大中型钛弯头数控仿形自动焊机的设计和应用.pdf

学兔兔 石油和化工设备 一 2D一 2013年第16卷 大中型钛弯头数控仿形自动焊机的设计和应用 乔迎才，李卫华，王耀锋，杜永勤，李成全，王承益 (南京宝色股份公司，江苏南京211 178) [摘 要]介绍了钛管焊接生产线中一种新型氲弧自动焊设备一大中型钛弯头数控仿形自动焊机，它优于现有大中直径钢制 冲压弯头纵焊缝自动焊接装备的结构，杆件轴系的组合运动通过数字智能化控制并仿形，辅以实用可调简便的焊接工装定位 夹具，可连续高效完成焊接自动化操作。该装备技术已申请专利。 [关键词]数控；仿形；自动焊机；钛弯头；焊接坡口；轨迹；设计；应用 钛作为一种轻质高强的新兴材料，由于其 为提高生产率保障产品焊接质量加快产业升级推 具备在多种化学强腐蚀苛刻环境中优异的耐腐蚀 进焊接智能自动化水平，设计～种高效、操作装 特性被广泛应用于石油、化工、核能及海洋工程 夹快速安全，满足氩弧自动焊要求的大中直径钛 领域。钛的氩弧自动焊接是一种工艺要求较高的 制弯头自动焊机势在必行。 精细焊接，工件弯头凸凹面纵剖合面的形线虽是 1大中型钛弯头数控自动焊机结构组成 简单的两维正圆曲线，由于钛材的特性和大中直 本装备由机械立臂杆件传动系统、进给伺服 径弯头在热冲压成形脱模后空冷段位的释热自由 系统、数控系统、手操控制箱、悬挂人机界面操 变量及回弹量不一，为保证弯头在90。扇面范围 控箱、焊接电源主机箱、脚踏以及手控线控器等 任意截面内曲率半径数值的基本一致，弯脖中部 几部分组成。 径向弧面展长区域等处须经液压铆做矫形，其曲 线实际外形在工件批量间、甚至单件之间仍有不 (1)机械立臂杆件传动系统：由立臂、立臂 一 致性。对于一般筒体类卷制而成的纵环焊缝， 摆动机构、立臂旋转机构、立臂升降机构、L型横 环面圆度和纵缝的平直程度较单一，均有现成的 臂、横臂行进机构、氩弧焊枪套件、焊枪运摆机 自动或半自动焊接装备。而工程批量钛制大中直 构 (无级升降与横向摆动)、焊枪架、仿形跟踪 径拼接弯头的焊接，由于比钢制弯头焊接多一项 支架、浮动弹簧、浮动架、焊枪旋转机构、直线 焊缝的正、背向气体保护要求，多数使用手工焊 轨道组等部件组成。 接，效率较低。目前有些焊接设备厂商，已研发 (2)进给伺服系统：伺服系统主要由驱动 的大中型钢制弯头半自动焊接设备的主要特征 器、电动机两大部分组成。接收数控装置输出的 是：非标型特大号焊接变位机与常规十字架升降 各种信号，经过分配、放大、转换等功能，是数 机组合，外廓尺寸 (高度和宽度)为弯头直径的 控系统的执行部分，可快速响应数控指令，A—z—B 5-6倍，庞大的结构致使工装成本、旋转转动惯 三轴运动动力源电机提供足够