自动焊接精选(九篇)
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第1篇：自动焊接范文
关键词：焊接；PLC；自动化
焊接作为工业“裁缝”，是工业生产中非常重要的加工手段，正常在汽车制造、建筑等行业中所涉及的焊接操作，其焊缝质量需要那些经过优质培训的焊工操作才能保证，一般人难以达到，同时由于焊接烟尘、弧光、金属飞溅的存在，焊接的工作环境又非常恶劣，导致自动化焊接的需求越来越多。自动化焊接设备的意义主要由以下几个方面。
（1）稳定和提高焊接质量，保证其均一性。焊接参数如焊接电流、电压、焊接速度及焊接干伸长度对焊接结果起决定作用。采用自动化焊接时对于每条焊缝的焊接参数是恒定的，焊缝质量受人的因素影响较小，降低了对工人操作技术的要求，因此焊接质量是稳定的。
（2）改善工人的劳动条件，提高劳动者的生产效率。采用自动化焊接，工人只需要用来装卸工件并且远离焊接弧光、烟雾、飞溅等危害。另外随着高速高效焊接技术的应用，使用机器人式的焊接，效率提高的更加明显。
（3）产品周期明确，容易控制产品质量。自动化的生产节拍是固定的，因此安排生产计划也非常明确。
1 自动化焊接设备
1.1 焊接的工作原理
焊接利用正负两极在瞬时短路时产生的高温电弧来熔化焊条，从而达到与被焊物体结合的目的。现设计焊接自动化工作台，主要完成3600旋转动作，自动化焊接过程满足焊接工艺要求。项目研发的系统将从焊点分布、焊接顺序、时间、电流、 温度、受力和平面度等方面保障基体质量 ，使焊接部分与非焊接部分硬度均匀一致，解决焊后变形问题，并提高生产效率，降低次品率，从而提高生产的经济效益，也使得整个技术和管理的自动化水平的提高。
1.2 焊接设备的组成部分
现设计该自动化焊接设备的机械结构如图1所示。
该自动焊接设备主要由自动焊机、气源装置、焊枪伸出机构、工件旋转与压紧机构、电气控制柜、门装置、设备支架等几个部分组成。
1.3 自动化焊接设备的机械结构
该自动化设备主要用于焊接碳钢、不锈钢圆筒形工件，用两组法
兰夹具夹住两件被焊工件，将两组工件的两条环缝同时对接焊接，以达到整体工艺效果要求。
2 设计方案
2.1 动作控制分析
在设备中，工作台旋转3600是由电机正转/反转的控制应用，是在电机的接线电路中，利用变频器进行控制，当变频器的输出为正转时，电机从而正转；当变频器输出为反转时，电机从而反转。从而实现电机的正转以及反转的控制。
自动焊接设备在正常工作时采用自动操作方式，一个周期内焊接一个工件，完成作业。当工人在安装调试或设备出现故障停止运行时，可以采用手动方式操作，从而方便了检查故障的原因。自动焊接运行方框图如图2所示。
2.2 电气系统的硬件设计
（1）主电路设计
工件焊接时，工件的旋转是靠电动机带动的，旋转时需要无级调速，无级调速可选用变频器来实现。
根据设备需求选用容量为7.5KW的电动机，再根据电动机的容量选用变频器，前提考虑电动机三个方面的参数：
①电机的额定电流 ②电机的功率 ③电机的极数
最终可以决定选用三菱FR-E740-7.5KW变频器，该变频器的优点在于结构简单，调节容易，可用于通用鼠笼型异步电机。
（2）PLC机型的选择
控制根据被控对象对PLC控制系统的功能要求，根据设备的要求使用了9个不同的按钮及使用信号输入点12个，所以要用到的输入数量预计有20个；使用了1台三相交流电动机，5个电磁换向阀，其输出数量预计需要有10个，以及各种指示灯和安全系数上的硬件，再预计需要10个输出点。在选择机型时还要考虑以后设备的调整和扩充，在实际统计I/O点数基础上，所以预留10%～20%的数量，可以选定三菱FX3U-64MR型号的PLC。
2.3 电气系统的软件设计
（1）系统自动状态流程图
在自动运行过程中，有异常报警发生时，必须要按下复位按钮来排除故障，直至报警蜂鸣器停止报警声响，报警红色指示灯灭，运行绿色指示灯亮，方可运行，否则，设备会一直处于有故障状态中。
（2）梯形图
三菱FX3U-64MR与变频器通讯程序（略）。
3 结束语
实际应用结果表明，自动焊接系统在实际生产中的运用，可以较好的解决焊接困难、生产节拍低下、劳动强度高等实际生产问题，在局部采用自动焊接系统代替机器人焊接，价格低廉，受到了很好的经济效益和社效益。
参考文献
（1）周虹. 气动与PLC技术相结合在机械手设计中的应用.液压与气动.2004.3
第2篇：自动焊接范文
一、自动焊接技术的工作原理
自动焊接技术是将焊接原理、自动控制原理、机械运动原理等进行了有机结合的一种加工技术，它实现了焊接过程的自动化。在自动焊接技术中，通过工件夹紧机构、脱料机构、焊枪夹紧机构、焊枪气动调节机构等装置完成了对工件和焊接设备的安装与定位，再通过导轨床体、转动机构、转动转台、气动尾顶滑台机构等装置实现了焊枪与工件的前后、左右、上下运动。
当前，自动焊接技术不仅采用了上述的各种原理和技术，同时大量运用了数字化技术和人工智能化技术，使得自动焊接技术向更高的一个技术平台延伸。埋弧焊、等离子弧焊、激光焊、激光复合焊、MIG/MAG焊、TIG焊、机器人焊接等都是自动焊接常用的设备与方法[1]。
二、机械加工行业对自动焊接的需求
在当今这个科学技术如此发达的时代，以往那种手动焊接技术已经很难满足时展的需要，随着自动焊接技术的不断发展，该技术对机械行业造成了非常深远的影响，自动焊接技术已经成为机械加工领域中不可缺失的一部分。我国于五年前就已经成为了世界上最大的钢材消耗国，用钢量已经超过了2亿吨，2014年我国的焊接材料生产总量为568万吨，其中仅埋弧焊丝的产量占比约10.5%，59.6万吨，年均增长率保持在10%左右。截止目前为止，从我国焊接领域的现状来看，自动焊接及时满足了机械加工领域中以下四个方面的需求。
（一）降低了人工成本
从企业的成本方面来讲，自动焊接技术因其工作效率高，大大降低了人工成本。在当今这个人工成本高涨的时代，自动焊接技术大大缓解了企业的用人成本，因此降低了企业的投入成本。
（二）降低了焊接危害
焊接技术被人们认为是一种对工作者身体有害的工种，手动弧焊中产生的弧光、烟尘、高温对人体的健康有着较大的影响，同时长时间的焊接操作对于工作者来讲是属于高强度的劳动。随着自动焊接技术的应用，不仅降低了工作者的劳动强度，还进一步缓解了人工焊接对工作者带来的压力与危害。
（三）满足了较高的焊接质量要求
对于高强度的焊接作业要求，如果仅仅是依靠人工手动来完成，焊接质量难以保证。随着科学技术的不断发展和人们对产品质量要求的不断提高，对于需要焊接加工的产品也逐渐向精细化、多元化的方向倾斜。因此，自动焊接因其种种优势取代了人工手动焊接。
（四）满足了企业竞争的要求
随着我国市场化经济的不断发展，企业之间的竞争力也在不断的升温，随着机械加工与制造行业全球化的到来，一个企业焊接设备与焊接工艺的好坏直接决定了该企业的核心竞争力[2]。自动焊接作为一种高效、节能、环保的先进加工设备和工艺，无疑在很大程度上提高了企业的竞争力。
三、自动焊接在机械加工中的应用
自动焊接设备是一种具有较高自动化程度的焊接设备，属于自适应控制类专机。它通过自身配备的传感器与电子检测线路，可自动跟踪焊缝的轨迹导向，甚至还可以自动完成对焊接参数地设置与调整。此外，它还能够利用诸如视觉传感触角传感器、光敏传感器等高等级传感器，通过与计算机系统、软件、数据库的配合，实现对参数调整的智能化，且人工操作十分简便。但是由于受到很多条件的限制，智能化焊接在实际生产中的应用较少 [3]。本文主要从自动化焊接专机与焊接机器人两方面来探讨自动焊接在机械加工中的应用。
（一）自动化焊接专机的应用
自动化焊接专机常用于一些大型设备的批量生产中，双丝焊接是自动化焊接专机采用的主要焊接方式，比如在推土机的焊接生产中，双丝焊接主要应用于主臂和车架的焊接。自动化焊接专机的使用大大提高了机械加工的生产效率，双丝焊接的效率一般是人工单丝焊接的2倍，而且采用双丝焊接，熔深较深，焊缝的力学性能更好。焊接自动化专机可用于直线、曲线等多种形式焊缝的焊接，焊接效率高，焊接过程中焊件的变形小，质量易于保障，适合大批量生产作业，同时还具有操作简单、成本低廉、安全可靠等优点，在机械加工中的应用较为广泛。自动化焊接专机具有很高的性价比。
（二）焊接机器人的应用
焊接机器人因其柔性化和数字化程度高、精度高、焊接质量稳定等特点，在机械制造企业的生产能力与竞争力方面起了非常重要的作用。焊接机器人在复杂的焊件中表现更为优异，它能够满足复杂焊接件的加工要求。
但是，由于焊接机器人成本高、操作难度大、结构复杂、价格高等特点，暂时还不能大规模地用于生产。另外，在采用焊接机器人进行焊接时的焊前准备工作，如组装、打底焊等，还得借助人工操作的方式完成[4]。另一方面，由于焊接机器人无法很好的自动跟踪焊缝，接触寻位的效果也不尽人意，窄小空间无法施焊等缺点，焊接机器人在结构和功能方面还需要不断进行研究改进。
第3篇：自动焊接范文
【关键词】长输管道；全位置；自动焊接；西气东输；管道口
随着经济发展对能源的需求越来越大，世界各地开展了新一轮的管道建设热潮，为适应长距离、大运量的要求，油气管道也逐渐向大口径和长距离的趋向发展。我国地域辽阔，能源分布不均，对能源大量需求的经济发达地区大多自身能源蕴藏量极低，而且我国地形地貌复杂，使得我国对于油气管道的布置要求特别高。为适应我国油气输送的特点，输送管道不仅要求口径大、距离长， 而且布置复杂，对管壁的厚度和材料强度都要求很高，这使得施工的难度极大。尤其对于长输管道，焊接是其中十分之关键的工序，焊接的质量直接关系到管线以后的使用安全和效率。而对于国内长输管道的高要求，传统的手工焊接方法已经难以适应，亟需寻找一种更优质、高效的焊接工艺来适应时代的发展，于是长输管道全位置自动焊接技术应运而生。
1.长输管道全位置自动焊接技术的概念
全位置自动焊接技术是近些年发展起来的一种比较先进的管道施工工艺，在世界各地都有应用。这种工艺的技术特点就是通过将管道固定不动，让焊接小车带动焊枪沿着管道壁轨道转动，从而实现管道的全位置自动焊接。实现这个过程的基本装置有焊接小车、行走轨道和自动控制系统。保护气体一般用二氧化碳或二氧化碳和氩气的混合气体。为保证焊接质量，可通过修改送丝速度、摆动频率、焊接速度等参数，以使得每台焊机和焊口焊接工艺参数一致来实现。
全位置自动焊接技术的优点主要有以下几方面：
（1）工作效率高。相比于传统的手工焊接技术，全位置自动焊接技术实现了焊丝的连续送进，加快了焊丝的熔敷速度，避免了焊工换条时时间的浪费，而且焊接时层间的杂物清理也更方便，其效率因而大大提高。
（2）焊接质量更好。由于在焊接时有药芯和惰性气体的双重保护，焊道成型更好，各种人为的缺陷也更少，并且，实现自动焊接后，焊接质量就不再受到焊接工人水平的限制，焊接质量更好，尤其对于大口径、大壁厚的管道，比人工焊接的技术优势更为明显。
（3）大大降低了工人的劳动强度。众所周知，焊接是一项劳动强度大、劳动环境恶劣、费神费力的工作，而全自动焊接技术由于实现了焊接的机械化，所以对于工人的劳动强度大大降低，并且，在焊接过程中，全自动焊接技术焊接更为稳定，飞溅现象比较少，烟尘也少，这也改善了工人的劳动环境。
2.施工过程
长输管道全位置自动焊接的施工过程主要包括管口清理、管口休整和组对及焊接管道的安装、焊接参数输入、焊接和检修几个过程。下面一一进行概述：
2.1管口清理
由于长输管道的管径大、壁厚，在应用全位置自动焊接技术时，为适应其流水作业的方式，要先进行管口组对，所以就需要对管口进行清理。一般清理范围为管口附近100mm内，要求将该范围内的尘土、油污、铁锈等污垢全部细心清理至管壁呈现金属光泽为止。
2.2管口修整、组对及安装焊接管道
在清理完管口后，由于管口的坡口角度或者钝边厚的硬度太硬都会造成轨道的损伤，所以在焊接作业前，要对管口的一些集合参数进行测量，包括坡口角度、钝边厚度、管口椭圆度和垂直度等，如果测得的结果不符合要求则应进行休整，以便后续焊接轨道的安装。管口组对并预热后安装焊接轨道时，所用的安装工具要求硬度不高于焊接轨道的硬度，以免对轨道造成损伤。要求安装的焊接轨道与管道表面的距离不大于3mm，与管口端面的距离应小于2mm。
2.3输入焊接参数
焊接轨道安装完毕后，将焊机安装在轨道上，之后要做的就是按照焊接指导书上的要求调整焊枪位置和角度。然后根据现场焊接的要求得出恰当的焊接参数并将其输入到计算机中。
2.4焊接
在上述几个步骤完成之后，接下来就是关键的焊接了。直接启动焊接按钮，焊机就会自动沿着焊接轨道对管道进行焊接施工了。而工人需要做的只是在一旁监视即可，当焊接过程中出现断弧、跑偏等现象时，及时停机并采取纠正措施，直到焊接工序的完成。
2.5检验
焊接工序完成后，拆卸掉焊接装置，然后对焊接的成果进行外观检验，若有不合格的地方，则对其进行手工焊返修或手工焊退修。检修完成后，对现场进行清理，焊接结束。
3.长输管道全位置自动焊接技术应用现状
我国正式将全自动焊接技术应用到长输管道是在2001年5月的西气东输工程上。我国西部地区冬季严寒，夏季酷热，昼夜温差也大，且多为戈壁和荒漠；西北部地区海拔高，气压低；中部地区山势陡峭，地形起伏大；动、南部地区则气温高、多雨潮湿，这些都大大提高了西气东输工程的难度。针对西气东输工程高标准的技术要求，我国石油行业的专业研究所和中国石油管道局共同对大口径、大壁厚、高强度的管道布置技术进行了深入研究，提出采用全位置焊接技术，并对该技术的施工工艺和工艺性能进行了详细的研究和测试，为我国的西气东输工程打下了坚实的技术基础。
近年来，我国长输管道焊接技术通过引进、吸收和创新，已经取得了不少的成就。尤其在西气东输一线、二线、陕京三线等重点工程中的实践研究后，我国已有了自己比较成熟的技术。比如APW-1型管道全位置自动焊机已累计完成了大庆、辽河等油建施工单位合计100多公里的焊接任务，并且焊接一次合格率达到了98%。
4.全位置自动焊接技术目前存在的问题
全位置自动焊接技术并非没有缺陷，在施工过程中，最常见的问题是未焊透和未熔合。这一方面是由于在工艺和设备磨合期内，焊工不能很快的适应坡口和大口径的管道焊接。另一方面是坡口的加工质量和组对质量不怎么适合自动焊机施工。遇到这类情况，建议采用手工施焊。
目前，从整体上看，我国长输管道全位置自动焊接技术跟世界先进水平还有一定的差距，但中国目前一些重大的项目，如西气东输三线、四线、中缅油气管道等，都开工在即，为了更好地完成这些项目的建设，我们需要加紧研究新的焊接材料、新的焊接工艺与方法，以努力赶超世界先进水平。
5.工程实例
2011年，某公司采用10套APW-R-I 型管道全位置自动焊接机设备组成自动焊作业班，然后对20名焊工进行专业培训并考核通过后投入到西气东输施工建设中去。施工中累计完成1252处焊口，包括1016×146管道915道口，1016×175管道337道口，累计长度一千多公里，最终统计所得的焊接一次合格率达到98%，取得了相当好的效果。 [科]
【参考文献】
[1]白大勇，梅广庆，王建杰.脉冲 MAG 焊在管道全位置自动焊接中的应用[J].焊接技术，2002，31（z1）.
[2]李建军，修，茹慧灵，等.管道焊接技术 [M].北京：石油工业出版社，2007.
[3]黄福祥，杜则裕，隋永莉.国产X08钢焊接冷裂敏感性的插梢试验田[J].焊接学报，2009
[4]王少力，郑子元.连续油管国产化技术研究新进展[J].石油矿场机械，2008，37（8）.
[5]任小明，李建国.小直径管子熔化焊对接焊的方案研究[J].矿山机械，2004，（3）.
第4篇：自动焊接范文
关键词：立体车库；设备制造；自动焊接机器人；开发应用；分析
立体车库，顾名思义是指用来存储取放车辆的机械设备体系，一般主要应用于专业停车场管理企业，通过立体车库能够有效节省停车场面积，扩大停车存放量，从而提高其停车费用。按照车库结构，其主要有车库结构、传统结构以及控制系统三部分内容，其中车库框架、立柱和边梁是其结构核心关键部件，这些部件一般由不同性状品种筋板、钢板铆接组焊组成相应结构，其焊缝也呈现多面角焊缝、单边V形焊缝，可以说这些设备焊接技术要求高，施工难度大。以往人工翻转、变换角度焊接和气体保护半自动焊接施工不仅效率低，而且焊缝质量也不高，一旦不慎就会导致有开裂、气孔等状况，严重影响生产效能，也无法满足市场需求。因此改善其设备制造自动焊接技术，强化其焊接工艺就是当前相关行业人员亟需解决的重任，对此本文借鉴了国内外焊接机器人的开发和应用，并在此技术上吸收精华，结合实际进行改造创新，从而开发出更适宜本地企业生产的、性价比高、应用效果好的自动焊接机器人体系，使得其在立体车库设备制造中发挥其应有的优势和效能。
1.立体车库设备制造中自动焊接开发内容
在立体车库设备制造过程中，自动焊接机器人有确保焊接生产的稳定均匀性、高质量性、二十四小时高产能性、简化人工劳力、降低人工技术难度、改善生产环境等的优势特点，该自动焊接系统主要包括焊缝监控跟踪、电气控制、焊接电源、机械传动等内容，能够借助焊缝跟踪系统信号反馈来掌握焊缝轨迹，从而指挥实现焊枪进行多道焊接程序，因此参考自动焊接机器人运行开发原理，实现其焊接技术的自动化有着十分现实积极的意义。本文设计开发就要重点考察焊缝监控跟踪与其电气控制是否相匹配，这就需要考虑焊接参数的有效控制（焊接电压、电流、焊枪摆动轨迹等）以及双工位设备的机械体系，这样才能够使得其开发应用系统达到最大效能。为确保该系统功能实现，要解决下面几点：
第一，自动焊接技术。立体车库设备构件焊接应当对齐对平，其焊接所形成焊缝也应该呈现出多面角与加强版组成焊缝。在进行设计开发时，就要考虑其焊枪运行轨迹能够实现预期焊接效果，也就是要考虑焊接参数（电流、电压、焊枪摆动轨迹）的控制。此外要考虑焊接有正负三毫米的平行度、加强板高度、坡口角度等误差，因此合理采用先进激光跟踪焊缝的传感器。
第二，焊缝自动监督跟踪体系。一般普遍会采用先进位移激光检测器来定位焊接机械手定位、焊接工作中焊缝偏差测量，这个检测器必须要具备传感器和测量系统功能，通过检测器光点（取决于检测目标对象距离）位置变化来获取动态信号，然后经过微控制器来处理，就能够得到与被检测目标距离相等的线性信号。这种优越的跟踪传感性能就能够狼嚎应用于焊缝实时动态信息的跟踪和掌握中。当然在不利焊接环境中，其焊接过程也要采取措施来避免焊接弧光、烟雾、热辐射等不利干扰，如添加窄带滤光片、在传感器前加干燥压缩气体，如二氧化碳，做保温措施等等。
第三，电气控制及其他软件体系。电气控制和其他软件系统主要是通过传感检测部位来检查焊缝位置、焊接件位移，并将所得信息传入到PLC中处理，而其数据输入和监控则有触摸屏来实现。当然其执行系统则依靠伺服电机以及焊接电源来运行，通过在触摸屏输入设计定好的各项参数，然后PLC就依照设定参数运行，并在运行时实时监测、调整焊缝位置，这就形成良好的闭路循环控制系统，从而有效实现高精度的焊接焊缝定位。一般电气控制系统也要配套选用模拟量输入、输出模块等软件系统来实现信号采集、焊缝跟踪以及焊接电压/流的控制。
第四，焊接过程工艺体系。所谓的焊接过程，在该自动焊机机器人系统中就是焊枪轨迹控制过程，一般是空间三维和一轴摆角组成的四轴机构，借助交流伺服电机驱动作用、滚珠丝杆和直线导轨的传动作用来确保焊枪运行深度和精度控制。当然其导轨也要采用焊接防护罩。一般焊接过程都会参考焊接产能、焊接具体工件特点来计算设计焊接参数，从而模拟确定焊接过程，为确保焊接稳定性，一般焊接系统会采用微电报波形控制焊机，持续性百分百的电源容量以及可选性强的多种操作模式，如手动、自动以及半自动模式。通过这些过程系统就能够完美实现焊接制造的机械客观性和精准掌控性，有利于避免人工焊接操作失误，从而大大提高其焊接过程的掌控力以及生产水平。
2.应用成效
通过使用上述开发的自动焊接机器人运行系统，有效提高了焊接焊缝安排的科学性和合理性，大大降低了焊接变形状况，同时也提高了其设备部件焊接的外观性能和质量，对下部工序拼搭和加工有着积极的促进效用。而且借助焊缝激光自动监视跟中系统有助于工作人员更好的掌握焊缝焊接动态，便于焊缝尺寸实时测量工作。经过应用实践并计算发现，其应用效果颇为显著，主要表现为几点：生产效能增加三四倍、焊缝合格率增加五分之二、产品外观美观、质量稳定、生产人员劳动量降低、工作环境得到改善、成本大幅度降低（材料、人工、返工等等）。
3.结束语
总而言之，根据上文所述不难看出，自动焊接机器人系统能够从源头克服传立体车库传统设备制造弊端，深层次提升了企业生产工艺和核心竞争力，能够帮助企业占领更好市场地位，也有利于企业战略性发展。
参考文献：
第5篇：自动焊接范文
关键词：自动焊接 PLC 步进电机 旋转编码器
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)01-0052-02
某金属制品厂为了适应竞争日益激烈的市场，满足用户的不同需求，开发出了多款形状各异的花洒。该类产品是用黄铜板冲压后经氩弧焊对焊而成。手工焊接效率低，且无法满足工艺要求。而用焊接机器人或其它高级焊接设备，虽能满足工艺要求，但设备投资太大，对操作工的要求也较高，使得产品缺乏市场竞争力。为此，采用了PLC控制的低成本自动焊接机研制成功，使产品得以顺利上市，取得了较好的经济效益。
1、焊接机的焊接工艺要求及主要运动
本设备在焊接工件时，需要满足以下工艺要求：
(1)焊接速度能调节；
(2)焊枪与工件在任意位置的夹角尽可能保持不变；
(3)焊针与焊缝的相对距离必须相同；
(4)起弧及收弧时间可以调整。
本设备的主要机械运动如下：
(1)采用工件转动而焊枪相对固定的方式；
(2)采用机械仿形法使焊枪能随工件的转动而上下移动；
(3)主轴电机采用了变频调速，使工件能在一定的范围内匀速转动；
(4)利用步进电机、滚珠丝杆根据工件角度的变化而驱动焊枪作相应动作。
2、主要部件的选型
(1)可编程控制器 因需要将工件旋转的角度通过PLC运算处理后，输出信号控制步进电机，为此需要输出高速脉冲等。故应选择晶体管输出型的PLC。本设备采用了三菱FX1S-3OMT型的PLC。
(2)步进电机及驱动器 由于是通过了滚珠丝杆带动焊枪动作，负载较轻，对力矩的要求不高，主要应考虑电机运行的稳定性。本设备使用了型号为PK245-2A的步进电机，其步距角为1.8度，电流为0.8A，静力矩为0.3N.m。步进电机驱动器型号为XDL-15，电流为0.2-1.5A，可2-128细分。
(3)旋转编码器 选用工作电压12至24VDC，每圈脉冲数为1800的光电式旋转编码器，型号为CB一1800HC。该型编码器输出A相、B相和Z相3组信号，其A、B两相相位差为90度。
3、系统组成及其功能
本设备由工件驱动机构（包括主轴及拖动电机）、焊枪驱动机构（包括步进电机、驱动器及编码器）及PLC控制部分构成。
控制功能如下：主轴电机由变频器控制，以拖动工件旋转。通过旋转编码器对主轴的转速及角位移进行测量，得到的数据再经PLC高速处理后，成为步进电机的驱动信号。
经过回原点操作后，按启动按钮SB1（X6）（I/O分配图见图1，以下同），主轴电机启动，工件旋转。Y7接通T1G开关至起弧结束时断开。步进电机低速反转，驱动焊枪接近相应特征点后，以高速正转通过特征点。经过四次循环至360度时，Y7重新接通至收弧时间结束时断开，焊接过程结束。为方便操作者针对不同规格的产品调整运行参数，特设计了具有自学习功能的调试程序。即当操作者需要对主轴转速、起弧及收弧时间作调整时，只要将调试开关SAO（X11）闭合一个焊接周期即可，此时，各运行参数自动存入PLC中相应的数据寄存器中，以作为自动焊接时的运行参数。
4、编程关键点
(1)角度测量:将旋转编码器的A、B相脉冲信号接入PLC的XO、X1输入端，通过高速计数器计录脉冲个数，从而可以测得工件在任意位置的角度。
(2)各特征点的取得：利用FNC224(触点比较指令)将各特征点的角度值与高速计数器进行比较，从而驱动相应的辅助继电器。
(3)步进电机驱动器程序：
1)转向：由图一知，步进驱动器的方向信号由PLC的输出端Y2状态确定，即Y2为ON时电机正转，Y2为OFF时电机反转。
2)转速：步进电机在0度至40度时，以低速驱动焊枪改变角度，而在40度至50度（即工件转角时），则以一个较快的速度使焊枪在较短的时间内改变一个较大的角度。本程序采用PLSY和PLSR分别输出低频和高频脉冲信号，经试验，低速时采用PLSY指令输出，电机起停对机械造成的冲击较小，不影响焊枪角度的改变。而高速时的冲击不容忽视，所以采用PLSR指令，经反复调试，设定一个合适的加、减速时间，使之平稳起停。
3)主轴转速的测定：由焊接工艺知，同一种工件在不同的环境下，要求的线速度及起、收弧时间不同，所以主轴转速需作相应调整，而改变主轴转速的同时，也必须对焊枪改变角度的速度作相应的调整，(即改变步进电机的转速)于是对主轴转速的检测就成为必须。笔者采用SPD指令，通过PLC的X2端口检测旋转编码器B相信号在单位时间内的脉冲数来获得主轴转速。
4)步进电机驱动频率的确定：主轴转速改变的同时，驱动步进电机的脉冲频率也应作相应的改变。笔者采用MOV指令，将SPD所测得的转速值送入寄存器，然后与常数（即机械传动装置的固有关系）运算（MUL、DIV等指令）得出高速和低速时的频率。
5)起弧时间与收弧时间的确定：T1G信号开关动作后，即Y7得电（见图1）利用外接时间继电器KT1、KT2 调节起、收弧时间（笔者认为，若采用拨码开关等输入设备进行数据写入，则会占大量的输入端子，不利于压缩成本）。KT1、KT2的延时闭合触点分别接PLC的输入囗X15、X16，通过PLC的内置定时器T11分别将起、收弧时间送入寄存器，以便控制步进电机及主轴电机的旋转。
6)回原点程序：由焊接工艺知，焊接开始时需在工件0度，而焊接结束时的角度为360度加收弧所需的角度值，焊枪位置也是如此。故每个工件焊接之前，需要执行回原点操作。本程序中X4（SQ2）为焊枪原点位置。X3（SQ1）为主轴原点（即工件原点），为了节省输入点及位置开关，采用了一个光电开关（X5）和ALT指令，用较低频率使步进电机准确寻找焊枪原点。主轴原点是通过机械原点位置开关X3与程序”原点”MO（即主轴0度时驱动的辅助继电器）控制变频器以爬行状态反转寻找。
5、结语
实践证明，用PLC、编码器、步进电机等工控元件制成的自动焊接机，具有可靠性高、准确度高等特点，与市售的焊接机器人等数控焊接设备相比，更具有价格低廉、操作筒单、运行维护费用低等优点，可节省投资，提高效率。
参考文献
[1]钟肇新,范建东编著.《可编程控制器原理及应用》.华南理工大学出版社,2004年.
[2]杨益强,李长虹,江明明合编.《控制器件》.中国水利水电出版社,2005年.
[3]周恩涛主编.《可编程控制器原理及其在液压系统中的应用》.机械工业出版社,2003年.
[4]蔡松主编.《传感器与PLC编程技术基础》.电子工业出版社,2005年.
第6篇：自动焊接范文
关键词：半自动；焊接；方法；长输管道
中图分类号：P755文献标识码： A
一、半自动焊接方法
半自动焊接是焊丝连续送进，电弧的运动由焊工手工操作的焊接方法，设备比较简单，移动方便，焊接准备时间短，焊接操作灵活，焊接质量稳定可靠，生产效率高，适用于全位置焊接。半自动焊接方法很多，目前主要有CO2气体保护半自动焊，药芯焊丝CO2气体保护半自动焊及自保护药芯焊丝半自动焊等。为了选出适合于焊接API规范的大口径长输管道的焊接方法，本文对目前常用的半自动焊接方法进行全位置管道焊接的试验研究。
1、CO2气体保护半自动焊接
CO2气体保护半自动焊接采用实芯镀铜光焊丝，纯二氧化碳气体，焊丝本身对电弧不起保护作用，完全依靠二氧化碳气体保护电弧及熔池，以防止空气的侵入，同时二氧化碳气体又起到使电弧稳定燃烧的作用，由于二氧化碳气体保护焊的电弧气氛是氧化性气氛，因此对铁锈、油污不敏感，焊缝含氢量低，但是对熔敷金属的合金元素烧损严重，所以焊丝中含有较高的锰和硅等合金元素。
2、药芯焊丝CO2气体保护焊
药芯焊丝CO2气体保护焊的焊丝中含有相当于焊条药皮成分的焊药，焊丝中的焊药在电弧燃烧时产生气体和熔渣，熔渣堆焊接熔池有保护作用，气体具有稳定电弧燃烧和保护电弧气氛的作用，焊药中的合金元素对熔敷金属有冶金作用，能够改善焊缝金属的化学成分从而改善焊缝金属的机械性能。药芯焊丝气体保护焊比实芯焊丝CO2气体保护焊最大的优点是熔敷金属的机械性能好，焊缝的熔合性好。
3、自保护药芯焊丝焊接
自保护药芯焊丝焊接是一种技术含量很高的焊接方法，该焊接方法完全焊丝中的焊药在电弧燃烧时产生的气体和熔渣保护电弧和熔池防止空气的侵入，并使电弧稳定燃烧，对熔池金属具有冶金作用；该焊接方法与手工电弧焊一样具有抗恶劣环境的能力。自保护药芯焊丝焊接时的电弧吹力大，熔深大，熔敷效率高，熔渣少，易清理，焊缝金属的机械性能好。生产效率高。自保护药芯焊丝下向焊用于管道全位置焊接时，焊道薄，焊接层次多，后一层焊道对前一层焊道有热处理作用，焊接速度快焊缝金属的机械性能好。焊缝X射线探伤合格率高。自保护药芯焊丝下向焊与合适的管道打底焊工艺相配合用于大口径长输管道的焊接将会有很好的前途。
二、半自动焊焊接质量的控制
曲率半径相对较大，比较有利于半自动焊操作，而现在的焊接对象管径小，曲率变化较大，半自动焊操作难度增大，焊接质量控制要严格。
加大焊接前的管端清理工作，确保管端两侧25mm内的防锈漆和油污清理干净。管口组对时严格控制错边量，错变量控制在壁厚的0.15倍以内。错变量超标，严重影响焊接质量。在管道焊接施工过程中，应考虑环境温度、湿度和风速对不同焊接方法的影响，采取必要的措施保证焊接质量。在环境温度较低且湿度较大的地段，应加强焊前预热和层间预热，减缓焊缝的冷却速度，使焊缝中的气体充分溢出；风速较大的地方可以制作专用防风棚，减小风对焊接过程的影响。加强焊接材料的管理，严格控制焊接材料的质量，杜绝变质焊接材料的使用。适当加大焊接电流，放慢焊接速度，增加焊接热输入，以改善熔渣溢出条件。调整焊枪角度，正确运条，有规律地搅动熔池，促使熔渣与铁液分离。
选择合适的焊接坡口角度，对口间隙不宜过大，钝边不易过小，焊接电流适当，在焊接过程中要调整好电流，尤其是在焊缝的5点位和7点位。当焊接坡口角度小、钝边过大或对口间隙过小时，应加大焊接电流，适当放慢焊接速度，增加焊接热输入。清根要彻底，每个接头点要打平，清根时，要将根焊道打磨成“U”行槽。
每条焊缝宜采用连续焊接，不得随意中断。如因故中断，在继续焊接前，首先应确认焊缝无裂纹，同时采取预热措施，方可继续施焊。
三、管道半自动焊工艺选择
1、管道焊接的半自动填充盖面焊
实心焊丝CO2气体保护半自动焊进行全位置焊接时，要从管道底部引弧向上焊接，每层焊道的厚度较厚，可达4～5mm，焊接速度较慢，每分钟只有6～10cm，对有层间温度要求的材料不能满足要求，同时由于CO2气体保护焊的熔池冷却速度快，焊熔深较浅，焊缝的抗拉强度和屈服强度较高，延伸率和冲击韧性有所下降，甚至在弯曲试验时从熔合线发生断裂。因此，认为实芯焊丝CO2气体保护焊不适合于X60等材质的油气长输管道的焊接。
药芯焊丝CO2气体保护半自动焊熔敷金属的机械性能虽然好，但是由于熔敷金属的过渡为颗粒过渡，焊工不易掌握，因此也不适合于管道焊接。
自保护药芯焊丝半自动下向焊，该方法采用自保护药芯焊丝，没有外加的保护气体，完全依靠焊丝中的焊药在电弧燃烧时产生的气体及熔渣保护焊接电弧及熔池，并对熔敷金属有冶金作用，此方法的电弧吹力较大，焊接熔深大，抗风能力强。焊接时电弧自上而下运动，焊接速度快，每层熔敷金属的厚度较小，需要多层多道焊接。
2、管道打底焊工艺
CO2气体保护焊由于二氧化碳气体对熔池的冷却作用，使得短路过渡时焊接熔池特别小，容易控制，因此也适合于管道打底焊，近年来还发展了专门用于管道打底焊接的能够控制电流波形的STT下向焊设备，已开始用于管道打底焊接。不论何种二氧化碳气体保护焊打底方法都有一个共同的弱点，就是对管道的组队要求高，必须非常严格的控制对口间隙以及钝边，否则容易产生烧穿、未熔合、未焊透等焊接缺陷，另外CO2气体保护焊打底要求焊工必须全神贯注的盯着熔池，控制电弧始终在熔池上方燃烧，否则容易产生穿丝现象，也就是焊丝直接穿进管道内，形成异物，这对以后的调试运行有极大的危害。
CO2气体保护表面张力（STT）下向焊打底。CO2气体保护焊的熔滴过渡在小电流情况下是一种频率很高的短路过渡；表面张力过渡是采用弧焊电源外特性的波形控制技术，使得焊接规范随熔滴的形成、长大、和过渡而改变，使熔滴的过渡不同于一般的短路过渡需要爆断小桥，而是依靠表面张力平缓的过渡到熔池中去，电弧由上而下运动，不作横向摆动或仅作轻微的横向摆动，这样可以形成一层薄而均匀的打底焊道。实践证明用这种方法进行管道打底焊接焊缝成形好，合格率高，焊接效率高。表面张力焊接是CO2焊接技术的新发展，特别适合于管道打底焊。
结束语
半自动焊焊接方法是综合了焊条电弧向下焊的灵活、手法简单，焊层薄、缺陷少以及半自动药芯焊丝自保护向下焊，焊接电流大，熔深大，焊接速度快，自保护效果好，缺陷少，抗风能力强，生产效率高，盖面层成形美观的共同优点。该焊接方法不仅改变了传统焊接方法速度慢、焊口合格率低的不足之处，同时提高了油气管道工程施工的生产效率和焊口质量。
参考文献
第7篇：自动焊接范文
[关键词]航空发动机 导管 喷杆 自动焊 脉冲TIG焊
中图分类号：V233.2+2 文献标识码：A
前言：航空发动机上导管及喷杆数量、结构种类繁多。在航空发动机领域，导管和喷杆的焊接几乎都采用手工焊接，约束了生产能力和产品质量的提高。采用脉冲TIG焊接技术的自动化焊接技术对于导管、喷杆这类尺寸小、壁薄零件的自动化水平和产品质量稳定性优势特别明显。
1设备及原理
1.1 设备
自动焊机采用的是脉冲TIG焊接技术，是焊接导管类全位置焊缝的专用设备，自带编程计算机，用来编制焊接控制程序，焊接程序可以存储在计算机和焊机存储器内，焊接时调用焊机内程序或将计算机的程序载入进焊机，通过控制器，即可自动焊接。
1.2 原理
自动焊的原理是脉冲技术在TIG焊中的应用，使TIG焊接工艺更加完善，现已成为高效，优质，经济和节能的先进焊接工艺。它可以焊接热敏性高的材料，可以进行窄间隙焊、单面焊背面成形的薄壁管件的焊接。
脉冲TIG焊采用的是低频调节的直流脉冲电流加热工件，采用直流正接方式。基值电流在一个脉冲中通过的时间，峰值电流在一个脉冲中通过的时间。电流峰值和基值电流按一定的频率周期性变化。当每一次脉冲峰值通过时，焊件上就会出现一个点状熔池，峰值停歇时，溶池开始冷凝。此时基值电流稳定的燃烧，以便下一个脉冲峰值电流通过时能够可靠的燃烧，形成新的焊点。通过合理调节脉冲峰值时间和合适的焊接速度，保证相邻焊点间有一定量的重叠量，就可获得一条连续致密的焊缝。
可见，在焊接时，焊件加热融化主要靠峰值电流及其通过的时间。
2 焊接工艺
2.1 自动焊的特点
（1）自动化程度高，生产效率高，适合批量生产。
（2）自动焊可调参数多，可精确的控制焊接热输入和熔池的形状和尺寸。
（3）可以用较小的热输入获得合格的焊缝，减少热影响区和焊接变形。
（4）焊接过程中脉冲电流对点状熔池有搅拌作用，使熔池金属凝固时易获得细晶，从而焊缝金属组织细密，可以减少热敏感材料产生裂纹的倾向。
2.2 焊接工艺参数选择
典型的焊接示意图如图2-1，图2-2所示。图2-1所示的为对接焊。图2-2所示的是插接焊接。
图2-1 对接 图2-2 插接
焊接参数的调节是保证焊接质量最主要的因素。钨极直径的大小，与待焊处的距离，以及焊件的装配对焊缝的质量也有重大的影响。工艺参数的选择一般按下列原则和步骤进行：
（1）根据焊件材料和尺寸来选择电流和焊接速度。
由于焊件焊接时一定的壁厚一定的材料的熔池的移动性是一定的，一般先根据材料来选择焊接线速度，再来选择电流，根据焊件的结构，散热情况来适当调整。同壁厚同材料不同管径之间的焊件焊接线速度是基本是一样的，因此小管径焊件比大管径的焊件转速要快。
在主要焊接阶段起始段电流较大，除用来熔化金属外还有一部分用来加热焊件，在后续焊接时，应当适当降低脉冲电流。在收弧阶段采用电流逐步衰减方法来收弧。一般收弧段与焊缝的重合量为10mm～20mm.相比而言，奥氏体不锈钢的焊接性能要比高温合金要优良，高温合金特别是GH1140熔池移动慢，合金元素含量多热裂纹倾向大，焊道中央容易出现裂纹，收弧段易产生弧坑，影响焊接质量。高温合金在收弧时需要通过增加控制段来控制焊接热输入，保证热输入平缓衰减。
（2）t0，tm和Im，I0的选择。峰值电流时间占脉冲时间的百分比Rt=tm/（t0+tm）选择与材料和焊件的结构有关。Rt值高，电流幅值比RA=Im/ I0高，脉冲特点显著，有利于克服热裂纹倾向，但是过高易咬边，需要合理调节。一般而言，高温合金的Rt，RA值要比奥氏体不锈钢要略高。焊件的结构对Rt，RA的值的选择有较大的影响。
（3）脉冲频率f的选择。脉冲频率是根据焊接速度选择的。速度越快，频率相应越大。焊道由连续的焊点组成，焊点直径的重叠量为3/4。
（4）其它辅助参数。焊接工艺参数还包括电弧长度，钨极规格，氩气流量等选择等。电弧长度一般为1～3mm，焊件其它参数一样时电弧长度长焊道相比而言会较宽，转速快的钨极与焊件间的距离应该相应的调近些，过长易偏弧。钨极端部形状对电弧的稳定性和焊缝的成型有很大的影响。采用直流正接焊接时，钨极端部应该磨成锥状，并把尖端磨平，这样阴极斑点位置稳定（活动范围较小），电弧不易晃动，焊缝成型良好。如钨极端部磨成平底或圆球状，将会造成电弧晃动而不稳定，焊缝成形变坏。如磨得过尖，电弧虽然稳定，但是电弧伞形倾向增大，端部烧损严重，焊缝成形也不佳。氩气流量要适当，过小保护不佳，过大易产生紊流易对焊接时液态金属进行冲击和带走过多的热量。
3 总结
（1）采用自动焊的薄壁管件、喷杆能够有效的提高焊接质量，减小人为因素影响。
（2）焊接质量可以稳定的固化，焊接参数固化，在操作正确下，焊件的焊接质量应该是一致的。可以成批的保证质量的生产。具有可追溯性。
（3）对于高温合金等具有合金元素较多的金属可以有效的控制裂纹倾向。
（4）自动焊可以通过精微的控制程序获得较高精度的焊接要求，热影响区小、变形小。
4参考文献
[1] 陈祝年。焊接工程师手册。机械工业出版社，北京，2002.1，ISBN 7-111-09859-5。
第8篇：自动焊接范文
目前，我国焊接钢管的传统设备为单丝埋弧焊，相比气体保护焊，焊接效率相对较高，焊缝质量稳定可靠，但考虑钢管焊接的整体焊接工作量，焊接效率有待提高，需要一款既能保证焊接质量稳定可靠，又能整体提高焊接效率的新型埋弧焊设备满足生产节拍的需求。钢管的焊接分为内环、纵缝的焊接及外环、纵缝的焊接，对于4种工位的焊接，传统的坡口形式均为V形或X形，坡口角度一般为55°~60°，为了保证焊缝质量，生产过程中避免不了的一道工序就是背面碳弧气刨清根，然后进行坡口打磨清理，此工序焊材、生产工时浪费严重，操作者技能水平依赖程度高，如有操作不当容易造成焊接缺陷，生产环境污染严重，笔者寻求一种新的工艺能够省去此焊接操作。传统焊接设备进行钢管焊接，由于自动化程度低，操作者需要实时观察焊接状态，及时进行焊接调整，效率低下，操作者技能要求较高，人工管理成本高，且焊接质量稳定性较差，焊缝合格率低，渴望一款自动化程度较高的设备来提高焊接效率，降低人工成本及改善焊接质量。基于上述问题，本公司与唐山开元特种焊接设备有限公司进行多次技术交流，通过大量的工艺性试验，创新焊接工艺，进行焊接效率对比，经济效益分析，最终由唐山开元特种焊接设备有限公司为本公司开发制作了一整套钢管焊接中心检测及自动化控制系统。
1系统组成
该系统由焊接操作机、滚轮架、埋弧焊电源、单电源双细丝埋弧焊悬挂机头、焊缝跟踪系统、电器控制系统，焊剂回收系统、视频检测系统等设备组成。
1．1焊接操作机
该操作机升降采用安全性高的多链条驱动方式，操作臂横向运动采用齿轮齿条驱动，驱动采取自锁机构，安全可靠，变频无级调速，调速范围宽，操作臂及立柱均采用箱形构造，高刚性结构设计，使弯曲变形达到最小，如图1所示。
1．2滚轮架
40T自调式滚轮架，采用独特的滚轮构造，减速可靠，变频控制，无级变速，自定心，适应工件广泛，可实现外径为600~4200mm钢管的6~90m/h的匀速转动，如图2所示。另外，设备安装有机械顶轮式防窜架，安装在滚轮架上，顶轮与工件的端面接触，并随工件一起转动，当发生轴向窜动趋势时，顶轮会起到定位的作用，保证了钢管内、外环缝的稳定焊接。
1．3埋弧焊电源
ZD5－1250E型埋弧焊电源，电流可调节范围宽，可实现250~1250A电流的稳定焊接；额定负载持续率为100％，适用于长时间连续焊接，应用广泛，可进行埋弧焊、碳弧气刨、电渣焊，如图3所示。
1．4单电源双细丝埋弧焊悬挂机头
单电源双细丝埋弧焊悬挂机头，可以实现90°旋转，兼顾钢管的内、外环，纵缝的焊接。该机头配备的送丝机构设计独特，彻底解决了国产焊丝丝径不均匀造成焊接不稳定的技术难题，并已获得国家专利；大功率进口专用送丝电机，力矩大，送丝稳定，配备准1．6mm桶装焊丝，可实现长时间连续焊接（图4）。
1．5焊剂回收系统
后置式焊剂回收系统，集焊剂回收、输送于一体，是长时间连续焊接必不可少的一部分，可以将远控接口连接至操作机的移动手控盒进行远程控制，操作方便，如图5所示。
1．6视频检测系统
在设备的焊接机头处配有彩色CCD摄像机，可把焊接位置的图像实时传到触摸屏旁的工业液晶监视器上，实现对焊接的远程观测及实时控制。可根据客户需要通过以太网的连接，实现远距离对设备进行实时视频及数据监控，能够全程记录设备运行参数、物料运行状态等数据，可以实现对现场作业的综合管理。视频检测系统如图6所示。
1．7焊缝跟踪系统
由于工件坡口加工及组对过程难免出现尺寸偏差，在焊接钢管内、外环缝时，滚轮架滚动过程中焊缝可能偏离原运行轨迹，焊接机头上安装了接触式传感器焊缝跟踪装置，如图7所示。该跟踪系统具有初始自动寻找焊缝、焊缝末端定位探测、换向跟踪、强制跟踪等多种功能，并应用独特的焊缝跟踪技术解决了在进行盖面焊时坡口不易识别、不易跟踪的技术难题。焊缝跟踪系统为焊缝智能自动排道功能的实现奠定了基础。
1．8电器控制系统
整个钢管焊接中心，以触摸屏为人机界面，操作者可以通过触摸屏来实现对整个系统全部的动作控制、参数设定、参数修改、实时监测，对操作机、滚轮架、焊剂回收装置、焊缝跟踪装置及视频监视装置的集中控制，体现了系统的集成化。电器控制系统如图8所示。
2系统技术优势
该焊接中心是专用于750mm以上钢管环、纵缝焊接设计的埋弧焊。集单电源双细丝高效埋弧焊焊接工艺、U形窄坡口不清根焊接工艺、焊缝跟踪技术、焊接自动排道，数字化控制技术、远程监控技术、网络通信技术、系统集成技术为一体，代表了国际最高水准的埋弧焊自动焊接设备。
2．1单电源双细丝埋弧焊焊接工艺
单电源双细丝埋弧焊是一种高熔敷速度、高焊接速度、小热输入的焊接工艺，如图9所示。传统单丝埋弧焊采用直径较粗的焊丝，为了提高熔敷速度，只能采用大电流低速焊，这样就提高了热输入，使焊缝组织不良；对准800mm左右的管子焊接时熔池铁液容易下淌；直径较粗的焊丝相对较硬，所以不适合长距离送丝，只能使用小盘焊丝，焊丝更换频繁。单电源双细丝焊接工艺是针对以上单丝埋弧焊的缺点进行开发的全新焊接工艺，在同等焊接电流条件下，由于焊丝截面积较小，所以焊丝单位截面积上的电流密度较大，有利于焊丝的快速熔化，通过试验证明，在同等焊接工艺参数下，单电源双细丝较单粗丝埋弧焊的熔敷速度提高42%~87％。同时，由于采用1．6mm丝径的细丝进行焊接，可以采用桶装焊丝进行远距离送丝，可以减少更换焊丝所需辅助时间，大大提高工作效率。由于焊丝熔化较快，同时两电极间电弧辐射热相互作用，能量利用率更高，熔滴过渡更细，焊接过程更平稳，焊缝成形更美观，焊缝质量更可靠。同时也使双细丝更适合高速焊接，使得焊接效率大大提高。以下为单丝埋弧焊与单电源双细丝埋弧焊相关对比试验。2．1．1熔敷速度对比试验方法：分别用单丝埋弧焊和单电源双细丝埋弧焊在焊接工艺参数相同的情况下，平板堆焊相同时间，计算熔敷速度（注：单丝直径为4．8mm，双细丝直径为1．6mm，焊接电源等其他外部条件也一致），试验数据见表1。由表1可知，在相同条件下，双细丝埋弧焊的平均熔敷速度平均是单丝埋弧焊的1．48倍以上。2．1．2焊接变形对比试验方法：取4块外形尺寸相同的7mm厚钢板，加引、熄弧板拼成2组工件，背面加金属衬垫，分别用单丝埋弧焊和单电源双细丝埋弧焊进行一面焊接，测量2组工件的焊前和焊后变形量（注：单丝直径为4．8mm，双细丝直径为1．6mm，焊接电源等其他外部条件也一致），试验要求：焊缝成形美观。焊接工艺参数见表2。由表3和表4可以看出，虽然单电源双细丝埋弧焊焊接过程中用的焊接电流、电弧电压较单丝埋弧焊大，但是随着焊接速度的大幅度提高，热输入实际上是降低了，焊接变形量明显减小。2．1．3焊接质量对比试验方法：取相同规格的Q345B钢板4块，制作成正面45°，背面40°的X形坡口（分别在板厚的1/3，2/3处开坡口，预留6mm钝边）的2组工件，分别用单丝埋弧焊和单电源双细丝埋弧焊进行焊接，对比焊缝的力学性能，焊接工艺参数见表5。单丝和单电源双细丝埋弧焊理化性能对比结果如图12所示。由图12可以看出，在提高焊接效率的同时，单电源双细丝埋弧焊焊接的焊缝力学性能明显高于单丝焊接的焊缝，且两者的性能均能满足国标标准。
2．2U形窄坡口不清根焊接工艺
背面清根工序，浪费焊接材料，浪费工时，操作者技能水平依赖性高，同时还增加了焊缝质量的不稳定因素，噪声、光、粉尘污染严重，给企业造成了很大的经济损失。但是对于传统对接接头的V形或X形坡口工艺，坡口内的焊接熔深受到限制，如果焊接电流过大，会造成烧穿现象，如果焊接电流过小，会造成焊缝根部未熔合，且焊丝稍微偏移焊缝中心线，熔深大幅减小，实际生产中很难找到一个既能保证焊缝根部充分熔合，又能保证稳定焊接不烧穿的临界点，所以，背面清根工序必不可少。如何控制焊接时既能保证足够熔深又能不烧穿，成为是否需要背面清根的关键点。借鉴薄板焊接时正反两面焊接的焊接工艺，笔者拟采用U形窄坡口工艺。因为，较V形坡口，U形坡口根部U形处相对平直，在相同焊接方式，相同焊接参数情况下，焊缝熔深较大，且焊丝对中容错率高，加上工件背面焊接的熔深，可能会实现省去背面清根的目的。经实践证明，采用该工艺焊缝超声波探伤结果合格，焊缝理化性能达到技术要求。U形窄坡口焊接工艺还有以下优点：传统的钢管焊接对接接头V形或X形坡口加工方法为火焰切割，坡口角度等尺寸精度很难保证，且需打磨，这样给工件组对及焊接等后道工序造成很大麻烦，控制不当还会影响钢管的整体尺寸，造成钢管的整体尺寸不良。采用铣边机加工U形窄坡口，节省了坡口加工时间，提高了坡口的精度，有利于下道工序的进行，并且经计算焊缝的金属填充量U形窄坡口与V形或X形坡口基本持平，随着板厚的增加，甚至少于V形或X形坡口的金属填充量。坡口具体尺寸如图13所示。U形窄坡口焊接工艺具体操作顺序为：先用单电源双细丝埋弧焊焊接工件背面90°V形坡口侧，采用相对较大的电流焊接，只焊接1道，既保证了坡口填充、盖面，又获得了较大的熔深，然后用较大电流焊接工件正面U形坡口侧，保证了焊缝根部充分熔合。
2．3智能化自动排道功能
该功能主要针对以往半自动焊接设备对人员素质要求过高的不利因素而专门开发，可以有效减少焊接过程中对人的依赖，使焊接过程自动化程度更高，便于操作。只需工艺人员提供相应参数，即可实现无人化的焊接管理，减轻操作者的劳动强度，同时提高了焊缝的一致性，并很好地保证了焊接过程中人为因素造成的焊接缺陷。同时该系统还具有针对环缝V形及U形坡口进行自动排道焊接的功能，从而适应更多样的焊接形式，如图14所示。焊接前需要选择坡口类型，然后输入坡口角度及深度、层间提升量、坡口壁与焊丝距离、最大平移量等数据。焊接时，程序会自动向上提枪，换算下一道焊接时向两侧的偏移量，以及每层焊接的道数、总焊接层数等。并且系统会实时监测当前焊接所处的哪一层，该层的哪一道，下一道的换道方向及水平方向、垂直方向的偏移量大小等数据，配合合适的焊接参数，实现自动排道焊接。同时该系统也可以进行实时人为干预功能，从而更好地保证了焊接质量。30mm板厚U形窄坡口环焊缝焊接工艺参数见表6。
3钢管焊接中心实际使用情况
以1200mm×30mm钢管，2500mm长度为例，传统焊接工艺方法与创新焊接工艺方法对比见表8。由表8中数据可知，使用创新工艺，生产效率、经济效益得到了很大的提高，焊接质量得到了很大的提升，自动化程度、环境污染得到很大的改善。反观该设备，笔者发现生产效率的提高主要体现在以下几点：（1）火焰切割坡口改为坡口机加工坡口，坡口的加工时间缩短了一半。（2）单电源双细丝埋弧焊焊接工艺较单粗丝埋弧焊焊接工艺效率平均提高48％以上。（3）改单粗丝埋弧焊为单电源双细丝埋弧焊，焊接速度明显提高，且坡口填充道数减少，层间清渣时间减少。（4）省去了背面清根工序，节省了清根、打磨时间，省去了因清根带来的附加坡口填充金属时间。（5）焊接质量的提高，减少了焊后不良工件的返修时间。（6）自动排道功能的使用，使整个坡口连续不间断焊接，省去了中间的焊接辅助工作，节省了生产时间，降低了对焊接人员技能的要求，使传统焊接方式的焊接质量靠焊接人员技能和责任心去保证变为靠工艺和设备来保证。（7）桶装焊丝及焊剂输送回收一体机的使用，缩短了焊接辅助时间。
4结论
第9篇：自动焊接范文
关键词：钢结构；埋弧自动焊技术；应用研究
从上个世纪的49年代之后埋弧自动焊技术才逐渐发展起来，从而促进了机械化和自动化迅速发展并成为现实，但是目前埋弧焊的工艺还存在很大的缺陷，实际的应用和书本上的理论还存在很大的差距。
1 埋弧自动焊技术的原理
埋弧自动焊技术指的是电弧在焊剂层之下进行燃烧从而进行机械的焊接的技术，埋弧焊的形成主要是在焊丝和焊件之间形成电弧，通过电弧的辐射热的挥发从而使得周围的焊丝进行焊接，在进行埋弧焊技术的焊缝的融化的过程中，由于部分由于高温被蒸发掉，从而形成一个比较封闭的空间，从而隔绝电弧和外面的空气，电弧砸在形成的封闭的空间内进行燃烧从而使得焊丝融化，形成滴状而不断落下，从而与焊件熔化形成的液态的金属的混合物形成环节的熔化池，并且随着焊接的进行，不断把电弧向前变移动，由于电弧位置的变化，导致焊接池冷却并凝固，从而一些重量比较小的熔渣就会漂浮在熔池的表面，形成渣壳的形式。
埋弧焊自动焊接技术和手动的焊接技术的最主要差别就是手动的焊接技术在引弧、使得电弧保持稳定的形式进行燃烧、焊丝的送入和电弧的移动以及在结束焊接的操作时，对于弧坑的填满的一系列的操作全都是靠着手动的形式进行操作的。
2 埋弧焊自动焊接技术的应用拓展
尽管埋弧焊自动焊技术靠着机械设备的自动化实现了埋弧焊的自动化操作，但是其中一个重要的缺点就是自动的埋弧焊技术没有手工的电焊灵活度高，所以目前埋弧焊自动焊接技术的使用和普及仍然受到了比较大的限制。以前在尽心压力容器的焊接时，在进行最后一条内环的焊接时，由于一般都是采用手工电弧焊的焊接技术，但是由于压力容器的两边都是成封死的状态，焊接操作机的操作臂并不能完全深入到压力容器的内部，从而无法采用埋弧自动焊技术，由于夏天压力容器的内部温度都会在50摄氏度左右，在进行容器的焊接时，焊接产生的有害气体很难排出，尽管在进行焊接时会使用排气扇排除产生的毒性气体，但是这样的方法很容易造成工人的中暑甚至中毒，所以在进行压力设备的焊接时采用埋弧自动焊技术将会在工人的工作环境和劳动强度方面有很大的改善，由于埋弧自动焊的操作速度非常快，这样就大大缩短了工人的工作时间，并且提高了工人的工作效率，但是在进行埋弧自动焊技术的应用过程中，还需要注意两个问题：
2.1 要使用焊接行走小车，避免使用焊接操作机
由于压力容器的两个头已经处于完全组装封死的状态，但是一般都会在有权利容器上留下一些人孔，必须把行走小车全部拆开才能把人孔放到压力容器内部，然后在进行压力容器的安装。
2.2 保证滚轮架的转速和行走小车的前进速度一致
由于压力容器都是在滚轮架上和滚轮架一起运动的，所以滚轮架的转速就是焊接的速度，所以这就需要和行走小车的速度保持一致。在进行焊接的过程中，进行操作的技术人员要及时调整行走小车的行走速度，从而确保焊丝对对准焊缝进行操作的，并且要注意的就是及时收回焊剂。
3 埋弧自动焊技术在钢结构H型钢的应用
由于钢结构的建筑都是很浪费人力、物力的，所以为了节约能源，在钢结构的施工现场使用埋弧自动焊技术对H型钢进行焊接，不仅可以提高钢结构的工艺质量，还可以大大提高工人的工作效率，降低了手工电弧焊焊接H型钢导致钢梁出现扭曲变形或者焊接变形的现象的发生，大大降低了技术人员的劳动强度。现在就以H型钢为例进行埋弧自动焊技术的应用。
3.1 选用合适的焊接材料
吊车梁所使用的钢的材质是Q315，对Q315钢进行焊接角度的分析，可以得知其由于变冷容易导致裂纹的出现，所以在进行焊接时可以采用低氢型的焊接材料；但是由于焊接的接头的强度应该和母材的强度相等，为了克服这点就可以选了E5015型的电焊条进行焊接。
3.2 用埋弧自动焊技术焊接的方法
在进行焊接操作之前，要注意清除焊接部位和坡口部位的氧化皮、水分、有无或者表面由于锈蚀产生的物质，若是有必要的话可以采用手工清除或者乙炔和氧共同烘烤的办法。在对翼缘板进行焊接操作之前，首先需要做的就是对其进行预热，保持恒温状态30分钟之后在进行预热。在进行H型钢的焊接之前，由于其一般在有45度的倾斜角的焊接托架上进行，此时的焊丝保持的垂直的状态，但是此时的熔池是出于水平的状态，从而办证了焊接的工艺和质量。一般采用手工电弧焊的方式来进行封底焊的操作，在进行第一道焊缝的焊接时，需要注意的就是对封底焊的背面进行碳弧气刨的彻底清理，才能接下来进行下一步的操作，从而防止出现刚才的裂纹。在进行焊装时，需要加入熄弧板和引弧板，这样可以避免出现焊接的缺陷。为了避免出现焊接变形情况的出现，可以对每一根H型钢采用施焊的焊接技术。在进行第一道焊缝的焊接时要使用小规范进行操作。
4 结束语
埋弧自动焊技术与手工的电弧焊技术进行比较，很容易发现埋弧自动焊技术的安全性非常高，对工人的有害程度也非常小，还可以大大降低技术工人的劳动强度，其可防性也远远超过手工的电弧焊接的技术。埋弧自动焊技术的焊接质量要高，其完成焊接的表面形状规则，焊道的形状比较好，并且和母材进行过度的比较圆滑，大大提高了钢结构的焊接质量。
参考文献：
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