基于锅壳式 锅炉平管板的埋弧自动化焊接工装研究

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1、第1期(总第131期)机械管理开发2013年2月No．1(SUMNo．131)MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENTFeb．2013基于锅壳式锅炉平管板的埋弧自动化焊接工装研究张红玉，刘建斌，黄宏胜，刘守君。，齐明贞(1．山东华臻重工有限公司，山东烟台265500；2．中国兵器工业第202研究所，陕西咸阳712000；3．中北大学机械工程与自动化学院，山西太原030051；4．太康县职业中等专业学校，河南周VI461400)摘要：实现锅炉筒体焊接的全部自动化，难度在于平管板部位的环缝内侧焊接，特别是最后一道组合焊缝。由于施焊条

2、件差，埋弧自动焊焊机不能进入筒体内部施焊。采用改进的工装的埋弧自动焊进行焊接，可以实现该处环向对接接头的自动化焊接。降低了生产成本和劳动强度，提高了工作效率和焊接质量。关键词：工装；锅炉平管板；内侧环缝；焊接自动化；埋弧自动焊中图分类号：TG445文献标识码：A文章编号：1003—773X(2013)ol一0001—030引言采用手工电弧焊，焊工在简体内施工条件差，安全近年来，关于自动化的概述，已经发生了很大的变没有保障，而且劳动强度大，焊接质量也很难保证。化。当初的所谓自动焊，实际上只是机械的焊接方法，中国机械工程学会焊接分会编《焊接词典》第3版u，这板

3、样定义自动焊：用自动焊接装置完成全部操作的焊接方法。美国标准口。ANST／AwS3．0《焊接术语与定义》中描述自动焊(Automatic—Welding)与机械焊(MachineWelding)的区别，就是在于焊接过程中是否需要操作者不断对设备进行控制调节。尽管焊接过程中的一些图1工装改进前的埋弧自动焊结构示意图主要动作，可以由机械实现，但不能以自动控制代替手2)小直径锅炉筒体，在人无法进入筒体操作的情工控制的操作只能属于机械焊，即使在工业发达的况下，只能采用单面焊。单面焊要求全熔透，且背面有国家，也为实现所谓真正的自动化进行更深的科学良好的焊缝成形，较为

4、困难。焊接工作者采取过很多研究H。左传付等人嘲论述了锅壳式锅炉平管板的低措施，也不乏有成功之作。一般看来纵缝焊接装置实成本自动化焊接，郭平等人口对工业锅炉平管板和凸现机械自动焊多于内环缝，特别是在工艺装备条件有形管板结构进行了有限元分析，邢芳等人研究了限的工厂，如采用焊缝跟踪焊接装置，不仅机构复杂，2．25Cr一1Mo钢的埋弧自动焊工艺，刘瑞祥等人提出造价昂贵，而且锅炉管板封头最后一道内环缝的焊接了储罐横向埋弧自动焊焊缝裂纹的防治措施，陆冬位置差的矛盾更显得突出。梓n叫研究了大型钢结构井架埋弧自动焊焊接工艺。3)锅炉平管板组对焊接时，一般加工过程是筒本文研

5、究的“蛇形管”实现锅壳式锅炉平管板焊接体之间内、外纵环缝焊接完成后再组装两端封头的环自动化，也是机械焊接的一种，其特点是：利用焊机的向对接焊缝。放置于滚轮架上的简体在焊接内、外环送丝机构送进焊丝，大大提高熔敷率，实现了小空间，缝时，纵缝的余高通过滚轮架产生的骤然抖动，使自动机械设备不可达处的自动化焊接。为锅炉、压力容器焊的焊缝成形变差，焊接质量下降，与此同时加工产生等制造行业提供了一项新技术。的筒体不圆度，也使焊接电弧不稳定而影响焊接质量。1锅炉平管板实现自动化焊接的难点2改进工装后的埋弧自动焊焊接工艺1)在锅炉制造行业中，椭球形封头与筒节的组对实现筒体全

6、部焊接自动化是以焊接结构和技术要自动化焊接比较容易实现，但是最后一道组合环向对求及生产规模为依据。在满足焊接工艺和保证锅炉简接内侧焊缝也很难实现。对于锅炉平管板封头与筒节体的装配位置、尺寸精度的基础上，同时考虑到生产能的组对自动化焊接难度就比较大，其难度在于平管板力及改善劳动条件，降低生产成本，提高经济效益，提的直边长度短，仅有100mm左右，一端封头实施自动高焊接质量的目的。在有关技术人员及工人的配合焊后，另一端最后一道内环焊缝几乎无法实施埋弧自下，通过对埋弧焊焊机的机头送丝装置和导电嘴的改动焊焊接，因为其机头及工装很难在管板直段狭窄空装实现了焊接自动化

7、，其结构，如图2所示。间发挥作用，如图1所示。收稿日期：2012—07—23基金项目：仪器科学与动态测试教育部重点实验室青年基金资助项目。作者简介：张红玉(1972一)，男，河南周口人，工程师，本科，主要从事国内锅炉与压力容器和AsME动力锅炉、压力容器及动力管道的焊接工作。·1·第1期(总第131期)机械管理开发2013年2月改进过的自动焊，焊接内环缝最后一道平管板环焊缝装置，我们采用划擦引弧法，具体步骤为：先转动工件一焊丝慢速送进一擦划工件一找正焊丝位置及指针位置一焊剂送进一起动电源引燃电弧一正常送丝焊接。5)由于控制箱、送丝盘设置在简体外，焊接指针在

8、简体内，所以筒体内、外焊工操作时要配合严谨，同l一简体；2-"蛇形