基于托輥雙頭自動(dòng)焊接機(jī)焊煙處理系統(tǒng)的改造

王成建 吳承瑞 孫雷

摘要：托輥是帶式輸送機(jī)的主要部件，托輥焊接是一種常用的工藝，托輥筒體焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的電焊煙塵和有害氣體，煙塵主要是氧化鐵、氧化錳、氟化物及二氧化硅等混合性粉塵，有害氣體主要為臭氧、氮氧化合物、一氧化碳和氟化氫等。目前移動(dòng)式焊接煙塵凈化器對(duì)電焊煙塵和有害氣體進(jìn)行處理效果不佳，為進(jìn)一步改善工作環(huán)境，降低焊接時(shí)產(chǎn)生的有害氣體和煙塵對(duì)環(huán)境的污染，減小對(duì)工作人員的傷害，特對(duì)托輥雙頭自動(dòng)焊接設(shè)備焊煙處理系統(tǒng)進(jìn)行改造，達(dá)到清潔排放、長(zhǎng)時(shí)間使用的目的。

關(guān)鍵詞：托輥焊接;電焊煙塵;有害氣體;焊煙處理系統(tǒng);濾筒;檢測(cè)

引言

托輥焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的金屬焊接粉塵，焊接產(chǎn)生的金屬粉直徑通常在1μm以下，較容易吸入肺部，發(fā)生病變。在焊接粉塵濃度較大的情況下，沒(méi)有相應(yīng)的排除措施時(shí)，長(zhǎng)期接觸焊接粉塵能引起焊工塵肺、錳中毒和金屬熱等職業(yè)疾病。在焊接電弧高溫和強(qiáng)烈的紫外線作用下，電弧周圍形成多種有害氣體，其中含量最多的為臭氧，臭氧是一種刺激性的有毒氣體，呈淡藍(lán)色。濃度較高時(shí)發(fā)出腥臭味， 高濃度臭氧還略帶酸味。臭氧對(duì)人體的主要危害是對(duì)呼吸道及肺有 強(qiáng)烈刺激作用，往往引起咳嗽、胸悶、食欲不振、疲勞無(wú)力、頭暈、全身疼痛等，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起支氣管炎和肺水腫等。迫切要求對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境進(jìn)行改進(jìn)。

1 托輥雙頭自動(dòng)焊接機(jī)焊接參數(shù)及工作過(guò)程

焊接參數(shù)如下：

工作過(guò)程如下：

托輥筒體上件→工件托起→水平頂進(jìn)→進(jìn)槍、工件托起到位→引弧→工件回轉(zhuǎn)、按焊接規(guī)范焊接→收弧→?；　藰尅ぜ衅稹巾斶M(jìn)退回→主軸反轉(zhuǎn)回到零位→卸料，同時(shí)循環(huán)指示燈熄滅，完成一個(gè)焊接循環(huán)。打開防護(hù)罩換焊件，開始下一個(gè)焊接循環(huán)。

2 改造前托輥雙頭自動(dòng)焊接機(jī)焊煙回收工作狀態(tài)

托輥焊接煙塵處理使用移動(dòng)式焊接煙塵凈化器進(jìn)行煙塵處理，主要部件包括：萬(wàn)向吸塵臂、吸塵軟管、吸塵罩（帶風(fēng)量調(diào)節(jié)閥）、阻火網(wǎng)、聚酯覆膜濾芯、潔凈室、沉灰抽屜組合、吸音棉、帶剎車的腳輪、電機(jī)以及電控箱等。通過(guò)風(fēng)機(jī)引力作用，焊煙廢氣經(jīng)萬(wàn)向吸塵罩吸入煙氣凈化器進(jìn)風(fēng)口，設(shè)備進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有阻火器，火花經(jīng)阻火器被阻留，煙塵氣體進(jìn)入沉降室，利用重力與上行氣流，將粗粒塵直接降至灰斗，微粒煙塵被濾芯捕集在外表面，潔凈氣體經(jīng)濾芯過(guò)濾凈化后由濾芯中心流入潔凈室，潔凈空氣經(jīng)出風(fēng)口達(dá)標(biāo)排出。托輥生產(chǎn)線每天需要2-3班進(jìn)行不間斷焊接作業(yè)，移動(dòng)式焊接煙塵凈化器無(wú)法滿足焊煙處理要求。

3 托輥雙頭自動(dòng)焊接機(jī)焊煙處理系統(tǒng)優(yōu)化改造

3.1改造思路

考慮將自動(dòng)焊接機(jī)機(jī)身整體密封或者半密封，選用頂吸+前方頂吸雙重集塵罩的收集方式將焊接工作時(shí)產(chǎn)生的煙氣粉塵收集。因焊煙中含有固體顆粒，為達(dá)到更好的吸收效果，經(jīng)過(guò)集塵罩收集的焊煙先經(jīng)過(guò)水過(guò)濾第一道處理，再經(jīng)過(guò)集中式脈沖濾芯除塵器第二道處理（作為焊接機(jī)器人工作站內(nèi)的主凈化系統(tǒng)，在風(fēng)機(jī)作用下煙氣粉塵經(jīng)管道進(jìn)入到濾筒除塵器進(jìn)行凈化，當(dāng)凈化器運(yùn)行一段時(shí)間以后，細(xì)微的粉塵吸附在濾材表面，使得濾材的透氣性降低。每隔一定時(shí)間由脈沖 控制儀發(fā)出信號(hào)，控制電磁閥，潔凈的壓縮空氣由閥口噴出;濾材表面吸附的微塵在氣流作用下被清除，落在室體下部的集塵斗中。脈沖噴吹需 0.4～0.6MPa的潔凈壓縮空氣，且運(yùn)行中須保持連續(xù)且恒定不變的供氣量），凈化后的潔凈空氣經(jīng)排出煙囪排放，效果良好，滿足流水線長(zhǎng)時(shí)間焊接要求。具體工藝布置見圖一：

3.2選型方案

3.2.1設(shè)備外形尺寸：5100×880×1700mm，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇主吸塵罩尺寸為：5200*900*1900。排煙管選擇219mm PVC管。

3.2.2按照環(huán)保局有關(guān)除塵設(shè)備風(fēng)力、風(fēng)速的規(guī)定：集塵罩內(nèi)的風(fēng)速不得小于0.3m/s

3.2.3焊接工位除塵總截面積：焊接吸塵罩面積=4.68㎡

3.2.4焊煙收塵器額定流量為：7419m3/h=2.06m3/s

防塵罩內(nèi)風(fēng)速為：2.06m3/s÷4.68㎡=0.44m/s

考慮壓力損耗按25%計(jì)算，實(shí)際風(fēng)速為：0.44*0.75=0.33m/s滿足環(huán)保部門要求的風(fēng)速。根據(jù)風(fēng)量要求，風(fēng)機(jī)選用5.5kw高效率三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速2920r/min，全壓2040Pa。

用風(fēng)壓測(cè)量?jī)x實(shí)際檢測(cè)，最大風(fēng)速為0.41m/s，最小風(fēng)速為0.35m/s，平均風(fēng)速0.38m/s，噪音≤75分貝，設(shè)計(jì)達(dá)標(biāo)，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

3.3保養(yǎng)維護(hù)

現(xiàn)場(chǎng)使用和維護(hù)人員需要掌握設(shè)備性能，明白工作方式和工作原理。濾芯需要定時(shí)的清理和維護(hù)，維護(hù)周期需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的煙塵濃度和設(shè)備工作時(shí)間確定設(shè)備維護(hù)周期和方式。設(shè)備清灰針對(duì)的是主過(guò)濾芯的清理，當(dāng)設(shè)備工作一段時(shí)間后主濾芯上會(huì)集滿粉塵，這就需要操作人員對(duì)濾芯進(jìn)行清灰操作。在清理主濾芯時(shí)要注意，不要過(guò)分用力的去處理濾材表面和濾芯密封墊，以免影響設(shè)備過(guò)濾精度和密封性。

4 結(jié)束語(yǔ)

焊煙粉塵是集塵領(lǐng)域中的一個(gè)獨(dú)特問(wèn)題，是在高溫下產(chǎn)生的，充滿了有害的化合物，在專業(yè)工程師的帶動(dòng)下，我們可以設(shè)計(jì)出更為合理的焊煙處理系統(tǒng)，通過(guò)定期維護(hù)，從而有助于確保工人的安全和生產(chǎn)力。

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