自動(dòng)化焊接技術(shù)在水電設(shè)備結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用

盧超

摘要自動(dòng)化焊接技術(shù)具有較好的穩(wěn)定性，能夠通過自動(dòng)化機(jī)械裝置和自動(dòng)化控制裝置來代替人工焊接作業(yè)。采用自動(dòng)化焊接技術(shù)可以大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，還可以有效地節(jié)約人工成本及焊絲成本，提高生產(chǎn)效率。文章分別從熱絲TIG自動(dòng)焊在模型試驗(yàn)機(jī)管路中的應(yīng)用；底環(huán)、頂蓋、轉(zhuǎn)輪體上自動(dòng)化帶極堆焊技術(shù)的應(yīng)用；焊接機(jī)器人的應(yīng)用；窄間隙埋弧焊的應(yīng)用等方面就自動(dòng)化焊接技術(shù)在水電設(shè)備結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用進(jìn)行了較為深入的探討，具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞自動(dòng)化焊接技術(shù)；水電設(shè)備結(jié)構(gòu)件；應(yīng)用

中圖分類號：TG409 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0099-01

水輪發(fā)電機(jī)組中的焊接結(jié)構(gòu)件多為大型構(gòu)件，對焊縫質(zhì)量要求高，且焊接熔敷量大。在過去由于采用CO2半自動(dòng)氣體保護(hù)焊來焊接水電設(shè)備結(jié)構(gòu)件，焊工技術(shù)水平的高低直接決定了焊接的質(zhì)量。而自動(dòng)化焊接技術(shù)則不然，它具有較好的穩(wěn)定性，能夠通過自動(dòng)化機(jī)械裝置和自動(dòng)化控制裝置來代替人工焊接作業(yè)。采用自動(dòng)化焊接技術(shù)可以大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，還可以有效地節(jié)約人工成本及焊絲成本，提高生產(chǎn)效率。本文就自動(dòng)化焊接技術(shù)在水電設(shè)備結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1熱絲TIG自動(dòng)焊在模型試驗(yàn)機(jī)管路中的應(yīng)用

熱絲TIG焊是指將母材用非熔化的鎢電極來進(jìn)行熔化，同時(shí)填充材料采用焊絲，這種方法能夠較好地降低母材的稀釋率，調(diào)節(jié)焊接熔池的熱輸入量，且無弧光、無飛濺、電弧穩(wěn)定性高，尤其適用于對于焊縫外觀要求高的焊縫和精加工坡口。某廠所生產(chǎn)出來的模型試驗(yàn)機(jī)中，需要焊接某些管路，這些管路的坡口為精加工坡口，母材為奧氏體不銹鋼，完全符合自動(dòng)化焊接技術(shù)的適用范圍。所以，利用傾斜鎢極的擺動(dòng)功能，引入熱絲TIG自動(dòng)焊接技術(shù)及設(shè)計(jì)工裝來充分熔合窄坡口兩壁的母材，用多層多道的熔敷方式來進(jìn)行相應(yīng)的焊接，結(jié)果證明，焊縫質(zhì)量為優(yōu)質(zhì)。

2底環(huán)、頂蓋、轉(zhuǎn)輪體上自動(dòng)化帶極堆焊技術(shù)的應(yīng)用

眾所周知，轉(zhuǎn)輪體是一種標(biāo)準(zhǔn)的回轉(zhuǎn)件，其實(shí)體外形的一致性較佳。應(yīng)該將工件通過滾輪架或者變位機(jī)來將其放置到適當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行帶極堆焊。自動(dòng)化焊接可通過轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)輪體來實(shí)現(xiàn)，槍頭在自動(dòng)化帶極堆焊過程中可以出于不動(dòng)的位置。為了大幅度提高焊接質(zhì)量和焊接速度，可以基于底環(huán)、頂蓋、轉(zhuǎn)輪體等水電設(shè)備結(jié)構(gòu)件的斜面狀況和實(shí)際尺寸，將普通焊絲用不同帶寬的焊帶（帶寬通常為30～60 mm）來進(jìn)行代替堆焊。此外，對于底環(huán)、頂蓋等平面，也可采用自動(dòng)化帶極堆焊技術(shù)來進(jìn)行不銹鋼堆焊，起到耐磨、防腐蝕的效果。另外，焊縫表面通常會(huì)出現(xiàn)較為明顯的凹凸不平現(xiàn)象，會(huì)影響到焊接外觀，所以，需要在表層進(jìn)行修飾焊。修飾焊的外觀應(yīng)該滿足以下一些要求：①焊縫表面要超過母材表面，及時(shí)打磨焊縫表面超標(biāo)部分，讓母材與焊縫表面保持較為圓滑的過渡狀態(tài)，不能傷害母材，這樣也就不會(huì)在日后出現(xiàn)銹蝕點(diǎn)；焊縫表面在每側(cè)的寬度應(yīng)該達(dá)到0.5～2.0 mm；③沒有出現(xiàn)焊點(diǎn)、夾渣、裂紋、氣孔、飛濺、熔合等明顯缺陷，外觀應(yīng)該保持均勻一致。

3焊接機(jī)器人的應(yīng)用

焊接機(jī)器人主要適用于焊接巨型水電機(jī)組，巨型水電機(jī)組的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪通常都具有450 t，焊接是整個(gè)轉(zhuǎn)輪制造最關(guān)鍵的工序，工作量很大，每完成一臺完整的轉(zhuǎn)輪焊接，需要10-12 t的填充焊接材料。自動(dòng)化焊接技術(shù)的應(yīng)用能夠保證焊接質(zhì)量，也能夠大幅度提高焊接的工作效率。通常焊接機(jī)器人都會(huì)配備雙絲埋弧焊、直流埋弧焊兩個(gè)焊接電源，焊接方法采用埋弧焊接法，每個(gè)焊接機(jī)頭所具有的自由度都為六個(gè)，能夠?qū)崿F(xiàn)過渡角焊縫的焊接和坡口填充。但是值得注意的是，巨型水電機(jī)組的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪由于結(jié)構(gòu)限制和焊接方法制約，很難實(shí)現(xiàn)全部自動(dòng)化焊接，即便采用了大型焊接變位機(jī)，60%的焊接量還是都需要通過手工半自動(dòng)焊接方法來完成，只有40%的焊接量能夠通過焊接機(jī)器人來完成。

4窄間隙埋弧焊的應(yīng)用

窄間隙埋弧焊是一種較為成熟、且效率較高的焊接技術(shù)，被廣泛地應(yīng)用在制造業(yè)的多領(lǐng)域。在水電設(shè)備結(jié)構(gòu)件焊接過程中，我們主要將窄間隙埋弧焊用于水輪發(fā)電機(jī)大軸、水輪機(jī)、軸鍛件、大厚板拼焊的焊接過程中，經(jīng)濟(jì)效益顯著，工作效率較高。眾所周知，水利發(fā)電機(jī)組中最重要的部件之一為水輪發(fā)電機(jī)大軸和水輪機(jī)大軸。我國長期以來都是依靠進(jìn)口采購整體鍛件來加工成成品，成本較大、供貨困難。為了對這個(gè)問題進(jìn)行解決，最為明智的選擇就是自己焊接成整體，只采用軸鍛件分段鍛制、供貨。哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司采用這種方法已經(jīng)完成了多個(gè)大型水電站機(jī)組的水輪發(fā)電機(jī)大軸、水輪機(jī)大軸的焊接工作，基本是焊接一次合格，焊接坡口最深可達(dá)450 mm。目前國內(nèi)制造企業(yè)還開發(fā)出了分段焊接水輪機(jī)大軸、鋼板分段卷制的工藝技術(shù)，用窄間隙埋弧焊接方法來完成環(huán)形焊縫和縱向焊縫的焊接工作，從而大幅度提升焊接制造水平，這使得產(chǎn)品的制造周期大幅度縮短，也能夠降低國內(nèi)企業(yè)對于大型鑄鍛件的依賴程度。

5半自動(dòng)氣體保護(hù)焊的應(yīng)用

由于水電設(shè)備結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，工序較為復(fù)雜，因此，通用的自動(dòng)化焊接方法應(yīng)用范圍極其有限，焊接輔助時(shí)間也較長。半自動(dòng)氣體保護(hù)焊接方法也就成為了水電設(shè)備結(jié)構(gòu)件的主要焊接方法之一，其主要特點(diǎn)就在于其焊接效率高、工作較為靈活，已經(jīng)成為了目前發(fā)展較快的焊接技術(shù)。

6自動(dòng)埋弧焊小車的應(yīng)用

自動(dòng)埋弧焊小車具有下述優(yōu)點(diǎn)：采用雙驅(qū)動(dòng)送絲，壽命長、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、慣量低、扭矩大，結(jié)構(gòu)緊湊，所有部件均可方便靈活地拆裝，滿足客戶各種實(shí)際需要。結(jié)構(gòu)靈活、調(diào)整方便，適應(yīng)多種位置焊接，歡迎埋弧焊機(jī)主機(jī)廠定制，四輪驅(qū)動(dòng)，手動(dòng)離合，運(yùn)行平穩(wěn)，可靠性好；可焊接碳鋼、不銹鋼、銅及合金等金屬材料；合金鋼送絲輪，使用壽命長，生產(chǎn)效率高；三拖板六自由度及組合式絲盤架，可實(shí)現(xiàn)多種焊接方式。

7結(jié)束語

總之，自動(dòng)化焊接技術(shù)在水電設(shè)備結(jié)構(gòu)件制作中具有極為重要的作用，應(yīng)用較為廣泛，能夠獲得良好的焊縫質(zhì)量，還可以提高勞動(dòng)效率，產(chǎn)生較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]周利平，韓永剛.我國焊接自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].科技信息，2011（19）：120-124.

[2]龔玉蛟.焊接新技術(shù)在鍋爐壓力容器制造中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2011（02）：102-124.

[3]張?zhí)m.工程機(jī)械焊接自動(dòng)化[J].金屬加工（熱加工），2011（22）：120-124.

[4]王治富.汽車行業(yè)焊接自動(dòng)化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].汽車工藝與材料，2012（05）：130-135.

endprint