MPM焊接質(zhì)量改進措施

李世華，劉長清

（哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司，哈爾濱 150046）

1 設(shè)備存在問題及原因分析

1）焊接電弧不穩(wěn)定，經(jīng)常斷弧，2 號機、3 號機嚴(yán)重。在多頭氣體保護焊中，由于直流磁場的存在，電弧間氣流的相互干擾以及地線布置的不合理等因素而發(fā)生電磁偏吹現(xiàn)象較多，不但干擾和破壞焊接過程的穩(wěn)定性，而且會產(chǎn)生嚴(yán)重的焊接缺陷。常見的缺陷是管子側(cè)咬邊嚴(yán)重、焊縫成型惡化、飛濺增多。為此必須設(shè)法改進焊接地線的布置或改變地線的接線方式，必要時要通過反復(fù)試驗來確定。在熔化極氣體保護焊中，填充金屬是一個重要因素。焊絲的化學(xué)成分和加工情況對焊接電弧燃燒和送絲系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響很大，是產(chǎn)生焊接缺陷和影響正常生產(chǎn)的主要原因。根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量調(diào)查結(jié)果分析，造成焊接缺陷的根源，50%以上是由于焊絲和導(dǎo)電嘴的質(zhì)量問題所致。

2）扁鋼精整及定長裝置定位不準(zhǔn)，誤差太大。原有扁鋼精整機采用滑差調(diào)速，制動時間長、響應(yīng)速度慢、調(diào)速精度差，扁鋼長度誤差在±300 mm 左右，材料浪費非常嚴(yán)重。為此需要提高控制精度，從控制系統(tǒng)改造入手，采用高精度的位置控制系統(tǒng)，由于扁鋼加工的拉伸變形隨機誤差較大，設(shè)計指標(biāo)定為±10 mm，產(chǎn)品需求是±50 mm。

3）焊接飛濺大，嚴(yán)重影響產(chǎn)品表面質(zhì)量，加大了修磨工作量，增加了成本且浪費能源。解決這一問題要從地線布置、混合氣體配比等方面考慮改進方案。

4）管子表面劃痕。原工裝槽型設(shè)計不合理，管子表面劃痕較多，影響產(chǎn)品表面質(zhì)量。另外該產(chǎn)品一直采用邊管工藝，由于邊管反復(fù)使用，管子上壓痕增多，使用過的邊管最后還要用在產(chǎn)品上，造成表面質(zhì)量下降。

5）手工點焊，定位不準(zhǔn)。原設(shè)備沒有扁鋼點焊裝置，管子端部不能定位，完全靠人工對齊，管子重量較大時或工人體力下降時，很難對齊焊接。需要增設(shè)專用的管子對齊裝置。

2 設(shè)備改進措施

針對上述問題，制定了改進方案：

2.1 改進接地滑塊裝置，增加專用地線

此次改造主要改進是增加新的接地體，改變焊接地線的布置和接線方式。為每臺設(shè)備重新打幾組專用接地體，減少接地電阻。在原導(dǎo)電輪兩側(cè)分別增加銅質(zhì)導(dǎo)電滑塊，同時在設(shè)備一側(cè)增加導(dǎo)電匯流銅排，再把焊接地線與導(dǎo)電滑塊連接，減小接地電阻。

實際效果：保證了焊接的電弧穩(wěn)定，飛濺較小，減少了斷弧出現(xiàn)的頻率，提高了焊接效率，大大減少了補焊的工作量，節(jié)約了能源,設(shè)備焊接質(zhì)量提升效果明顯。

2.2 扁鋼精整機控制系統(tǒng)采用伺服驅(qū)動

此次改造主要針對扁鋼精整機控制系統(tǒng)，電機改為伺服電機，PLC 位置控制及脈沖編碼器高速計數(shù)。

實際效果：伺服驅(qū)動調(diào)速均勻，定位較準(zhǔn)確，扁鋼長度誤差在±10 mm 左右，滿足了生產(chǎn)需要。個別情況下，如開卷機是被動開卷，經(jīng)?？ㄗ』蛞虮怃摼砝p繞不均而旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)，易造成扁鋼打滑及實際尺寸縮短。

2.3 焊接氣體管路改進

分廠原有混合氣體管路分布不均，經(jīng)過為MPM 敷設(shè)專用供氣管路，并在配氣站內(nèi)合并配比柜，改善了原有混合氣體分配不均的問題。

實際效果：供氣質(zhì)量有一定改善，但個別焊槍氣體流量不穩(wěn)，需要從機床配氣系統(tǒng)來改善，改進方案提交后由分廠利用設(shè)備維修經(jīng)費自行改進。

2.4 增加扁鋼側(cè)壓輥裝置，取消工藝管

原有工藝對兩側(cè)帶邊鰭的管屏焊接時需要在兩側(cè)增加工藝管，保證兩側(cè)的扁鋼定位，每片管屏需要增加2 根邊管。

通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，其他廠家類似設(shè)備大多采用側(cè)壓滾裝置不用邊管，為此本次改造為每臺設(shè)備各增加2 組扁鋼側(cè)壓輥裝置，取消了邊管工藝。

實際效果：通過試驗，槽形側(cè)壓輥能很好地保證邊鰭的定位焊接。

2.5 滾輪槽型改進

超超臨界產(chǎn)品管徑細，扁鋼厚管屏間距小，MPM 焊接變形大，產(chǎn)生壓痕多，尤其是工藝管反復(fù)使用，焊接質(zhì)量差、壓痕多，使完工補焊工作量增加。分析研究后對MPM 滾輪倒角小，焊接時滾輪邊緣壓在管子上產(chǎn)生部分壓痕，通過部分工裝輪改造后使用，取得了一定的效果。管屏壓痕減少，焊縫成型好，但還有部分產(chǎn)品壓痕，由于焊接時管片產(chǎn)生變形造成的，沒有明顯的改進。

2.6 增加扁鋼點焊定位裝置，修理輸送滾道

原滾道損壞嚴(yán)重，為此利用生產(chǎn)間隙時間修理，更換了損壞的離合器，校正了滾道平直度，恢復(fù)了滾道原有功能。

設(shè)計扁鋼點焊定位裝置時，參考了車間原有的扁鋼定位工裝，可以兼容使用，既減少工裝損失，又符合工人原有操作習(xí)慣。

2.7 增加扁鋼定位隔套，取消扁鋼壓塊，焊槍更靠近滾輪

增加扁鋼隔套，取消原有的扁鋼壓塊，同時把焊槍向滾輪方向靠近。

試驗數(shù)據(jù)：1）接地電阻。實測接地電阻2.7 Ω；2）斷弧率。2 號焊接設(shè)備改造前焊接質(zhì)量較差，經(jīng)過改造后，焊接質(zhì)量提高較顯著，斷弧率減少。經(jīng)過近一個月的統(tǒng)計，MPM 斷弧率減少了1/3，改造前每班更換導(dǎo)電嘴平均在60～90 個，最多時一班更換焊嘴118 個。改造后每班更換導(dǎo)電嘴40～60 個。焊接電弧穩(wěn)定，焊縫均勻成型好，補焊工作量減少了1/3。3）精整機定長切斷。改造后，一段時間內(nèi)連續(xù)切斷40 多根扁鋼，一般均在10 mm 以內(nèi)，少量在20 mm 左右，個別在100 mm。精度不如2 號機，分析主要原因是開卷機由于是被動開卷，經(jīng)?？ㄗ』蛞虮怃摼砝p繞不均而旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)，易造成扁鋼打滑及實際尺寸縮短。

3 結(jié)論

通過本次改造，焊接合格率大幅度提高，有效地控制了能源的浪費，成效顯著。