管道全位置自動(dòng)焊接就是指在管道相對(duì)固定的情況下，焊接小車帶動(dòng)焊槍沿軌道圍繞管壁運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接。一般而言，全位置自動(dòng)焊接裝置由焊接小車、行走軌道、自動(dòng)控制系統(tǒng)等部分組成。管道自動(dòng)焊研制全位置自動(dòng)焊接裝置的目的就是為了提高焊接質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率、減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。   

    1、焊接小車   

    焊接小車是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接過程的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它安裝在焊接軌道上，帶著焊槍沿管壁作圓周運(yùn)動(dòng)，是實(shí)現(xiàn)管口自動(dòng)焊接的重要環(huán)節(jié)之一。焊接小車應(yīng)具有外形美觀、體積小、重量輕、操作方便等特點(diǎn)。它的核心部分是行走機(jī)構(gòu)、送絲機(jī)構(gòu)和焊槍擺動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。行走機(jī)構(gòu)由電機(jī)和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，為使行走電機(jī)執(zhí)行計(jì)算機(jī)控制單元發(fā)出的位置和速度指令，電機(jī)應(yīng)帶有測(cè)速反饋機(jī)構(gòu)，以保證電機(jī)在管道環(huán)縫的各個(gè)位置準(zhǔn)確對(duì)位，管道自動(dòng)焊,而且具有較好的速度跟蹤功能。送絲機(jī)構(gòu)確保送絲速度準(zhǔn)確穩(wěn)定，具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，動(dòng)態(tài)性能較好，同時(shí)應(yīng)具有足夠的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。而焊槍擺動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)應(yīng)具有焊槍相對(duì)焊縫左右擺動(dòng)、左右端停留、上下左右姿態(tài)可控、焊槍角度可以調(diào)節(jié)的功能。焊接小車的上述各個(gè)部分，均由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)可編程的自動(dòng)控制，程序啟動(dòng)后，焊接小車各個(gè)部分按照程序的邏輯順序協(xié)調(diào)動(dòng)作。在需要時(shí)也可由人工干預(yù)焊接過程，而此時(shí)程序可根據(jù)干預(yù)量自動(dòng)調(diào)整焊接參數(shù)并執(zhí)行。焊接設(shè)備

    2、焊接軌道   

    軌道是裝卡在管子上供焊接小車行走和定位的專用機(jī)構(gòu)，其的結(jié)構(gòu)直接影響到焊接小車行走的平穩(wěn)度和位置度，也就影響到焊接質(zhì)量。軌道應(yīng)滿足下列條件：裝拆方便、易于定位；結(jié)構(gòu)合理、重量較輕；有一定的強(qiáng)度和硬度，耐磨、耐腐蝕。軌道分為柔性軌道和剛性軌道兩種。所謂剛性軌道就是指軌道的本體剛度較大、不易變形，而柔性軌道則是相對(duì)剛性軌道而言。兩種類型的軌道各自有各自的特點(diǎn)。剛性軌道定位準(zhǔn)確、裝卡后變形小，可以確保焊接小車行走平穩(wěn)，焊接時(shí)焊槍徑向調(diào)整較小，但重量較大、裝拆不方便。而柔性軌道裝拆方便、重量較輕，精度沒有剛性軌道高。   

    3、送絲方式   

    送絲的平穩(wěn)程度直接影響焊接質(zhì)量。送絲方式可以簡(jiǎn)單分為拉絲和推絲兩種方式。拉絲時(shí)焊槍離送絲機(jī)的安裝位置較近，焊接過程中焊絲離開送絲機(jī)后受到的阻力較小，因此可以保證送絲過程平穩(wěn)，但送絲機(jī)和焊絲盤均須安裝在焊接小車之上，增加了焊接小車的重量，給人工裝拆增加了困難，管道全位置自動(dòng)焊機(jī),重量增加還容易造成焊接小車行走不平穩(wěn)。使用直徑為0.8mm或1.0mm的小盤焊絲（重量約為5kg）減輕了焊接小車的重量和負(fù)載，又使得焊接過程容易控制，但對(duì)焊接效率有一定的影響。采用推絲方式時(shí)，將送絲機(jī)構(gòu)安裝于焊接小車之外，減小了焊接小車的體積和重量，可以使用大功率的送絲機(jī)和直徑為1.2mm的大盤焊絲（重量約為20kg），從而提高焊接效率。然而，由于推絲時(shí)送絲機(jī)離焊槍較遠(yuǎn)，兩者之間須有送絲軟管相連，當(dāng)焊絲被連續(xù)推送到焊槍嘴處時(shí)，焊絲受到的摩擦阻力較大，而且，焊接過程中送絲軟管的彎曲度對(duì)送絲的平穩(wěn)程度有一定的影響，嚴(yán)重時(shí)造成送絲不暢，因此使用推絲時(shí)須充分考慮上述因素。 

    4、焊接工藝的選擇   

    目前，除采用手工焊接外，管道焊接較多的是采用埋弧自動(dòng)焊接工藝和氣體保護(hù)焊工藝。焊接設(shè)備   

    埋弧自動(dòng)焊有焊縫成型好、焊接效率高、焊接成本低等特點(diǎn)，對(duì)于管道施工而言，埋弧自動(dòng)焊可用于雙管聯(lián)焊，簡(jiǎn)稱“二接一”，即焊槍固定在某一位置，管子轉(zhuǎn)動(dòng)。顯然長(zhǎng)距離管道焊接時(shí)不可能讓管子轉(zhuǎn)動(dòng)，因而“二接一”只能用于管子的預(yù)制。如果管道全位置自動(dòng)焊采用埋弧焊工藝，那么焊接裝置上配加焊劑的投放、承托與回收機(jī)構(gòu)，使得焊接裝置的結(jié)構(gòu)變得較為復(fù)雜，給操作與裝拆帶來(lái)不便，而且增加了行走小車的負(fù)載，影響小車行走的平穩(wěn)性。埋弧焊一般采用粗焊絲、大電流的焊接方式，用于全位置自動(dòng)焊可能會(huì)由于熔敷率較高出現(xiàn)熔滴下垂、流動(dòng)等焊接缺陷，影響焊縫的成型與質(zhì)量，因此將埋弧焊應(yīng)用于管道全位置自動(dòng)焊接實(shí)現(xiàn)起來(lái)困難較大。   

    采用藥芯焊絲加氣體保護(hù)的焊接工藝，若是多遍成型，則每次焊縫表面清渣費(fèi)工費(fèi)時(shí)；若是強(qiáng)迫成型，則須配加一個(gè)與焊槍一起運(yùn)動(dòng)的成型銅滑塊，并通入循環(huán)冷卻水，可以大大提高焊接效率，這樣一來(lái)不僅焊接裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且重量增加。因?yàn)樗幮竞附z的價(jià)格較高，同時(shí)還要解決保護(hù)氣體的氣源，所以焊接成本較高。單一使用自保護(hù)焊絲，雖然節(jié)省了保護(hù)氣體，但存在清渣困難問題。   

    采用實(shí)芯焊絲加氣體保護(hù)的焊接工藝，若是多遍成型，則焊接過程可簡(jiǎn)單分為打底、填充、蓋面三個(gè)階段，無(wú)須對(duì)焊縫表面進(jìn)行清理而直接進(jìn)行下一道工序，但焊接速度相對(duì)強(qiáng)迫成型而言慢一些。保護(hù)氣體一般為純二氧化碳?xì)怏w、二氧化碳和氬氣或二氧化碳和氧氣的混合氣體。二氧化碳和氬氣的混合氣體可以使得焊接時(shí)的電弧燃燒穩(wěn)定、飛濺較小，但在野外施工時(shí)氬氣氣源難尋、價(jià)格較高，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，在焊接輸油管道時(shí)，盡量使用純二氧化碳作為保護(hù)氣體。在有條件的地區(qū)施工，使用二氧化碳和氬氣作為保護(hù)氣體較為理想

    5、控制方式   

    在焊接過程中，焊接小車的行走速度、送絲速度以及焊槍的左右振動(dòng)頻率是三個(gè)主要的參數(shù)，焊槍的上下調(diào)節(jié)可以不考慮在內(nèi)。用一條垂線將管子的圓周分為左右兩個(gè)半圓，然后將兩個(gè)半圓沿順時(shí)針、逆時(shí)針方向等分，定出焊接節(jié)點(diǎn)。通過大量的試驗(yàn)可以在焊縫的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處獲取理想的焊接參數(shù)。但實(shí)際焊接與試驗(yàn)時(shí)的數(shù)據(jù)不會(huì)完全相同，在焊接過程中可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)焊接參數(shù)，如送絲速度、振動(dòng)頻率等參數(shù)。但這些參數(shù)的調(diào)節(jié)是相互關(guān)聯(lián)的，送絲速度調(diào)節(jié)合適了，振動(dòng)頻率、焊車速度卻不一定合適，只有通過一定時(shí)間的摸索才能將幾個(gè)參數(shù)調(diào)節(jié)匹配。若采用另一種控制方法，情況則不大相同。將送絲速度、焊車行走速度、焊槍振動(dòng)頻率作為三個(gè)因變量，置于一個(gè)空間坐標(biāo)系中，以時(shí)間作為自變量，以焊接電流、電壓作為邊界條件，得出送絲速度、焊接小車行走速度、焊槍振動(dòng)頻率之間的關(guān)系，即空間坐標(biāo)方程。在實(shí)際焊接時(shí)，每一次調(diào)節(jié)均是上述三個(gè)參數(shù)同時(shí)調(diào)節(jié)，從而確保調(diào)節(jié)過程的準(zhǔn)確性。

    面對(duì)日趨激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，要想在管道焊接市場(chǎng)中占據(jù)一席之地，提高施工裝備和技術(shù)水平，因此，研究管道全位置自動(dòng)焊接裝置對(duì)提高我國(guó)的管道施工水平具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 

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