要求（一個焊接周期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運離輥道線，造成下一根鋼軌不能按流程繼續生產，造成生產線卡阻。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線能力發揮的主要
瓶頸。
為適應高鐵建設的需要，我們在大量調研和深入研發的基礎上，將軌道橫移技術進行改造，與重軌焊接生產線的焊接工藝對接，設計研制出國內第一套“高速鐵路重軌焊接自動輸送設備”。該設備通過擺動梁橫移升降的方式將鋼軌逐根運送到焊接輥道線上，大大縮短了軌料上料時間，解決上料區的物流輸送瓶頸問題；在下料區的物流瓶頸問題。
根據重軌焊接生產線的焊接要求，設計滿足焊接需要的自動輸送設備，即上軌供料裝置和下線收集
裝置。
二、工作原理
本項目重點研發制造高速鐵路重軌焊接生產線軌料上料和成品下料自動輸送設備。該設備由上軌供料裝置和鋼軌快速下線收集裝置組成，其生產工藝流程是：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，鏈床按照焊接生產線的節奏自動控制完成上料動作。具體動作時：鏈床啟動，鏈床擋塊將一根重軌推入焊接生產線輥道上方后，鏈床升降裝置驅動鏈床下降將軌料放于輥道上，輥道運作將鋼軌運出，進入焊接生產線。同時鏈床下降，退回，進入下一個運作周期，這樣即可逐根將軌料連續輸送至焊接生產線輥道，并與生產線運作同步。上料裝置全部自動化，通過自動控制系統實現與焊接生產線的同步；該部分裝備鏈床大小可根據最大軌料額長度設計制造，以適應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，進入成品輸送輥道。在該段設置的快速下料裝置可以將重軌成品快速運出生產線輥道，進入下料鏈床，通過吊車調運至成品料場。具體工藝過程是：成品重軌運行至下料鏈床工作區后，鏈床升起，擋塊將重軌擋住，鏈床動作，將成品推出輥道至鏈床尾部，等待吊運。鏈床下降，返回，等待下一根成品軌。該段裝備通過自動控制系統與焊接生產線保持同步，其長度可以根據成品長度設計制造，以適應不同需要。并可以在快速下料的同時，通過翻轉和收集、打捆等裝置，實現成品重軌的自動堆放和大捆，完全實現成品下料至包裝的工藝自動化。
三、采用的新技術
軌道橫移技術在冶金企業已經應用多年，技術成熟，運行可靠。本項目產品就是將這些成熟的技術進行創新設計，與高速重軌焊接生產線工藝要求接軌，滿足生產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奏混亂，工作效率底下的瓶頸。整個產品在國內眾多重軌焊接生產線中尚屬首創，該裝置的采用可以全面實現焊接線的高度自動化，使我國重軌焊接生產工藝達到世界先進水平。
該系統的升降裝置是采用平面四桿機構來實現，控制系統通過快速以太網CP343-1與別的機組實現數據交換；采用標準的通訊協議，充分保證整個系統的通訊暢通，并且系統的維護和擴充也非常方便。人―機界面采用上位機控制，使操作方便、靈活。集中監控系統采用可調焦220倍攝像頭監控。自動化系統采用PLC-300控制，CPU采用子門子315-2DP。
四、結語
綜上所述，本項目產品高速鐵路重軌焊接自動輸送設備技術先進、結構合理，該電氣設備集低壓供配電、電氣自動化、網絡通訊、監控攝像為一體，為焊軌生產提供高效率、高品味的全自動服務。該設備的技術先進性及全自動化程度在國內尚屬首例。
高速鐵路重軌焊接自動輸送設備的應用，將對中國的高速鐵路重軌焊接生產線整體工藝水平的提高起到積極的作用，將生產線的工藝水平整體邁入國際先進行列。未來幾年，中國將斥資幾十億的投資規模對現有十余條重軌焊接生產線進行改造，“高速鐵路重軌焊接自動輸送設備”的應用前景廣闊。
參考文獻
[1] 吳宗澤．機械設計手冊[M]．北京：機械工業出版社，2004．
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[3] 姚樵耕．電器自動控制[M]．北京：機械工業出版社，
篇4
【關鍵詞】交流重載機車；枕梁簧座；自動焊接
0 概述
枕梁簧座是交流重載電力機車重要承載的受力部件，其焊接質量好壞直接影響機車運行的安全與穩定。在焊接工藝中要求對枕梁簧座的主要焊縫進行外觀磁粉探傷與焊縫內部超聲波探傷，要求很高。早期主要采用松下CO2焊機進行人工焊接。枕梁簧座其外形及尺寸如圖1所示，因為外部焊縫采用16mm板并開坡口，造成焊縫填充量很大，不僅作業時間長，焊接人員易疲勞，而且手工焊接造成的焊接接頭多，焊接質量不穩定，焊縫差異很大，返工情況較多。因此，迫切需要采用自動焊接工藝。
1 自動焊接工藝介紹
采用IGM公司制造的RTI330-S型號懸掛布置的懸臂機器人配合RWM2/2000型號L型變位機的方式進行自動焊接，焊接機器人采用世界領先的奧地利福尼斯TPS5000型全數字化焊機。其工藝布局如圖2所示，主要技術參數如表1所示。
2 自動焊接工藝的主要技術特點
機器人6軸外殼采用鋁合金鑄造結構，可方便的直立或懸掛安裝使用。
高自由度的鉸接軸和反應快速的短手臂設計，在保證相對較大工作范圍的同時，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。
機械手空心軸中的腕關節連接軸專利的集成化焊槍連接器（包括焊槍碰撞保護），對機械手保持獨立的多方面適應性及柔性。為在狹窄空間內或環形焊縫的焊接創造了與眾不同的優異性能。
采用6寸彩色液晶屏，中文XP視窗操作界面與引導式編程方式，編程操作簡單易行。
采用全數字化控制的新一代焊接電源，焊接電源采用高頻逆變技術，全部數字化控制，可以高精度控制焊接電流。
采用高強度的水冷焊接系統，可以保證大電流連續自動焊接，不僅提高焊接質量，而且保證高的工效。
采用低中心的L型焊接變位機，可以雙軸±360°旋轉，保證焊接時焊縫處于最佳焊接位置。同時，低中心便于裝卸工件與觀察操作。
3 自動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，首先變位機將工件轉動到平焊位置，從側板的直焊縫的中間位置引弧進行環焊縫打底焊接，打底焊接的工藝參數：焊接電流為180～200A之間，焊接速度8.3mm/s，擺動寬度3mm左右，擺動頻率150Hz。在直焊縫位置，變位機不動，僅僅機器人與焊槍移動，在焊接圓弧部分焊縫時，變位機與焊接機器人進行隨動，確保焊縫一直處于平焊位置，完成打底后進行焊縫層間處理，再進行第二層焊縫的焊接。第二層的焊接參數：焊接電流為220～240A之間，焊接速度5mm/s，擺動寬度6mm左右，擺動頻率100Hz。第二層焊縫完成后進行焊縫層間處理后再進行蓋面焊接，蓋面焊接參數為：焊接電流280～300A之間，焊接速度3.3mm/s之間，擺動寬度14mm左右，擺動頻率80Hz。完成環焊縫焊接后，再進行兩條側邊焊縫的焊接，焊接工藝與環焊縫相同，也需要將焊縫轉動到平焊位置。焊接完成后，將機器人及變位機復位后，將焊接工件脫胎吊下，再進行下一件的吊裝與焊接。
4 自動焊接工藝使用效果
采用自動焊接工藝后，簧座焊縫質量得到了極大的提升，自動焊接的焊縫探傷整體合格率得到很大的提升（在自動焊接應用前，一次探傷合格率為67.8%，應用自動焊接以后，一次探傷合格率提升到了89.8%）。不僅保證了產品質量，而且提高了工效，降低了工人勞動強度，經濟效益與社會效應增加明顯。
5 結語
在枕梁簧座應用自動焊接的過程中，也存在一些問題，需要在后續工作中繼續進行研究與管理，以便于最好的發揮枕梁簧座自動焊接設備的效能。
5.1 在使用過程中要及時監控焊接設備狀態，因為設備狀態的好壞將直接影響焊接質量。確保自動焊接設備狀態處于良好狀態將有效的確保焊接質量。
5.2 在由直焊縫向圓弧焊縫過度過程中，由于變位機需要與機器人焊槍隨動，同時，圓弧部分氣體保護氛圍本身較差，因此，突然性的工件轉動容易產生氣體紊流，造成保護效果減弱，容易造成焊接氣孔。我們采用壓低焊槍的方式進行解決，有良好的效果，但無法100%完全消除氣孔。
5.3 由于側板圓弧部分壓型不夠標準，誤差較大，在組裝過程中有錯位現象，導致焊縫部分縫隙不均勻，造成打底焊縫有焊穿的現象，需要不斷調整打底焊接電流，造成焊接質量與工效的降低。同時，由于存在錯位，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，在后續工作中要繼續深化以自動焊接為中心的工藝提升，提升部件的尺寸符合標準，以保證組裝后的部件尺寸，以適應自動焊接的部件要求，以進一步提升焊縫一次性探傷合格率。切實提升工藝與實物質量，保證機車的運行安全。
【參考文獻】
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篇5
關鍵詞：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的原理、特點和應用狀況。同時，介紹了一種新型的半自動鋼筋閃光對焊機，該焊機具有操作方便、勞動強度低和成本低的優點，對于保證工程的金屬結構焊接質量，具有較大的社會推廣價值。
1. 關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。由于不導電雜質會摻雜于鋼筋的端頭，所以引弧會遇到困難。同時鋼筋端頭太平滑也會造成引弧困難。為了解決這兩種現象帶來的困難，達到引弧的目的，可以通過把上鋼筋下移和下鋼筋短接，再將其提起。在渣池達到一定的深度后，電弧會因為上鋼筋插人渣池中而熄滅，從而進人電渣的過程。電阻熱的產生是因為電流直接通過渣池，使渣池內的溫度驟升，達到了將近 2000℃，鋼筋端頭因為溫度的升高二迅速的得到熔化。在鋼筋的端頭滿足全截面熔化的目的時，可以將上鋼筋下移，頂壓，達到熔渣、氧化物等雜質排出鋼筋的目的，就是頂壓過程。同時還要將電源切斷，焊接的過程就結束了。
2.鋼筋氣壓對焊法，在我國，氣壓對焊技術經過我國技術人員和操作工人不斷改進完善，使得氣壓焊的操作工藝和氣壓焊設備都得到了飛躍式的發展。目前鋼筋氣壓焊技術已經成為一種成熟穩定的鋼筋施工工藝。2003 年國家建設部頒布了《鋼筋焊接及驗收規程》的行業新標準，推廣使用“熔態焊法”新工藝。據多年現場反復試驗，熔態氣壓焊法新工藝確實比以前普遍使用的固態焊法要容易掌握，徹底有效解決了操作工人技術要求較高問題，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。從氣壓焊的設備來說，鋼筋氣壓對焊機也經過了數代的改進，不斷地完善。目前新一代的氣壓對焊機型已經改進了早期存在的一些缺陷問題，使得氣壓對焊機成為非常成熟穩定的先進機型。氣壓焊必將在未來建筑工程中發揮巨大的經濟和社會效益。
3.預埋件鋼筋埋弧壓力焊法，預埋件鋼筋埋弧壓力焊接技術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。出現這種情況的原因是：第一焊接電流小，時間短，母材加熱不足，熔池金屬少，因而冷卻速度快，頂壓時不易完全焊合。第二焊接引弧提升高度偏大（指自動埋弧壓力焊），或下送不穩定，使熔化過程發生中斷現象。預埋件鋼筋埋弧壓力焊接技術出現問題的防治措施適當首先是加大頂壓力。其次是根據鋼筋直徑選擇恰當的引弧提升高度、電弧電壓焊接電流及相應的焊接時間，當采取 500 型焊接變壓器時，鋼筋的焊接參數宜取所列數據的上，以提高焊接過程的穩定性。
4.螺紋套管連接法，螺紋套管連接技術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的限制，施工中很難準確確定螺紋鋼對接焊端點之間的位置，端面焊縫易存在非等強度，影響焊接質量等問題，本實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置有向外凸出的弧溝，在弧溝端面上設置定位凸臺。優點是能夠實現螺紋鋼氣體對接焊，節省能源，效率高，焊料填充完全，焊接接頭的強度優于母材強度，焊接后可以彎曲，在焊接時能快速、準確的確定螺紋鋼對接焊端點之間的最佳位置和間隙，實現兩個螺紋鋼的端面焊縫等強度，提高焊接質量，同時焊接工藝具有技術靈活性。
2. 關于鋼筋焊接施工應注意問題
1.焊條管理，使用前焊條經 300-350℃*2hr 干燥，然后保存在150℃溫度下。焊條一次領用量不要太多，要少取勤領。領出焊條放在焊條保溫筒（恒溫 150℃）中攜往現場，每次取出一根使用。不得已剩余的焊條應再次干燥，而在次日首先發出使用。
2.點焊，點焊焊縫長度不得小于 100L。正式焊接前，對點焊焊縫進行著色檢查，特別是它的兩端，若發現裂紋則磨去重點。施焊根部焊道的同時，打磨點焊焊縫兩端，以利熔合。
3.焊接，為防止氧滲入焊縫，應用短弧焊。焊道接頭應錯開，焊道端頭應打磨，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將焊道表面打磨平整，為下一層焊道的焊接創造有利條件。從背部施焊前，一定要很仔細地清理根部。焊工考核和焊接工藝試驗仍舊按 IAD 規范 HI3 和 HP2/1 進行。由于受到母材厚度的限制，低溫沖擊試驗無法采用標準 10*10 試片，而采用 10*5 試片來進行。
4.焊接順序，由外坡口分兩次充填，為了減少仰焊的困難，由兩名焊工同時對稱地施焊，一人焊塔體上半部的外側，另一人焊塔體下半部的內側，為了確保焊接同步，專設一人傳遞信息加以協調。各側焊道分四段反復敷焊。上半部外側坡口和下半部內側坡口充填完畢，再次檢查塔體準直度，而后將塔體轉動 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直度。
5.焊縫檢查，施焊完畢后，對焊縫內外表面進行著色檢查，然后100%的 X 光透視。
3. 新型自動鋼筋焊接設備的研制
從鋼筋自動對焊技術的發展可以看出，自動焊接保證了鋼筋焊接質量更加穩定、可靠，但沒有被建筑企業廣泛采納。制約自動焊接設備廣泛使用的關鍵在于設備的成本以及設備對現場焊接的適應性。
鑒于目前狀況有必要研制新型的低成本鋼筋自動焊機，不僅可以保證焊接過程的穩定性，也應使設備的價格更具競爭力。
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閃光對焊機。對焊機工件裝夾采用人工操作，采用電機驅動機構替代人工杠桿加壓，用集中控制技術控制整個對焊過程。
采用該設備進行不同級別的鋼筋焊接接頭性能試驗，例如拉伸與彎曲性能，均能滿足使用要求。操作人員的勞動強度也大為降低，減少了人為因素對焊接質量的影響，焊接質量更加穩定，并通過了鑒定，獲得了國家新型實用專利。更為重要的是，設備結構緊湊，其制造成本較低，使用方便，從而促進自動焊接設備在土建工程中的應用與推廣。
在保證焊接質量的基礎上，為了加快工程的施工進度，易于現場安裝，鋼筋焊接網已經開始得到應用。
4. 結語
就目前現狀來看，我國許多建筑公司在建筑工地現場使用的仍是 20 世紀 50 年代的半自動鋼筋對焊機、手工電弧焊或電渣壓力焊等。隨著經濟的快速發展，各類土木建筑工程對鋼筋焊接的質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，鋼筋對焊的質量都必須引起重視。
參考文獻
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篇6
【關鍵詞】油氣管道；半自動焊接；自動焊接；焊接工藝
國內油氣管道建設在引進了下向焊接技術以后，目前手工下向焊技術已經廣泛使用，藥芯焊絲自保護半自動焊接技術在國內也開始使用，而管道自動焊接技術還處在研制階段。一些非專業管道施工隊伍仍然以手工上向焊接方法進行管道安裝。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半自動焊接技術成功建設了多條油氣管道，而更為先進的管道自動焊接技術在美國、加拿大、前蘇聯等國也已經被成熟運用。面對如此巨大的差距，除了抓緊技術完善現有的管道手工焊接技術仍有積極的現實意義。引進開發之外，針對國內目前的現狀，不斷研究、發展、完善現有的焊接工藝是十分必要的。
一、下向焊接技術
1、操作要點
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。焊接時，根焊采用直拉式運條，不擺動，只有當間隙過大或熔孔過長時，可作往返運條，以防止熱輸入過大而燒穿。熱焊的目的在于加強根焊，并通過繼續輸入熱量使焊道保持較高溫度而防止根焊產生裂紋、開裂等缺陷，一般均要求兩焊道間隔時間少于5min。采用直線往復運條，焊接速度要快，并保證坡口邊緣熔合良好，熱焊之前必須進行徹底清根。
2、優點
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，它通過獨特的藥皮配方獲得上向焊無法比擬的優良性能。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，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，能使根焊道中的擴散氫充分逸出，降低焊道中擴散氫含量，并能防止根焊裂紋產生，使焊接接頭性能得到提高。上向焊根焊不能連續焊接，只能采用滅弧法施焊，速度太慢，而且缺陷多，因此采用下向焊進行根焊和熱焊，以獲得好的根焊質量和速度，而用上向焊進行填充蓋帽，利用其焊層厚的特點，減少焊接遍數，提高整體焊接速度，即采取優勢互補的辦法使用復合焊接工藝。
二、半自動焊接技術
管道半自動焊是采用電焊工手持半自動焊槍施焊，由送絲機構連續送絲的一種焊接方式。該焊接方法可節省更換焊條等輔助作業的時間，具有熔敷速度快、焊接接頭少、焊接收弧及引弧產生的焊接缺陷少等優點，焊接合格率明顯高于手工電弧焊。國內采用半自動焊接技術始于1995～1997年建成的庫鄯輸油管道，實踐證明，該焊接法的應用效果較好。目前，國內在管道主體焊接中應用比較成熟的半自動焊工藝為纖維素焊條打底，自保護藥芯焊絲或CO2氣體保護焊絲進行填充、蓋面。藥芯焊絲半自動焊抗風能力強，而CO2氣體保護焊絲的抗風能力較差。半自動焊焊接設備較手工電弧焊設備復雜，適宜在地形較好的平原、低矮丘陵和坡度較緩的山區地段機械化流水線作業上應用。
三、全自動焊接技術
全自動焊是借助于機械和電氣的方法使整個焊接過程實現自動化。目前國外用于管道焊接比較成熟的自動焊技術主要有實芯焊絲氣體保護焊和藥芯焊絲自保護焊技術。
（1）實芯焊絲氣體保護自動焊接技術自動焊接技術減少了人為因素對焊接質量的影響，減輕了工人勞動強度，容易保證焊接質量，同時具有焊接速度快、焊接材料成本較低對焊工的技術水平要求較低等優點，在國外已廣泛應用于大口徑、大壁厚的管道焊接領域。但由于管道環縫為全位置焊接，對焊接裝備及控制系統要求較高，且全自動氣體保護焊設備目前還存在造價高、維修難度大等缺陷。
（2）藥芯焊絲自動焊接技術該焊接技術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芯焊絲氣體保護焊相似。藥芯材料主要有礦物材料、鈦合金透氣劑、穩弧劑、造渣劑及還原劑等，與實芯焊絲相比，藥芯焊絲的優點有熔敷速度快，焊接質量好，沖擊韌性好，對各種管材的適應性好，設備投資成本比全自動氣體保護焊少等。
目前，國內管道應用全自動焊技術正處于起步階段，應用效果表明，焊縫表面成型規則、飽滿，內在晶體組織較好，且與母材過渡圓滑；一次合格率達到97%，每道焊口的電弧燃燒時間為35min，全自動焊比手工焊效率提高30%～40%。考慮到全自動焊設備較為復雜，尤其是采用實芯焊絲氣保焊時，防風棚必不可少，全自動焊接一般應用于平原、微丘等地形較好施工地段的大口徑、高壁厚管道。
參考文獻
篇7
[關鍵詞]壓力容器；焊接技術；應用；
中圖分類號：TM125 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）01-0316-01
一、壓力容器與焊接技術
壓力容器是指盛裝氣體或液體，承載一定壓力的密閉設備。壓力容器的應用十分普遍，在能源化業、化工業、石油、動力、軍事工業和科研等領域有著非常重要的作用。焊接技術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，焊接質量直接影響到壓力容器的生產質量與效率。壓力容器的類型多種多樣，對焊接技術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
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， 都會隨之急劇增加，且變形明顯難以克服。窄間隙埋弧焊接技術就是針對以上缺點而發展起來的。根據熱輸入的大小，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，每根焊絲都有獨立的焊接源、控制系統和焊絲送進系統。它的優點為：1.減小了焊縫體積，減少了應力，減緩變形，大大節省了焊絲消耗量。 2.焊縫晶粒細小、韌性好。3.母材金屬能均勻的稀釋到焊縫當中。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，焊接時電流較大，焊縫之間容易出現裂紋。為了防止產生裂紋，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勢，其優點為：1.由于焊接的坡口窄、焊縫金屬填充量少，節省了大量的工時和材料，既降低了成本，又提高了生產效率。2.焊接過程采用自動跟蹤，提高了焊接接頭的質量。3.窄間隙焊接時熱輸入較低，使得熱影響區的組織細化，提高了焊接的韌性和塑性。
三、彎管內壁堆焊技術
經過長時間的試驗，人們發現，在使用一段時間后，壓力容器的接管內壁大多都會出現一定程度的腐 蝕。因此，在實際操作生產過程中，為了延長壓力容器的使用壽命，需要對壓力容器的接管內壁 焊接層進行堆焊操作，將不銹鋼耐磨層堆焊在接管內壁上。但是這樣在實際操作，彎管內部堆焊設備的設計操作相當復雜。在30°彎管內壁堆焊實現90°彎管內壁整體堆焊過程中，人們先將90°的彎管分為三段，分別進行內壁堆焊后，再整體組焊成90°彎管。而現在人們已經發明出了90°彎管內壁自動堆焊設備。
1. 30°彎管堆焊技術
30°彎管內壁自動堆焊機的運作方法為5軸協調運動，自動排列焊道。工件進行3軸運動，第一，進行勻變速旋轉運動，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，進行平移變位使下一圈焊縫圓心處于旋轉中心上。焊接機頭進行 2軸運動，每完成一圈的堆焊后，焊槍后退一個位移，進行下一圈的堆焊；第三，工件每焊一圈，進行擺角變位，使下一圈焊縫處于與焊槍垂直的平面內；焊接過程中，焊槍做變擺幅運動，對應彎管的內外母線，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
90°彎管內壁堆焊采用的方法為熔化極氣體保護焊，沿著彎管母線縱向進行自動堆焊。通過安裝在二維變位機的工件的旋轉運動實現焊接過程；90°彎曲焊槍安裝在三位導軌上，是為了實現焊槍的自動變位；由于工件的翻轉運動使每一條焊道都處于平焊位置。
四、接管自動焊接技術
根據焊接的對象不同，接管的自動焊接有兩種：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. 接管與封頭的自動焊接
操作時，首先需要對焊接設備進行自動定心，方法是用焊槍對接管的外壁進行自動尋位，這樣，焊槍的旋轉中心就自動定位在接管的中心線上，大大的提高了效率。自動定心后，再通過焊絲的頂端對坡口底部進行自動定位，對焊縫高度方向上的變化進行記錄，自動跟蹤高度方向，完成非向心接管的焊接。在自動焊接的過程中，設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，通過輸入有關工藝參數，以一層兩道或一層多道的方式自動排列焊道，實現多層多道連續焊接。
2. 接管與筒體的自動焊接
舊式的接管馬鞍形埋弧自動焊設備是通過機械仿形的方式實現旱情的馬鞍形運動軌跡，不能適應窄間隙坡口、厚度大以及內馬鞍焊接的要求。近年來，操作方便，適應性強的數控馬鞍形埋弧自動焊接設備被開發出來，它采用的是數字化控制方法，利用接管的內徑，自動定心；焊槍的馬鞍形運動軌跡是以接管和筒體的直徑為參數，通過一定的數學模型自動生成。自動排列焊道，完成多層多道連續焊接；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埋弧焊。
五、一種可以取代鎢極填絲氬弧焊的新型激光復合焊接技術
鎢極填絲氬弧焊的焊接質量高，接頭的性能好，沒有飛濺，廣泛應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焊的保護氣體，在純氬氣保護氣體中，電弧很不穩定，控制困難。主要原因是在純氬氣保護下，熔池陰極的輸出功率較低，使得熔池陰極斑點不穩定。近年來，大功率激光器得以發展，出現了激光-電弧復合熱源焊接技術，成為現代焊接技術的熱點。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，這兩個特點都會吸引電弧和引導電弧。因此，在激光-電弧復合熱源焊接中，保護氣體可以用純氬，電弧能夠穩定燃燒，不會影響電弧的穩定和焊縫的成型。
參考文獻
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篇8
關鍵詞：自動化；焊接技術；機械制造；應用策略
在機械制造生產作業中，焊接是其中應用比較普遍的一項制造工藝，隨著當前我國科學技術的快速發展，自動化技術和焊接技術的不斷優化，使得自動化焊接設備逐步應用于機械制造產業中，就此本文對自動化焊接技術在機械制造中的應用策略進行詳細探討，具有一定現實意義。
1自動化焊接技術
在我國，制造業占比較大，對我國的經濟發展起到了一定的推動作用。在工業制造業中，自動化焊接技術的運用是關鍵，也是我國工業制造業的核心。在工業制造業中運用自動化焊接技術，主要是指焊接操作實現自動化，即在工業生產期間，對需要焊接的材料通過電腦控制進行操作，焊接質量較高，還能對焊接的時間、質量等進行標準化控制。不過，目前自動化焊接技術還未普遍運用，如果自動化焊接技術不到位，將造成資源的浪費，因此需要對不足之處進行研究改進。為了促進自動化焊接技術的發展，要對焊接生產實施管理，滿足自動化的要求標準，確保自動化焊接技術運用的穩定性。在工業制造業生產過程中利用自動化焊接技術，能夠提高我國工業生產環境適應力，有助于工業制造業進一步實現自動化作業。自動化焊接技術的實施需要工作人員較高的能力，較強的技術操作能力，能夠熟練操作自動化焊接技術相關設備，確保自動化焊接技術在工業生產過程中的全面推廣。自動化焊接技術的運用有助于我國實現工業生產自動化，解放勞動力，降低工業制造業的生產成本，提高工業制造業的經濟效益。
2自動化焊接技術在機械制造中的應用意義
當今時代，我國科學技術大力發展，特別是機械制造領域的發展更為迅猛。就當前機械制造產業發展現狀來看，相關科研人員已經成功的將自動化、智能化控制系統與機械設備兩者相結合，一方面進一步強化了整個機械產品的生產質量和效率，另一方面，因機械設備生產模式的轉變，其中投入的勞動力和生產成本也因此降低[1]。除以上之外，通過自動化的機械制造生產模式，促使機械制造產業經濟朝向規模化的方向生產，在批量化生產背景下進一步提升了企業的經濟效益。對于機械制造中所使用的自動化焊接設備，主要有自動焊接機、全自動智能型焊接機器人等等，通過這些設備，不僅僅可減少勞動者的工作強度，同時還可通過當前比較先進的編程技術和智能化控制設備實現全天不停轉開展焊接生產作業，有助于提升整個企業的運行效率。
3自動化焊接技術在機械制造中的應用策略
3.1 新材料自動化焊接技術
隨著我國工業制造業的發展，制造業的生產材料也不斷變化，針對新型材料，需要采用不同的焊接技術，但傳統的焊接技術對新材料的運用存在許多不足，容易出現質量問題。采用自動化焊接技術，因操作對象為機器人，可以將研究的數據結果輸入自動化系統中，設定相應的數據，利用新材料自動化焊接技術快速提高生產效率，促進工業生產的創新發展，也能促進工業制造業的進一步轉型。自動化設計能夠提高工業制造業的生產效率，提高企業生產的經濟效益。
3.2 自動化焊接專機
在進行大型機械設備的大規模、大批量生產制造過程中，通常采用自動化焊接專機作為輔助完成生產。自動焊接專機在進行焊接作業過程中，具有非常強的焊接控制能力，在實際應用中，將傳感器、電子電路安裝其中，能夠對整個焊接專機的焊接作業過程進行全自動化的跟蹤[3]。除以上之外，還可結合機械制造生產作業實際需求來對自動化焊接專機進行相應調整，以此來進一步提升整個焊接作業的工作成效。將其應用于自動焊接和旋轉機械中，一般選擇雙絲焊接技術作為主要焊接方式。相比較于以往傳統模式下的手工操作技術而言，通過雙絲焊接技術，進一步提升了機械制造生產效率，同時對生產過程中出現焊縫斷弧問題起到了一定的避免作用，與此同時，雙絲焊接技術在進行焊接作業時的烙深相對比較深，更能突出焊縫在其中的力學性能優勢，能夠應用于直線、曲線等多種類型焊縫焊接作業中，具有非常高的焊接工作效率，在實際焊接作業時，焊件變形越小越能保證焊接作業質量，特別適用于規模化機械加工生產作業中。從整體上來講自動化焊接專機在機械制造領域中的應用，還具有非常高的智能化程度，主要體現在將更高等級傳感器應用于自動焊接中，能夠實現人與機器之間的互動，根據需求來調節其中的參數信息，更好的將自動化焊接專機的作用發揮于實際機械制造生產中。
3.3 焊縫跟蹤技術
焊接機器人在焊接時，為保證焊縫軌跡的準確性，需要進行焊接縫隙實時跟蹤，機器人焊接時要能夠及時改變調整機器人焊接姿態情形，向著縮小焊接熱變形、減小軌跡偏差的方向補償，這樣能夠確保焊接質量，該技術目前已經普遍用于機器人焊接的生產環節。（1 ）被動式為主的視覺傳感器，能夠及時提取焊接縫隙邊緣區域和金液熔池區域的圖像信息，從而使機器人焊接過程中的軌跡能夠隨著關節移動而糾偏。（2 ）主動式視覺傳感器處理后的激光條紋圖像，機器人焊接視覺傳感器所采集的圖像信息都是關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的焊縫軌跡路徑。
3.4 自動化在線監測技術
為了提高焊接產品的質量，應加強焊接產品質量的檢測，而在傳統焊接技術生產過程中，檢測工作主要由專人負責，實際檢測需要通過復雜的工序實施，按照一定的頻次進行抽檢，無法對每一件產品進行檢測，所以無法確保每一件產品的質量。采用自動化焊接技術能夠及時反饋質量信息，實現自動化在線監測，對焊接的每一件產品進行精準地檢測，確保產品的質量。
4未來發展趨勢
隨著近年我國科學技術的不斷進步，在自動化焊接領域中，各種焊接設備類型也因此獲得相應的研究和發展，從以往傳統焊接工作中所使用的焊接機械手、座椅式位移計等逐步發展至今天比較智能化、系統化的焊接操作設備；對于焊接操作機，也逐步迎合時展對機械設備提出的需求，通過以上能夠看出當前所使用的自動化焊接設備的應用越來越滿足機械制造提出的生產需求，不斷優化和改進，降低在以往手工作業模式下對工人身體帶來的危害影響，降低勞動強度，更好的滿足當前對質量方面提出的要求，對提升企業在市場中的競爭實力起到非常關鍵的作用。
結束語
我國社會經濟快速發展，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，工業制造業在我國經濟發展中占據非常大的比重，從事制造業生產的工作人員數量也較多，就焊接技術操作而言，工作人員的工作環境比較差，容易對工作人員的身體健康產生影響。實施自動化焊接技術能夠改善工作人員的工作環境，提高工業制造業的生產效率，降低工業生產成本，有助于促進我國的經濟發展。
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篇9
[關鍵詞]船舶制造 高效焊接
中圖分類號：U671 文獻標識碼：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劃的行業之一，船舶焊接技術是現代造船模式中的關鍵技術之一，其焊接工時約占船舶制造總工時的30%～40%，焊接成本約占船舶制造總成本的30%～50%，因此先進的船舶高效焊接技術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量等方面具有十分重要的作用。
2 船舶高效焊接工藝的現狀
我國是世界造船大國，也正朝著世界第一造船大國的目標邁進，其船舶制造能力也在不斷擴大。2005年我國船舶完工噸位突破1000萬t，達到了1200萬t，約占世界造船總量17%。正是在這樣的一個造船總量不斷攀升的大背景下，采用高效焊接來提高生產效率是船舶制造的必由之路。目前我國造船工業中常見的高效焊接技術主要有：
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：工藝簡單實用，通過提高熔敷效率達到高的生產效率，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氣體保護焊
（1）實芯焊絲
我國氣體保護實芯焊絲的品種太少，今后大力擴大品種的同時，也需進一步改進實芯焊絲的工藝性能，降低飛濺、成形美觀等。焊絲表面應具有防銹、功能。國內常見的牌號是E49-1和E50-6焊絲。
（2）藥芯焊絲
藥芯焊絲是CO2氣體保護焊的主要焊材，其配合各種類型的襯墊可以實現單面焊一次成形，其特點是焊道成形美觀、電弧穩定、飛濺小、全位置焊接、工藝性能良好、焊接熔敷速度快、生產率高等特點。現在船廠普遍采用藥芯焊絲來焊接船舶結構，以后CO2氣保護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，其中應用于平面分段流水線的FCB法焊接，FCB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定燃燒。該工藝焊接速度快，最高可達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性能和背面成形。另一種應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，其特點是簡便、省力、材料成本低廉。它主要應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半自動或自動焊接（MAG焊），也可采用鎢極氬弧焊。根據母材的不同，對于C02半自動或自動焊焊絲，焊絲牌號常為1Crl8Ni9Ti焊絲、316L實芯或藥芯焊絲，以及317L實芯或藥芯焊絲，焊絲直徑為細絲，即φ1.0 mm和φ1.2 mm焊絲；對于鎢極氬弧焊，焊絲牌號一樣，只是焊絲的規格為粗絲，一般為φ1.6 mm和φ2.4 mm焊絲。
2.5 活性氣體保護焊焊接技術（MAG焊）
所謂的活性氣體保護焊焊接技術就是采用CO2+Ar混合氣體的CO2半自動或自動焊接，普遍應用于不銹鋼的焊接。上海船舶工藝研究所開發適合船廠專用的雙絲單面MAG焊接技術與裝備，該項技術的主要特點是，可無間隙裝配，坡口內定位焊、添加切斷細焊絲，背面應用陶瓷襯墊，板厚在12～22 mm范圍內可一次成形，焊接速度快，焊接效率高，焊接質量好。
3 中海工業（江蘇）有限公司今后幾年的高效焊的發展以及應用
中海工業（江蘇）有限公司作為我國船舶的骨干企業，未來幾年隨著公司3#船塢的啟用以及公司轉型升級的發展必然，其造船規模與總量將有大幅度提高，預計2015年達到年造船總量150萬t。要實現上述目標，除了擴大生產規模，提升造船管理水平外，加快高效焊接方法應用，提高焊接生產效率也勢在必行。因此，中海工業（江蘇）有限公司今后幾年的高效焊發展趨勢有以下幾大特點：
3.1 焊接工藝、方法的多樣化
為了適應船舶制造不同區域生產流程節奏，確保各生產節點有序按時完工，根據現代造船技術特點，焊接新工藝推廣應用是解決焊接生產效率提高的唯一途徑。如平面分段制造區域縱骨焊接采用多電極C02氣保護自動焊，平直分段內底板、甲板對接采用雙絲MAG焊。
3.2 C02氣保護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（江蘇）有限公司不可或缺的主要生產工藝，而公司造船由于承接船舶向大型化、高附加值船舶轉變，焊條電弧焊低生產效率不可能滿足生產需要，自動角焊、半自動角焊、垂直自動角焊等各類C02氣保護焊將替代焊條電弧焊，甚至在船塢、平臺區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中可能會使用。
3.3 焊接設備向大型化、系統化、集成化、自動化轉變
中海工業（江蘇）有限公司由于造船模式、生產管理、工藝流程變化，對焊接生產提出了全新要求，焊接必將以機械化、自動化生產為主，這決定了選用的焊接設備具有大型化、集成化特點。以平面分段生產線為例，大拼板焊接需采用三絲的FCB單面焊接站，該焊接系統除了穩定可靠的大功率埋弧焊電源外，還應具有自動送板、準確定位、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精確行走的大型門架結構件。而縱骨焊接工位的多電極焊接系統可以滿足多根T形縱骨同時焊接，不僅生產效率高，而且焊接變形小，該系統除焊接外，同時具備自動定位縱骨功能。另外，曲面分段、船塢、平臺等生產區域需配備C02氣保護自動焊、雙絲埋弧焊、垂直氣電焊等各類自動化焊接設備。
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化程度提高，對焊材工藝要求進一步提高，自動化焊接勢必提高焊接熱輸入量。為保證焊接接頭綜合力學性能，特別是焊縫強度、韌性等指標，船舶焊接生產中需要大量高性能焊材應用。另外，焊接自動化、機械化的高效率取決于焊接生產過程連續性，所以選用的焊材應具有穩定質量和良好的焊接工藝性。同時，為了進一步提高焊接生產效率，要求大尺寸焊縫或厚板焊接時采用高熔敷率焊材。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特點。
4 結語
從目前來看，中海工業（江蘇）有限公司在建的船舶以常規散貨船為主，但隨著公司的轉型升級發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驗，公司將有能力建造LNG、LPG船以及海工船型等高附加值船舶。因此我們應該珍惜這樣一個良好契機，充分利用現代化造船船用焊接設備，通過對造船焊接工藝不斷研究、改進，開發出適于中海造船的焊接生產工藝，從而加快向現代化造船模式轉化，把船舶焊接技術水平提高到一個新的高度。
參考文獻：
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篇10
關鍵詞：高壓空冷器；制造；技術措施
中圖分類號：TE98 文獻標識碼：A
高壓空冷器是廣泛應用在石化行業、煉油行業、催化氫化過程中的配套換熱設備，在這些領域的生產過程中起著關鍵作用。近年來世界各國的加氫裂化技術都在迅速發展，對高壓空冷器的需求量不斷加大，也帶動了我國國內高壓空冷器的發展。
汽油等原料在臨氫壓力和催化劑的作用下裂變為低分子的烴類產物，如重石腦油和石腦油的過程稱為加氫裂化單元。這個過程要經過加氫反應、加氫裂化反應和輕重石腦油的分離等步驟。在整個工藝過程中，加氫裂化后的產物經過一系列高壓轉化器冷卻、冷凝后再凈高壓空冷器冷凝，最后進入高壓分離心痛和抵押分離心痛得到分離。在整個工藝中高壓空冷器發揮了重要作用。
1 高壓空冷器的設計要點
（1）根據操作介質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計為強度脹加密封焊形式，這樣可以抵抗因振動而可能產生的疲勞破壞。
（3）合理設計矩形管箱四塊壁板間的焊接坡口形式和尺寸，以實現全焊透。
（4）在進出口溫差大于110℃時，將進、出口管箱設計成剖分式，使兩管箱間可以相對移動，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抗腐蝕性能卓越的金屬鈦管，以避免該部位由于沖蝕而產生的破壞。
（6）對矩形管箱的制造、檢驗提出嚴格的、切實可行的技術要求。
2 高壓空冷器的制造技術
2.1 制造材料的選用
高壓空冷器的使用環境決定了它對材料的嚴格要求，加氫的反應產物從反應器流出后經3～5臺高壓換熱器換熱后到達高壓空冷器，在此被進一步冷卻，使溫度降低到50℃左右。然后進入高壓分離器進行氣液分離。高壓空冷器的工作特點是：正常操作時溫度不高（200℃以下），但遇緊急放空時，會有大量未經充分換熱的高溫氣體（>200℃）在短時間內通過空冷器。因此要求空冷器翅片管具有良好的抗沖擊性能。介質進入空冷器時溫度一般已降到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出現一些中溫操作的空冷器，其正常操作溫度大于240℃。此時碳鋼已不能抵抗氫腐蝕。因而應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等耐腐蝕性更強的材料。
2.2 焊接材料的選用
以Q345R（HIC）材質的空冷器管箱為例，因為高壓空冷器的管箱鋼板采用了HIC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NB/T47014-2011的規定，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
空冷器的管箱內腔容積較小，使用一般的自動焊設備有些障礙，必須選擇可進行小空間、長距離的焊接設備，而且可以進行埋弧自動焊和氣體保護焊兩用的焊接設備。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焊方法進行自動焊接，根據鋼板厚度確定焊接次數。
管箱承壓主焊縫的焊接方法為填角焊縫，外側焊縫的金屬鋼板采用埋弧自動焊和二氧化碳氣體保護焊，其中二氧化碳連續、均勻、適量地通入電弧區內，且通入的二氧化碳氣體必須經過去濕處理，否者將水分帶入到焊接劑中造成焊縫不理想，焊縫上會產生氣孔。其次，通入二氧化碳的過程中要保證壓力適當，如果壓力過大會將焊接劑吹散，并且影響電弧穩定燃燒，造成焊縫上留下嚴重的氣孔；如果通氣壓力過小，不能順利推動焊接劑前進，且不能保證通氣均勻。同時，焊接方法對高壓空冷器的好壞也起著至關重要的影響，高壓空冷器制造的相關單位一定要選擇最合適的、最有效的焊接技術，全方位的保證高壓空冷器的制造質量。
3 高壓空冷器的質量保證措施
在高壓空冷器制造過程中，要想提高高壓空冷器的質量就全面做好每一個相關的細節工作。首先，在制造材料選擇方面，選材的時候要嚴格的把好選材關，高壓空冷器的制造質量就一定要嚴格地控制好制造的原材料；其次，在焊接過程中要選擇恰當的焊接方式，必須選擇可進行小空間、長距離的焊接設備，而且可以進行埋弧自動焊和氣體保護焊兩用的焊接設備。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焊方法進行自動焊接，根據鋼板厚度確定焊接次數，并且在焊接后正確地進行熱處理，焊接后應該保證熱處理溫度保持在675度左右為最佳，在熱處理時應該嚴格的保證處理溫度，這樣可以很大程度的提高焊接質量，進而提高高壓空冷器的質量；最后，也是最關鍵的是要嚴格的進行質量驗收，高壓空冷器制造完成以后要請相關單位進行質量驗證，務必把好這最后一關。如果高壓空冷器出現任何質量問題必須要進行處理，一定要杜絕不合格的產品上市，這不僅是對生產單位負責更為了廣大的消費者利益考慮。
結語
高壓空冷器是廣泛應用在石化行業、煉油行業、催化氫化過程中的配套換熱設備，在這些領域的生產過程中起著關鍵作用。近年來世界各國的加氫裂化技術都在迅速發展，對高壓空冷器的需求量不斷加大，也帶動了我國國內高壓空冷器的發展。
在我國全面建成小康社會和實現現代化建設，轉變經濟發展方式的關鍵時期，一定要實現全面的、可持續的發展，實現每一個行業的健康的發展。這就要求國家必須加大建設力度，加大建設力度要依靠科技發展。而其中的高壓空冷器應用的領域比較廣，它的應用對社會發展和國家的經濟發展都會起到至關重要的作用，所以國家一定要重視起來。
參考文獻
