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自动深孔TIG焊在空冷器焊接中的应用 陈国余 吴永平 陈春阳 庄杰 昆山华恒焊接设备技术有限公司 215301 摘要：本文主要介绍了自动深孔TIG焊系统的组成及焊接工艺，以及其在空冷器管板焊中的应用。 关键词：深孔焊 空冷器 管板焊 Abstract：The article mainly describes the technique and the departments of auto deep tubes TIG welding system and the applications in aire cooler tube box. Key words：deep tubes welding aire cooler tube box tubes and sheet welding 前言： 石化行业中的空冷器的管板焊接采取强度胀加密封焊的制造工艺。由于焊接过程是在封闭管箱内进行的，这样一方面操作空间小，另一方面焊接过程不易观察，给手工焊带来诸多不便，而且焊接质量无法保证。为了解决这一焊接难题，采用全位置自动TIG管板焊是切实可行的措施。国内外管焊设备公司都先后研制了特殊的管焊枪头，但目前应用成功的很少，尤其是带有加丝功能的自动管板深孔焊接设备更是难得一见。我们在多年从事全位置管焊设备及工艺研究的基础上，开发自动深孔全位置自熔/加丝焊接设备及工艺。本文就是结合空冷器产品的特点，详细介绍自动深孔管板TIG焊系统组成及焊接工艺。 空冷器产品结构 空冷器整体结构示意图见图1 图1空冷器结构示意图 管板联接形式示意图见图2、3。 图2 管内缩 管平头 管板制造工艺为强度胀加密封焊，根据工件制造要求，可采取自熔或填丝焊接。 根据这一结构，焊接时枪头必须通过M30×2丝堵的小孔在200mm深处进行全位置氩弧焊接。 设备组成 该套自动化焊接设备由程控管焊电源和焊接枪头两部分组成。程控电源又包括焊接电源和微机控制系统。焊接枪头又分为弧长调节机构、送丝机构、旋转机构、特殊焊炬等部分组成。 2.1程控电源 它主要是为焊接提供能量以及进行实时控制。 2.1.1焊接电源 采用法国EWM生产的逆变400A直流脉冲电源，其逆变频率为100KHz，响应速度快，控制精度高，性能稳定，焊接成型及重现性好。 2.1.2微机控制系统 该系统针对全位置TIG焊的要求分别对气体、电流大小及方式、旋转、送丝和弧长在焊接过程中进行编程和过程控制。 气体主要控制提前送气及滞后送气时间。 电源可进行直流/脉冲选择，在脉冲方式下可进行峰/基值电流大小、峰/基值时间、衰减电流进行控制。 旋转速度可根据工艺进行不同大小的选择。 送丝可对开始送丝时间/角度、送丝速度大小、送丝行程和回抽丝时间进行设置。 弧长跟踪可根据工艺进行预设焊接电压进行过程中实时跟踪，其中还可以进行跟踪精度设置。 焊接行程可根据焊接工艺进行分区间和多道焊接选择设置。 其焊接时序图见图4： T1：提前送气时间 T2：滞后送气时间 T3：峰值时间 T4：基值时间 T5：电流衰减时间 T6：送丝开始滞后时间 T7：回抽丝时间 I1：峰值电流 I2：基值电流 V1：旋转速度 V2：送丝速度 U1：弧长跟踪电弧电压 图4焊接时序图 该系统可分为10个区间，70个程序，可根据不同管径和焊接工艺设置不同的程序号，也就是设置不同的焊接参数，方便操作工人调节使用，方便制造厂家管理。 2.2焊接枪头 焊接枪头是该系统的核心，其结构示意图见图5，它由定位芯轴、特殊焊炬、送丝系统、弧长调节系统和旋转系统组成。 图5深孔焊头 2.2.1定位 该枪头的定位由和管内径相同的弹性套作为径向定位，钨极到工件的距离由枪前部的可调节旋钮来调节。 2.2.2焊炬 特殊焊炬一方面不仅要求做得精细小巧，另一方面要有很强的绝缘性能。它与焊枪中心线倾斜固定角度。该焊炬是由分流器、钨极夹、陶瓷喷嘴、循环水冷却系统等组成。 2.2.3送丝装置 送丝系统由直流电机带动送丝轮将Φ0.8mm焊丝送出，途经外送丝管，由内送丝管及内藏于焊枪枪体内的送丝管和送丝嘴送到钨极前方。 2.2.4弧长调节系统 该系统由步进电机或手动调节机构带动焊炬进行实时调节，便于调节钨极与管端面的距离，或者过程中进行弧长跟踪焊接。 2.2.5旋转系统 旋转是由直流电机带动齿轮转动，从而使焊炬围绕定位芯轴旋转，在直流电机的尾端加一码盘计数器，对旋转行程进行计数。 焊接工艺 利用上述焊接设备，在实验室的模拟胎具里进行了一系列的工艺试验。通过试验首先找出影响焊接质量的因素。一方面从