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焊车式埋弧自动焊接行走轨道的优化与设计.pdf
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1、制造与工艺 Manufacturing and Process2023.7 今日制造与升级 21焊车式埋弧自动焊接行走轨道在现代焊接工业中起着至关重要的作用。它不仅提供了稳定的支撑和导向,还确保了焊接操作的精确性和效率。随着焊接技术的不断发展和应用领域的扩大,对焊车式埋弧自动焊接行走轨道的优化与设计需求也日益增加。文章通过对现有的焊车式埋弧自动焊接行走轨道应用进行分析,并提出一种优化设计方案。1现有焊车式埋弧自动焊接行走轨道应用分析在钢结构制造中,大量钢板拼装采用埋弧焊焊接。在焊车式埋弧自动焊接过程中,起导向作用的焊车行走轨采用钢制材料设计制作,为使用方便,单根轨道设计长度为2m,由2根轨道及
2、以上组合使用。现在的行走轨道结构设计为:将一块厚度6mm、长2m 和宽0.35m 开有减轻孔的钢板上,纵向设置两根平行分布且保持一定间距的角钢,作为起导向作用的导轨,导轨截面呈三角形(或利用多根圆钢,连接两根平行发布的角铁作为轨道使用)。焊车橡胶车轮为金属骨架,骨架外包覆有一定厚度、带有凹形槽的橡胶轮,焊接小车依靠电动动力(焊丝给送和小车驱动使用同一台电机),使其在凸形导轨上匀速、平稳行走,实现自动焊接。1.1轨道结构设计存在的弊端现用埋弧焊车行走轨道使用笨重(约15kg);导轨截面形式设计、两轨道间连接方式等影响焊接质量与效率;材料强度、硬度、耐高温等性能较差。焊接过程中出现以下情况。(1)
3、焊接电弧直线走向误差大(焊缝局部焊趾偏歪4mm),虽然焊接过程中焊接电极直线度可手动微调,但也会造成焊缝外观直线度偏差超出检验标准的要求。(2)两轨道间存在连接不牢固、高低存在落差、连接间隙大等问题,导致焊车在行走到轨道间过渡时出现上、下落差和停顿等问题,导致焊缝明显的宽、窄,以及高、低不一致,甚至出现焊穿等现象。(3)钢质导轨凸横截面三角形设计,造成焊车的凹 U型橡胶行走轮出现频繁的磨损、开裂、变形,造成焊接电弧跑偏及上下颠簸,导致焊接电极对中性差与焊接电弧燃烧不稳定。(4)焊接过程中,由于轨道一侧始终处于电弧热的高温烘烤状态下,轨道出现了弯曲、扭曲变形,导致焊接电弧对中性及电弧长度发生不断
4、变化,直接影响焊接质量。综上所述,埋弧焊车行走轨道结构设计、导轨截面形式、两轨道间连接方式等存有弊端,直接影响了焊接过程的快速完成及焊缝质量;轨道材料强度、硬度、耐高温性能较差,使用过程中经历撞击及高温烘烤造成弯曲、扭曲变形,无论采用冷或热加工方法都很难恢复至精度标准状态。1.2现有轨道弊端分析埋弧焊接过程中,焊车的橡胶行走轮放置在起导向作用的导轨上,焊接小车依靠电动动力,按照操作者在焊车控制操作控制箱设定的焊接速度在导轨上匀速、稳定行走,实现自动化焊接。但实际操作中,存在如下弊端。1.2.1导轨磨损、开裂变形起导向作用的焊车行走导轨凸截面形状与橡胶行走轮凹截面形状不吻合,橡胶行走轮内凹角处接
5、触导轨面,接触面狭小且不均匀,且凸三角形钢质轨对凹 U 型橡胶行走轮极易损坏,致使橡胶行走轮磨损、开裂变形。摘要埋弧焊(SAW)是利用在焊剂层下燃烧的电弧热量,熔化焊丝、焊剂和母材金属而形成焊缝。埋弧焊工艺方法熔敷率高(熔敷率是指有效熔融在母材上的焊材重量占熔融焊丝总重量的比例,其越高,证明焊接效果越好),焊缝金属质量和力学性能好,生产效率和机械化程度高等,是钢结构制造中最常用的优质、高效的焊接方法之一。焊车式埋弧焊设备主要由机头、控制箱、焊车行走轨道及焊接电源组成。其中,焊车行走轨道是保证埋弧焊接过程中焊接电极不偏离焊道、电弧稳定燃烧,以及焊接即能快速完成焊缝又无焊接缺陷的重要因素。基于此,
6、文章对现有的焊车式埋弧自动焊接行走轨道应用进行分析,并提出一种优化设计方案,同时探讨了焊车轨道的制作和精度标准。关键词埋弧焊;行走轨道;优化设计;效率;质量中图分类号TG434 文献标志码A焊车式埋弧自动焊接行走轨道的优化与设计杨 光(大连造船山海关船舶重工有限责任公司,河北秦皇岛066206)制造与工艺 Manufacturing and Process22 今日制造与升级 2023.71.2.2轨道扭曲、弯曲变形一般而言,轨道变形位置:轨道横向端头和轨道纵向;变形方向:横向端头扭曲变形以及纵向扭曲弯曲变形。分析原因:轨道长期受外力作用(搬运、碰撞等);焊接过程中,轨道一侧始终在电弧热的高温
7、烘烤状态下(轨道侧面距离焊道150 200mm)。1.2.3两轨道间搭式连接问题一是板式轨道横端面直线精度差,两轨道间易出现间隙;二是搭式连接易在焊接过程中产生的振动使两轨道间出现更大间隙;三是搭式连接水平精度差,易形成两轨道间的高低差,长期使用过程中两轨道连接时的撞击产生扭曲变形,加剧了两轨道间的高低差。2埋弧焊接小车行走轨道结构优化设计设计、制作一种性能优质焊车行走轨道应具备如下条件:采用强度、硬度、耐高温等性能较高材质;轨道主体导轨结构形式具有在撞击、高温烘烤等情况下抵抗弯曲、扭曲变形的能力;导轨外凸形截面与内凹形橡胶车轮彼此相互吻合;两轨道间能够快速、准确、连接牢固无脱节等现象;轨道重
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