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佛山浩感智能數(shù)字壓力表說明書

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在水電站壓力鋼管的焊接一直采用傳統(tǒng)、簡單而繁重的焊條電弧焊技術(shù),只有少量的制作場縱縫采用埋弧自動焊技術(shù),壓力鋼管的全位置自動化焊接技術(shù)尚屬空白。隨著水電建設(shè)的高速發(fā)展和機組參數(shù)的不斷增大,大直徑厚壁壓力鋼管的焊接必須采用先進的全位置自動化焊接技術(shù)才能適應(yīng)施工生產(chǎn)的需要。壓力鋼管全位置自動焊不僅要實現(xiàn)焊接小車沿焊縫的自動行走,焊絲的自動輸送、凋整,擺動及對中等機電控制過程,而且要解決焊絲的熔滴過渡形式,保證全位置焊接的焊縫成型質(zhì)量,特別是對各種位置的焊接規(guī)范自動調(diào)整等一系列自動控制技術(shù);而更重要的是現(xiàn)場拼裝的焊縫對裝質(zhì)量差、施工環(huán)境惡劣,較難滿足自動化焊接施工的要求。目前,壓力鋼管全位置自動化焊接技術(shù)在大直徑厚壁壓力鋼管焊接中全面應(yīng)用尚有一定難度,其主要原因是:(1)大直徑厚壁壓力鋼管的安裝環(huán)縫組裝難以達到均勻一致的高精度,這就要求全位置自動焊設(shè)備能根據(jù)坡口尺寸及偏差自動凋整有關(guān)工藝參數(shù),以降低或消除不均勻參數(shù)對焊接質(zhì)量的影響;(2)焊縫空間位置不斷變化,要求焊接系統(tǒng)能根據(jù)焊炬所在位置自動及時調(diào)整焊接工藝參數(shù),實現(xiàn)各處焊接成型基本一致;(3)要實現(xiàn)坡口尺寸、焊接熔地形狀,焊接規(guī)范參數(shù)實寸調(diào)節(jié)三者匹配,保證焊縫質(zhì)量,其自動控制技術(shù)難度較大。因此,如何選擇造價低、適應(yīng)性強、操作簡單、焊接效率高的全位置自動化焊接設(shè)備是解決上述問題的唯一途徑。針對水電站壓力鋼管的焊接特點,我們開發(fā)研制了一套獨具特色的全位置自動焊機,并在湖北省興山縣古洞口水電站壓力鋼管及三峽二期工程左廠11#14#壓力鋼管縱縫的焊接施工中獲得了成功應(yīng)用。1全位置自動焊機的主要研制內(nèi)容及其實施方案全位置自動焊機研制主要包括機械和電氣控制兩大部分內(nèi)容。1.1機械設(shè)計與制造整機機械設(shè)計包括爬行軌道、爬行小車,焊炬擺動機構(gòu)及擺幅自適應(yīng)坡口寬度傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計。1.1.1爬行軌道爬行道軌由不銹鋼薄板、分體式齒塊組成的齒條和固定道軌于工件表面的水磁鐵塊組成。爬行小車和焊炬擺動的控制拖車分別借助左右共四對滾動軸承對夾持道軌邊緣,從而使兩者可以沿道軌平穩(wěn)靈活地移動,借助爬行小車內(nèi)的行車電機輸出軸上的小齒輪與道軌上的齒條嚙合并通過兩側(cè)聯(lián)桿使爬行小車與焊炬擺動控制拖車聯(lián)成一體,使兩者可以在道軌上可靠、平穩(wěn)地運行,實行全位置爬行的功能。1.1.2爬行小車爬行小車分主動驅(qū)動的行走小車和被動行走的焊炬擺動控制拖車兩部分。它們分別在底板下方兩側(cè)各有兩對互成60°的軸承輪夾緊軌道邊緣,運動靈活可靠。夾持軌道的兩側(cè)軸承輪中的其中一側(cè)可以通過螺桿和滑塊作橫向移動以實現(xiàn)小車在軌道上夾持與拆卸,使小車在軌道上裝卸十分方便。1.1.3焊炬擺動機構(gòu)焊炬擺動機構(gòu)是實現(xiàn)焊接電弧橫向運動的機構(gòu)。本系統(tǒng)采用一空心薄壁不銹鋼方管。其上固定有條狀不銹鋼板和齒條作擺桿,擺桿端部安裝有焊炬夾緊和傳感器固定及調(diào)節(jié)機構(gòu)。依靠擺桿上條狀不銹鋼板兩側(cè)有倒角的邊緣與安裝于立板上的四只軸承外套的V型滾輪相嚙合,組成了擺動十分靈活、輕巧、剛度好、間隙小、工作穩(wěn)定可靠、拆卸十分方便的擺動機構(gòu)。1.1.4擺幅自適應(yīng)坡口寬度和焊接自動跟蹤兩用傳感器擺幅和跟蹤兩用傳感器是為了適應(yīng)在水電站現(xiàn)場施工條件下,大直徑厚壁壓力鋼管的環(huán)縫坡口裝配很難做到間隙均勻,而且全位置自動化焊接時軌道的鋪設(shè)也很難與焊縫完全平行而設(shè)計的。本機傳感器采用探針機械接觸坡口側(cè)壁獲取信號,這是一種工作可靠、抗干擾能力最強的獲取信號方式,然后通過傳感器內(nèi)部的擺桿系統(tǒng)產(chǎn)生光電信號,經(jīng)邏輯電路分辨控制焊炬擺動電機轉(zhuǎn)向和停留,實現(xiàn)了焊炬擺幅自適應(yīng)坡口寬度的功能。1.2電氣控制系統(tǒng)研制焊機電氣控制系統(tǒng)設(shè)計功能的完善、工作穩(wěn)定可靠、抗干擾性好對于確保焊機工作質(zhì)量十分重要。本焊機充分考慮了全位置自動化焊機所必須的基本功能和參考國內(nèi)外同樣先進焊機的功能,開發(fā)了具有自身特點的擺幅自適應(yīng)坡口寬度和自動跟蹤焊接控制功能。本機具備的主要控制功能如下:1)焊炬擺幅自動與手動選擇;2)焊炬擺幅設(shè)定與自適應(yīng)選擇;3)焊炬擺動兩側(cè)停留時間調(diào)節(jié);4)焊炬擺速調(diào)節(jié);5)焊接電弧運動軌跡選擇;6)焊接方向選擇;7)焊接速度凋節(jié);8)設(shè)定擺幅工作方式下始擺方向選擇;9)設(shè)定擺幅工作方式下電弧糾偏調(diào)節(jié);10)焊接行車小車近控與遙控。其電氣控制原理如下圖所示:2整機主要技術(shù)參數(shù):小車電源:220V50HZ小車爬行速度0~450mm/min焊炬擺動幅度0~±40mm焊炬擺動速度250~3000mm/min焊炬擺動方式1)直線)矩形焊炬兩側(cè)停留時間0~5sec自動跟蹤精度±0.5sec焊炬調(diào)整自由度6個焊接鋼管曲率半徑≥1500mm焊機重量18.5kg本焊機適應(yīng)的焊接方法不受限制,可以根據(jù)需要采用CQ2氣體保護焊、藥芯焊絲氣保焊、藥芯焊絲自保焊、MAG焊、MIG焊、TIG焊等方法,只需配以相應(yīng)特性的焊接電源和焊炬。3工程應(yīng)用與效果3.1應(yīng)用工程簡介古洞口水電站位于湖北省興山縣古夫河下游,電站總裝機容量為4.5萬kW,多年平均發(fā)電量為1.24億kwh,其壓力鋼管直徑為5m,壁厚為16~40mm不等,全長600余m。全部采用國產(chǎn)16Mn低合金結(jié)構(gòu)鋼制造。三峽工程是舉世矚目的水電工程,其裝機總?cè)萘繛?820萬kW,年發(fā)電量達847億kwh,其壓力鋼管直徑為12.4m,壁厚為26~541mm,單管長度122.5m,采用國產(chǎn)16MnR低合金結(jié)構(gòu)鋼和進口600MPa級低碳調(diào)質(zhì)高強鋼板制造。3.2全位置自動焊工藝全位置自動焊工藝參數(shù)見表1。表1全位置自動焊工藝參數(shù)表3.3應(yīng)用效果(1)全位置自動焊與傳統(tǒng)焊條電弧焊的各項性能效果對比如表2:表2全位置自動焊應(yīng)用效果對比表(2)通過對古洞口壓力鋼管和三峽二期工程左廠11#~14#壓力鋼管的焊接應(yīng)用,縱縫超聲波探傷的一次合格率為99.5%,環(huán)縫超聲波探傷的一次合格率達98.1%,焊縫外觀質(zhì)量優(yōu)良率達到了100%,這是傳統(tǒng)的焊條電弧焊所無法比擬的。(3)該焊接小車采用柔性軌道,機頭行走擺動、焊縫兩側(cè)停留均能做到無級調(diào)速、自動送絲,穩(wěn)定可靠,達到了全位置自動化焊接的基本要求。(4)由于實現(xiàn)了機械化和自動化的焊接新技術(shù),不僅減輕了焊工的勞動強度,而且大大提高了焊縫無損探傷的一次合格率,在焊接質(zhì)量上大大減少了人為因素的影響。(5)采用連續(xù)送絲和大電流密度焊接,與焊條電弧焊相比可提高工效1倍以上。(6)與焊條電弧焊相比,該自動焊工藝具有較深的熔深,可采用較小坡口角度,同時可以大大降低焊接熱影響區(qū)的寬度和焊接殘余變形。4結(jié)束語全位置自動焊機在吸取了國外同類焊機成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上針對水電站壓力鋼管現(xiàn)場施工特點,創(chuàng)造性的開發(fā);廠焊炬擺幅自適應(yīng)坡口寬度和自動跟蹤等重要功能,焊機整體設(shè)計合理,工作穩(wěn)定可靠、外形美觀、機構(gòu)緊湊輕便,具有很高的推廣應(yīng)用價值。全位置自動化焊接技術(shù)在古洞口壓力鋼管縱環(huán)縫及三峽二期工程左廠11#~14#壓力鋼管縱縫焊接施工中的成功應(yīng)用,只

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