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非规则曲线自动埋弧焊工艺研究 |
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作者：宣化工程机械集团股份有限公司 段金钟 |
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摘要 本文通过对推土机拱形架直线—曲线型工作自动埋弧焊接过程的综合分析，并进行大量的试验，成功地设计了拱形架埋弧自动焊工作装置，并应用于生产实践。
关键词：非规则曲线 自动埋弧焊
在推土机上，拱形架是主要的承载部件，为提高焊接质量，我们采用两台MZ—1—1000A型自动埋弧焊机来完成拱形架（如图1所示）的焊接。
原拱形架的焊接分为左、右、前三部分单独装配—焊接后，三件再次装配—焊接。所有焊接工作均采用CO2气体保护半自动焊接。原头型式为焊脚长12mm的角焊缝，后改为面板开8×45º坡口的对接焊。由于受气割工橄的限制，最后改为面板不开坡口加垫板留间隙的对接焊缝。
首先分析了拱形架的结构型式和焊接过程，并确定了两个基本原则：
（1）焊枪始终对准焊坡口中心，即焊枪行走轨迹随工件而变；
（2）焊接速度不变，即在焊接过程中焊枪处的焊接速度稳定。
我们对各处工艺方案的选择，主要考虑其可行性。若采用数控技术（如数控切割机），可以使焊枪的行走轨迹达到或接近达到理论轨迹。考虑到结构件外形轮廓尺寸的偏差，就必须配备高质量的电控焊缝跟踪系统，但价格昂贵，可靠性差，还需有高质量的坡口，这在近期内很难做到。
经过反复试验，修改。最终制成了供推土机拱形架用的低成本自动焊工作装置，现将该装置的主要部件及作用介绍如下。
1 工作装置
该装置（如图2）分上下两层；上层为工件定位，夹紧装置；下层有内外焊车导向轨道（轨道形状同设计焊缝中心）和焊车行走面。导向轨道与工件坡口上下相对应；在焊车侧面增加两滚轮，滚轮在与理论焊缝坡口中心相同的轨道内，在焊车驱动力作用下强近焊车在曲线段拐弯（如图3）；焊枪中心与其中一滚轮上下对应，从而实现了焊枪中心的行走轨迹与理论焊缝坡口中心相同。
图2 拱形架埋弧自动焊工作装置简图
2 焊接小车
利用原焊车的驱动装置、送丝机构和控制箱，增回去了焊车导向装置、焊枪、控制箱托架、横梁托架和焊丝轲等。强近焊车按照预定的轨迹行走，改病善焊枪的导电性和送丝的稳定性，在各连接处，采取相应的绝缘措施（如：焊车与工作台、焊丝架与控制箱等）。
3 随动装置
该装置（如图4）安装在焊枪上，在焊接过程中张紧装置保证靠轮贴住侧壁板，并保持随动装置上靠轮中心与连线垂直于侧壁板，因此消除了焊枪偏离焊缝坡口中心的现象，从而解决因工件偏差造成的焊偏现象。
4 焊剂回收装置
该装置（如图5）安装有小车上；以压缩空气为动力，使回收的焊剂在节流帽中高速度旋转，在出气方向粒度较小的焊剂和粉末被吸附，提高了回收焊剂的质量，改善了工作环境，减少浪费，减轻了劳动强度。
5 挂线装置
用于悬挂焊接电缆，控制电缆和风管。
上壕装置制造、安装、调试完成后，根据拱形架的结构型式，结合公司现有的气割工艺水平，确定了接口位置和接头型式（取消面板坡口，预留间隙加垫板的全焊透结构）见图6。
试验表明，焊缝在板厚方向全熔透，焊缝成型良好，设计了焊接规范的试验。接头一次焊透，规范为：电流650—700A，电压35—38V。焊接速度以焊车行走电机的电枢电压反映，为34V（直线段时）。为使焊接速度稳定不变，测定了在直线段和拐弯处速度的变化和各位置处相应的焊车行走电机的电枢电压，采取调节焊车行走电朵的电枢电压来补偿的办法，使焊枪处的速度保持稳定。
拱形架试验件的试制效果良好，现已用于生产实际。采用该工作装置后，原材料节省9.4%，焊缝有效厚度从8.5mm提高到14mm，使接头强度有明显的提高。
(end)
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(6/3/2004) |
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