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“2009’中国焊接产业论坛---焊接自动化会议”于 2009 年 5 月 31 日—6 月 2 日在上海举办。

本次会议交流技术的内容和方式:

1) 以中厚板结构件的自动化焊接技术交流为主;

2) 针对近期已经开始或即将开始大规模应用焊接自动化技术的重点应用行业展开;

3) 以目前已成熟应用的焊接自动化技术和装备为主进行实际引导;

4) 在国内外焊接自动化领域著名的制造商、行业用户、研究机构的报告为主。

本次会议共有 13 个专题报告,涉及船舶制造、海洋工程、工程机械、铁路车辆、锅炉压力容器 等行业。通过专家们的专题报告,与会代表基本了解到了本行业焊接自动化的现状、技术特点和发展 前景:

1) 上述几个行业,所生产产品中金属结构件的焊接是其最为重要的制造技术。随着市场竞争的

加剧,客户对产品焊缝焊接质量的要求不断提高,制造商希望提高劳动生产率,社会劳动力 成本的提高,环境保护、改善焊工焊接作业现场环境的要求等因素,逐步实现焊接自动化已 成为行业的共识。

2) 国内船舶制造、锅炉压力容器、海洋工程的焊接自动化是以专机自动化技术应用为主,焊接

机器人的应用较少,但是机器人应用未来也有很大的发展空间。

3) 工程机械、铁路车辆行业的焊接自动化以焊接机器人的应用为主,焊接专机的应用为辅。专

机解决单层单道、长直焊缝的自动化的焊接。焊接专机目前还达不到完全的自动焊,操作人 员最多一人操作一台设备,眼睛不能离开电弧,随时观察焊缝,随时调整焊接参数或焊枪位 置。焊接机器人依靠其较好的柔性特点,针对行业产品多规格小批量的生产特点,主要用于 异性结构件的焊接,可以适应长焊缝、短焊缝、直线焊缝、弧线焊缝、多层多道对接焊和角 焊缝的焊接。部分品牌的焊接机器人系统已可以实现智能化的焊接,一人可以操作多套系统,

大大提高人工效率。

以下将结合上述行业的特点,介绍一下专题报告中的重点内容:

一、船舶制造业

目前,自动化焊接技术在国内大型船厂已得到广泛应用,包括:单丝埋弧焊、双丝串列埋弧自动 焊、自动 CO2 角焊、FCB 单面焊、双丝单面 MAG 焊、双面双丝串列自动 CO2 焊(HS-MAG 法)、多电极 纵骨 CO2 自动角焊等。与日本、韩国的主要差距在于焊接机器人系统的应用和激光+MIG 复合自动焊 技术的应用。未来进一步的船舶自动焊应用方向:

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1. 批量部件制作焊接机器人系统

型式为多轴机械手,可进行纵、横直线移动,可以实现无人连续焊接。

2. 船体內底分段构件焊接机器人

型式为“井”字形结构,可以焊接平、立角焊,可以单人操作多台机器人

3. 激光+MIG 复合焊技术

1) 可有效利用激光能量,电弧先将母材熔化,提高激光吸收率。

2) 增加熔深,利用激光束作用于电弧形成的熔池底部,进一步提高焊接熔深。

3) 稳定电弧,激光使气体电离产生等离子体,有助于电弧稳定。

4) 降低焊缝装配精度,装配间隙由 0.3mm 增大至 1mm。

5) 构件焊接变形小

6) 船体结构轻盈

7) 焊缝性能优异、一致性高

8) 高速、自动化

图 1.激光+MIG 复合焊设备 图 2. 激光+MIG 复合焊焊缝断面

二、海洋工程

海洋工程结构是一种大型、复杂、特殊的焊接结构,长期处于严酷环境。海洋工程自动化焊接技 术分为陆上自动化焊接技术和水下自动化焊接技术。

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1. 陆上焊接

陆上焊接主要用于陆上预制和海上安装(包括海洋平台安装、海底管线铺设等)。海上安装的突 出特点是,一是作业环境通常表现为潮湿腐蚀海风侵扰,二是海上施工成本非常昂贵,要求焊接作业 优质高效。目前的具体应用及发展情况如下:

1) 双机头全位置全自动 GMAW 焊接设备

双丝熔化极气体保护焊(GMAW),保护气体为 50%Ar+50%CO2 混合气,第二个焊炬改善了焊道韧 性并降低了接头硬度。由焊接电源、焊接机头、机头控制系统、供气系统、编程器和轨道等部分组成。

为了保证焊缝背面成形,管口内侧加铜衬垫,组对的对中器带有铜衬垫,组对、加铜衬垫同时完成。

法国 Serimax(即原来的 SERIMER DASA )、美国 CRC-Evans、荷兰 Vermaat Technics 等公司都 有商业化产品。

图 3. 双机头全位置全自动 GMAW 焊接设备 图 4. Serimax 公司四焊机头全自动轨道式自动焊机

2) 多头多炬熔化极气体保护焊

Serimax 是海洋石油工程公司 Acergy 集团(即原来的 Stolt Offshore)下属的专业焊接设备生产 厂家,对于直径 24″以上的双头海底管线,该公司开发了四头双炬(Saturne 8-Torch)全自动焊接系 统,驱动 4 个 Saturnax 焊头同时工作。

3) 闪光对焊与单极脉冲焊

J-Ray McDermott 公司尝试将其推广应用于海洋铺管作业船,并将其工艺纳入 API 1104 标准,

尚未进行实际管线的铺设施工。

单极脉冲焊(Homo-polar Pulse Welding,HPW)是闪光对焊技术的其中之一,主要由美国 Austin A&M 大学的研究人员结合 J 型管线铺设工艺开发而成。HPW 采用单向发电机产生大电流、低电压脉冲,

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由其快速生成的电阻热加热管子的对接端面以达到顶锻温度,此时,再外加载荷形成锻压焊缝,整个 焊接过程仅需要几秒钟。现有研究表明,HPW 能够形成高强度、低热影响区域的接头,但在结合面处 存在薄的脆性层,从而使接头冲击性能受到影响。

4) 激光焊与激光-电弧复合焊(HL-GMAW)

英国焊接研究所(TWI)、英国石油公司(BP)、英国 Cranfield 大学、法国布依格海洋工程公司 (Bouygues Offshore)、美国 CRC-Evans 公司和美国爱迪生焊接研究所(EWI)等先后研究了管线铺设用 高功率激光焊接技术。

2003 年,TWI 利用焦点功率密度为 2.5×104 W/cm2、直径为

0.6 mm 的 7 kW YB 光纤激光和瑞

典伊萨(ESAB)公司的 AMIG 系统进行复合,对 X80 管线钢进行平焊、立焊和环缝焊等几个位置的焊接 实验,结果表明,不论在何种位置进行焊接,焊后材料的强度、抗拉应力以及夏普冲击值都非常高。

5) 电子束焊与非真空电子束焊

法国 Total 石油公司 1980 年提出了采用 EBW 技术进行 J-型铺管作业的设想,并且认为使用 EBW 技术焊接Ф 609.6mm(24″)×31.75mm(1.25″)的 X100 管线时,每道焊缝用时不到 3min。2000 年,TWI 受 Saipem 公司委托,研究了 J 型铺管作业用的非真空电子束(NVEB)焊接技术。如图 3 所示,试验 样机使用 2 个电子枪来完成

710 mm×41 mm 管线的环缝焊接作业,真空室的抽空时间为 30 s 左右,

焊接作业时间小于 5 min,大大提高了作业效率。但是, TWI 的非真空电子束(NVEB)焊接技术只在 Saipem-7000 铺管船上进行过实验,还没有工程应用案例。

6.水下焊接

水下焊接技术主要用于海洋平台水下部分、海底管道等的修复。按照作业环境不同分为湿式焊接、

局部干式焊接和干式焊接。

摩擦叠焊是最为具备水下尤其是深水应用前景的连接技术,焊接参数不受水深影响,不需要根据 水深重新评定焊接参数,浅水参数可以直接用于深水;作业在水中直接实施,不需要营造高压环境等 特殊空间;可以与 ROV 配套、实现全套作业完全自动化,突破饱和潜水深度限制,从而第一次有可能 真正促使水下连接技术走向深水。

三、工程机械行业

工程机械行业由于其产品的特点和生产制造的特点,焊接自动化未来的发展重点是焊接机器人系 统,尤其是具有智能化的焊接机器人系统。

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工程机械行业产品(挖掘机、装载机、起重机、泵车、路面机械„)的结构件大量应用中厚钢板。

在中厚板的大型结构件焊接中,不可能保证焊接夹具上的工件定位精准。而且,焊接中大量的热量经 常会使结构件发生变形。这些都是焊接线位置发生偏移的原因,所以对大型结构件进行焊接的时候,

计算测定这些偏移量、进行位置纠正的功能是必不可少的。此外,中厚板焊接一般需要开坡口。由于 前期坡口加工精度、工件组对、焊接过程导致的变形等原因,实际的焊缝坡口的宽度是不一致的,也 会产生错边等问题。这些问题的解决,不是焊前的示教编程能够解决的。从焊接机器人系统的使用效 率来讲,用户在实际生产中不可能接受对同样规格的工件的每一件都进行焊前的示教编程,来修正上 述的焊接线偏离及坡口宽度的变化。因此,智能化的焊接机器人系统的应用是解决上述问题的唯一出 路。

下面重点介绍一下本次论坛报告中所介绍焊接机器人已成熟应用的几个功能:

1. 焊丝接触传感功能--智能化技术之一

KOBELCO 的 ARCMAN 机器人利用焊丝和工件接触的时候,焊丝——工件之间的电位差变为 0V 的功 能,可以使加载有传感电压的焊丝(夹持焊丝的机器人)向工件进行移动,将电位差是 0V 的位置记 忆成工件的位置,反映在示教点上。接触传感功能包括具有位置纠正功能的三方向传感、开始点传感、

焊接长度传感、圆弧传感等。可以纠正这些偏移量。

图 5. 接触传感原理

2. 电弧传感功能—智能化技术之二

KOBELCO 的 ARCMAN 的焊枪在焊缝坡口内进行摆动(往返动作)的时候,导电嘴~母材之间距离 会发生变化。导电嘴~母材之间距离越长焊接电流越小,导电嘴~母材之间距离越短焊接电流越大。

由于上述特性,在焊接线没有偏移的状态下,摆动到中央部的焊接电流最小,摆动到端部的焊接电流 最大。焊接线存在偏移的时候,摆动到右端和左端的导电嘴~母材之间距离就会不同,所以摆动到右

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端和左端的焊接电流就会不同。电弧传感可以捕捉到这些变化,检测出焊接线的横向(摆动方向)位 置偏移。

而且,焊接线在上下方向发生了偏移的时候,摆动往返区间内的焊接电流平均值和基准电流就会 发生不同,电弧传感可以捕捉这些变化,检测出焊接线上下方向的位置偏移 。

电弧传感不需要在焊枪上安装特别的设备,是在焊接中就可以检测出焊接线位置偏移并对偏移进 行纠正的非常实用的先进的传感技术。在神钢的焊接机器人系统中得到广泛应用。

KOBELCO 的 ARCMAN 是作为焊接专用机器人被开发的,为了避免摆动时上下动作等原因产生误差,

本机器人具有使用最新控制技术的高精度摆动性能,实现了高精度的电弧传感。

图 6 电弧传感原理(左右) 图 7 电弧传感原理(上下)

3. 双丝焊接电弧传感功能—智能化技术之三

KOBELCO 通过可以稳定作业的独特焊接电源以及高速送丝装置和 1.2mm 实芯焊丝的组合,实现了 焊接的高熔敷化。例如,使用 1.2mm 实芯焊丝以 450A 的电流进行焊接的时候,熔敷速度是 225g/min,

效率是 0.5g/min/A。与一般的船型焊中使用的 300A 电流的熔敷速度 112g/min、效率 0.373g/min/A 相比,效率提高了 1.4 倍。

双丝电弧焊接是通过2根焊丝进行焊接,这是一种增加熔敷量提高焊接速度的焊接方法,可以得 到最大 330g/min 的熔敷速度。

KOBELCO 的双丝焊接系统可以进行双丝/单丝切换以及往复焊接。一体型双丝焊枪,可以有更高 的适用率。

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图 8 双丝焊接概念图 图 9. 双丝焊枪

为了进行高品质焊接,必须让2根焊丝正确在焊接线上定位,某根焊丝偏离了焊接线的话,会发 生咬边和熔深不良等焊接缺陷。因此,使用机器人进行双丝焊接的时候存在以下课题:为了使2根电 极(焊丝)都正确的对准焊接线,要比单丝焊接需要更加缜密的示教作业。

图 10. 示教时的焊丝瞄准位置 图 11 以往的电弧传感纠正方向

以往的电弧传感在先行极、后行极距离焊接线的偏移量大致相同时有效,但是实际的生产现场中 由于示教时的误差、工件的设置误差、焊接中的后行极弯曲等变化原因,先行极、后行极距离焊接线 的偏移量不同,发生过后行极的偏移造成焊接不良的情况。以往的电弧传感纠正方向不能解决后行极 的偏移,而 KOBELCO 开发了后行极偏移的纠正方法,就是机器人围绕先行极回转的纠正方法,解决了 此问题。

图 12. 双重电弧传感的纠正方向

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表 1. 不同焊接方法中焊缝外观

焊接规范 电流-速度

焊缝外观 断面宏观

单 丝 焊 接

380A

40cm/min

双 丝 焊 接

先行: 340A 后行: 320A 70cm/min

4. 离线编程示教系统

离线编程示教系统的最大优点是不用使用实际系统,在计算机屏幕上显示焊接机器人和工件的 模型,编程人员通过对话方式在计算机上手工示教机器人,以可以实现不停止生产就可以进行示教作 业。并且,可以减少现场的高空作业,在安全性方面也得到改善。

KOBELCO 离线编程示教系统的特点:

1) 工件模型的补充功能很充实(具有 3DCAD 变换软件);

2) 示教作业支援功能充实(标准配置有自动焊道生成功能);

3) 检查示教数据的问题点(标准配置干涉检查功能);

4) 焊接规范管理也很简便(数据库编辑很简单)。

图 13 KOBELCO 离线编程示教画面

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ABB 的离线编程示教软件 RobotStudio 的特点:

1) 可在办公室内完成机器人编程,无需中断生产;

2) 机器人程序可提前准备就绪,提高整体生产效率;

3) 借助 RobotStudio 可在不影响生产的前提下执行培训、编程和优化等任务;

4) RobotStudio 与机器人在实际生产中运行的软件完全一致。因此,通过 RobotStudio 可执行

十分逼真的模拟,所用均为车间中实际使用的真实机器人程序和配置文件。

图 14. ABB 的离线编程示教软件画面 图 15. ABB 可离线编程的 Y 型多工位机器人系统

四、铁路车辆行业

铁路车辆行业近几年以及未来很长一段时间都将得到高速发展的车辆制造方向是:

高速铁路用的动车组车辆;

全国各大城市正在积极推进的城市轨道交通设备。

为此,本次论坛的专家报告着重介绍了目前已经广泛用于我国铁路车辆动车组制造业和城市轨道 交通设备制造业的全铝结构铝合金车辆的焊接自动化状况和未来的发展趋势。

在全铝结构铝合金车辆的制造过程中,由于结构大量采用型材拼接,接口长而规则,便于自动化 作业的实现,因此在该行业大量使用自动焊,主要的特点如下:

1. 大量应用焊接机器人系统

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采用焊接机器人焊接铝合金车体是在 2002 年获得迅速发展的,由于其标准化程度高,持枪牢固 等原因,这些年被铁路车辆行业大量使用,约占新投设备的 80%以上。目前主要应用的是 IGM 和 CLOOS 的焊接机器人系统

机器人焊接铝合金车体大部件主要采用龙门和悬臂两种结构方式,焊接大部件普遍采用双丝焊 接。机器人焊接,其最大的优点是持抢牢固,焊接过程稳定,焊接状态一致性容易保证,焊接质量好;

不足是更换焊丝慢,操作复杂度高,维护难。

图 16.龙门式焊接机器人系统

2. 普遍采用焊缝激光跟踪技术

在该焊接领域,保证焊接质量必不可少的的重要的技术是焊缝跟踪技术。目前最普遍使用的是激 光传感器,该传感器依靠激光反射图象进行焊缝跟踪计算,跟踪精度高,可以解决机械传感器长时间 使用带来锁紧不牢靠和段焊影响机械传感器走行等问题。因此该种技术获得了更快的发展,尤其激光 传感器控制技术可以和机械手控制系统接口,实现一个系统的统一控制。

图 17. 带有激光传感器的焊接机器人生产线

3. 激光焊、激光--MIG 复合焊技术

近些年在一些工业发达国家,随着复合材料用于铝合金车体结构,激光焊、激光-MIG 复合焊技 术开始应用,主要用于高速磁悬浮列车的生产。

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激光焊接铝合金难度较大,表面成型差。激光焊接铝合金车辆主要在德国 TISEN 公司使用,用于 高速磁悬浮复合材料的焊接,复合材料一般采用 0.5MM 铝板中间夹非金属材料构成。

激光—MIG 复合焊是将 MIG 焊热输入和激光热输入有机结合起来进行焊接冶金过程,MIG 主要获 得焊缝宽度,激光主要获得熔深,组合在一起可获得 4-8 米/分钟的焊接速度,这在常规焊接方法是 不可想象的。复合焊同时可以解决激光焊表面成型不理想、焊缝间隙过于苛刻的状态。

图 18. 激光焊接系统

4. 搅拌摩擦焊技术

在日本、德国、瑞典等发达国家,近些年大量使用搅拌摩擦焊技术焊接铝合金车体大件件和总组 成。由于该技术具有环保无烟尘,焊缝强度高,焊缝中不存在气孔、疏松,,焊缝气密与水密性高,

焊缝基本与母材持平,热变形小,尺寸公差小等优点,推广使用速度非常快,是将来发展的方向。国 内铁路行业也在进行该技术的试验,目前在车体关键部件车钩座板上已经试验完成。

图 19. 铝合金车体搅拌摩擦焊焊缝

五、锅炉压力容器行业

锅炉、压力容器,尤其是重型压力容器是重要的基础工业,是体现国家工业水平的一个重要标志。

经过几十年时间的积累和发展,无论是我国的锅炉、压力容器行业焊接自动化技术应用的水平,还是

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国内焊接自动化技术研究和焊接自动化装备制造水平都达到了一个新的阶段。特别是涉及量大面广的 一些自动焊接领域的技术和装备,基本可以替代进口产品,部分产品已批量出口。基本情况介绍如下:

1. 膜式壁焊机

锅炉膜式壁焊机是膜式壁生产线的核心设备,按工艺分类为膜式壁气保护焊机及埋弧焊机两大系 列。经多年努力,以中电华强为代表生产的国产设备已基本达到同类进口设备的性能,结束了完全依 靠进口的局面。目前我国膜式壁气保护焊机的焊枪数最多为 20 头,国外最大达 44 头;膜式壁埋弧焊 机的焊枪数为 12 头。其结构形式包括管屏移动、焊枪不动的机床式焊机,焊枪移动、管屏不动的用 于拼排的龙门式焊机以及简易的拼焊小车等形式。在自动化管理方面与国外相比还存在一定的差距,

基本上依靠人工操作,占用较多的人力,劳动条件较差,应从自动化监控、物流等方面进一步开发,

进一步提升膜式壁自动化生产及信息化管理的程度。

2. 直管接长焊机

在膜式壁及蛇形管生产中,有大量的管子需要接长,直管接长焊机成为关键设备之一,我国的直 管接长焊机经历了从(TIG 冷丝)→(TIG 冷丝+MIG)→(TIG 热丝)三个阶段,并从全部进口发展 到进口与国产并列的局面,我国自行研发的直管接长焊机已开始出口。

3. 马鞍形焊机

在锅炉及压力容器中,有大量的两圆柱体相贯的焊接接头,如锅炉汽包的下降管、接管,集箱上 的短管接管等,规格不同,相贯的方式不同。

1. 四轴数控马鞍形焊机

开发的中电华强四轴数控马鞍形焊机主要用于焊接焊缝坡度小的正交、偏交、斜交马鞍形焊接接 头, 可根据数学模型及输入关键参数,通过运动控制实现马鞍形运动。焊接时还可实时修正焊枪位 置,并有手动微调焊枪升降及水平位置。

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图 20. 四轴数控马鞍形焊机

2. 五轴数控马鞍形焊接系统

该焊接系统也是由中电华强开发的,包括一台四轴数控马鞍形焊机及一台一轴同步控制的动力 头,能实现焊接部位始终处于有利于焊接的水平位置。该类焊机主要用于焊缝坡度大的正交、偏交的 马鞍形焊接接头。该类焊机又可分为两种形式:插入式五轴数控马鞍形焊机和坐骑式五轴马数控鞍形 焊机。

图 21 为马鞍形焊机座在接管端面、装夹在接管内壁,焊接时,焊机与接管一起摆动,主要用于 插入式接头。

图 22 是马鞍形焊机悬挂在机架上,不随工件一起摆动,工件由协同控制的动力头带动,正反转 动,此类焊机主要适用于坐骑式接头。

图 21. 适用于插入式接头的五轴马鞍形焊接系统 图 22. 适用于坐骑式接头的五轴马鞍形焊机

3. TIG 马鞍形自动焊接系统

昆山华恒开发的 TIG 马鞍形自动焊接系统为世界首创,具有完全的自主知识产权,具备以下的 功能和特点:

1) 独特的焊接机头设计,实现马鞍形相贯线的全自动 TIG 焊接。

2) 焊头具备弧长自动跟踪功能,满足相贯线的焊接工艺要求,确保焊接质量。

3) 特殊的水电气电缆无缠绕设计,最大限度减小转盘的直径,可实现空间狭小的焊接。

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图 23. TIG 马鞍形自动焊接系统

4. 大厚壁窄坡口数控马鞍形埋弧自动焊机

专门针对大厚板马鞍形接口焊缝的焊接,由哈尔滨焊接研究所研制。主要特点:

1) 焊枪的马鞍形运动轨迹通过数字控制,依据一定的数学模型自动生成;

2) 具有自动排列焊道功能,通过人机界面输入相关参数,可实现多层多道连续焊接;

3) 具有旋转导电装置,多层、多道连续焊接时,外部输入导线不缠绕;

4) 自主开发的超薄大功率焊枪,适合大厚度、窄坡口焊缝;

5) 三套程序,三种功能,可分别完成外马鞍、内马鞍及水平环焊缝焊接。

主要技术参数:

● 接口管直径范围:400-2000mm ● 接口管高度:≦800mm

● 筒体厚度:≦300mm ● 马鞍最大落差量:≦150mm

● 焊枪长度:450mm ● 焊枪最大摆角:±4°

图 24.马鞍形示意图

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图 25.数控马鞍形接管埋弧自动焊机 图 26.焊接加氢反应器接管

5. “P+T”复合焊工艺焊接专机

针对化工容器等行业涉及到的不锈钢、钛等的拼板、筒体纵缝和筒体环缝的焊接,高效高质量的

“等离子+TIG”(P+T)复合工艺专机是较好的解决方案。具有如下特点:

1) 利用等离子电弧良好的小孔穿透的能力,在保证单面焊双面成型的同时,尽量提高焊接速度;

TIG 焊的自由电弧有良好的履盖能力,再配合上适量的填充金属重熔,达到正面成形美观的 效果;

2) P+T 复合工艺的焊接效率约是等离子焊接效率的 1.3 倍,TIG 焊接效率的 5~7 倍;

3) 主要适用于壁厚 3~10mm 不锈钢、钛合金的焊接;

4) 壁厚 8mm 以下不锈钢、壁厚 10mm 以下钛合金不开坡口可实现单面焊双面成型。

图 27、图 28、图 29 为昆山华恒实际为为用户制造的 P+T 焊接专机的照片。

图 27. 筒体纵缝 P+T 复合工艺焊接专机 图 28. 拼板纵缝 P+T 复合工艺焊接专机

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图 29. 筒体环缝 P+T 复合工艺焊接专机

6. 双丝窄间隙埋弧自动焊机

由哈尔滨焊接研究所林尚扬院士上世纪 80 年代发明的双丝窄间隙埋弧自动焊机,属世界首创,

获得国家发明三等奖。目前已有 100 台套在生产实际中应用。核心技术在焊接机头和控制系统。主要 特点:

图 30. 双丝焊接机头 图 31. 机头局部

图 32. 试板厚度 337mm 图 33. 十字操作机式自动焊接工作站

1) 焊接质量好。精确的自动跟踪系统,保证了焊丝与侧壁距离的恒定,也保证了焊丝干伸长的

恒定,避免了侧壁未熔合、咬边、夹渣等焊接缺陷,提高了焊接质量。

2) 焊接效率高,节省焊接材料。采用窄间隙焊接,坡口宽度小,金属填充量少,加之双丝焊接,

焊接效率大幅度提高。

3) 接头力学性能提高。直丝竖直向下,弯丝指向侧壁,两根焊丝落在一个熔池中,可以获得宽

而薄的焊道,同时对侧壁热输入量减少,接头的力学性能,特别是热影响区的韧性优于普通 埋弧焊。

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4) 脱渣容易。焊接过程采取一层两道的方式自动进行,可以获得优良的焊缝形状和平滑的焊缝 表面,焊接渣壳可以自动脱落,无需人工清理。

主要的技术参数:

● 最大坡口深度:300-400mm ● 坡口宽度(底部):18-24mm

● 坡口角度(总角):1°-2° ● 适用焊丝直径:Φ 3-Φ 4mm

● 送丝速度范围:30-240m/h ● 横向跟踪精度:≤±0.25mm

● 高度跟踪精度:≤±0.5mm

7. 90°弯管内壁耐蚀层自动堆焊机

针对重型压力容器弯管内壁耐蚀层堆焊的需要而开发的。

哈尔滨焊接研究所前期开发了适用于 30°弯管内壁堆焊的 30°弯管内壁堆焊机,首先将三段 30°

弯管先分别堆焊好,然后再将三段拼接焊成 90°弯管。此方法生产效率低,组焊过程中易出质量问题。

该所在此基础上又开发出 90°弯管内壁自动自动堆焊机。

90°弯管内壁堆焊采用纵向方式堆焊,工艺方法为药芯焊丝堆焊。

图 33. 90°弯管内壁堆焊示意图 图 34. 90°弯管内壁耐蚀层自动堆焊机

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图 35. 堆焊后产品外观 结束语

实现自动焊接、机器人焊接、智能化焊接是我们焊接工作者的理想和目标。中国的经济条件、工 业基础、产业工人的技能和素质、企业的理念和管理水平,已经具备了这个实现这个目标的条件;国 外工业先进国家在焊接新技术的具体应用上已有许多成功的业绩;中国的自动化焊接技术、装备的研 究制造企业也已有了长足的进步,积累了一定技术、人才、制造经验,一部分自动焊技术和装备的水 平已经达到国际先进水平,有了很多的使用案例,个别产品也在销往海外;现代新技术迅速发展对其 的不断完善;国家对装备制造业产业发展的鼓励政策;这些条件的具备,将加速推动中国焊接产业的 技术、装备升级。我们可以预测,中国焊接产业的自动化、智能化时代已经到来,并将在未来的几年 内在一些重点行业加速推进。

当前的全球经济危机,对中国也产生了较大的影响。对于涉及到焊接产业的中国装备制造业及其 焊接技术和装备的研究、制造和配套企业,应该是一次历史难得的产业升级、产业调整机会。如何把 握机遇、顺势而为,从战略上将其作为企业发展的策略积极主动、加快推进焊接自动化、智能化的新 技术、新装备的应用、研究和制造,对中国的焊接产业界会将产生深远和重大的影响。

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數據

表 1.  不同焊接方法中焊缝外观   焊接规范   电流-速度   焊缝外观   断面宏观   单 丝 焊 接   380A  40cm/min  双 丝 焊 接   先行:  340A 后行:  320A 70cm/min  4

參考文獻

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