环缝自动焊机焊接方法详细_焊割设备-爱微帮
&& &&& 环缝自动焊机焊接方法详细
一产品特点
1.产品结构类型
焊接的产品按结构特点大致可分为以四大类。 1）结构类 如桥梁、建筑工程、石油化工容器等。 2）机构零件类 如汽车零部件等。 3）半成品类 如工字梁、管子等。 4）微电子器件类。
这些不同结构的产品由于焊缝的长短、形状、焊接位置等各不相同，因而适用的焊接方法也会不同。
结构类产品中规则的长焊缝和环缝宜用埋弧焊。手弧焊用于打底焊和短焊缝焊接。机械类产品接头一般较短，根据其准确度要求，选用气体保护焊（一般厚度）、电渣焊、气电焊（重型构件宜于立焊的）、电阻焊（薄板件）、摩擦焊（圆形断面）或电子束焊（有高精度要求的）。半成品类的产品的焊接接头往往是规则 的，宜采用适于机械化的焊接方法，如埋弧焊、气体保护电弧焊、高频焊。微型电子器件的接头主要要求密封、导电性、受热程度小等，因此宜用电子束焊、超声波焊、扩散焊、钎焊和电容储能焊。 如上述，对于不同结构的产品通常有几种焊接方法可供选择，因此还要综合考虑产品的以下其它特点。
2.工件厚度
工件的厚度可在一定程度上决定所适用的焊接方法。每种焊接方法由于所用热源不同，都有一定的适用的材料厚度范围。在推荐的厚度范围内焊接时较易控制焊接质量和保持合理的生产率。
3.接头型式和焊接位置
根据产品的使用要求和所用母材的厚度及形状，设计的产品可采用对接、搭接、角接等几种类型的接头型式。其中对接型式适用于大多数焊接方法。钎焊一般只适于连接面积比较大而材料厚度较小的搭接接头。 产品中各个接头的位置往往根据产品的结构要求和受力情况决定。这些接头可能需要在不同的焊接位置焊接，包括平焊、立焊、横焊、仰焊及全位置焊接等。平焊是最容易、最普遍的焊接位置，因此焊接时应该尽可能使产品接头处于平焊位置，这梓就可选择既能保证良好的焊接质量，又能获得较高的生产率的焊接方法，如埋弧焊和熔化极气体保护焊。对于立焊接头宜采用熔化极气体保护焊（薄板）、气电焊（中厚度），当板厚超过约30mm时可采用电渣焊。
4.母材性能
1）母材的物理性能
母材的导热性能、导电性能、熔点等物理性能会直接影响其焊接性及焊接质量。
当焊接导热系数较高的金属如铜、铝及其合金时，应选择热输入强度大、具有较高焊透能力的焊接方法，以使被焊金属在最短的时间内达到熔化状态，并使工件变形最小。 对于电阻率较高的金属则更宜采用电阻焊。 对于热敏感材料，则应注意选择热输入较小的焊接方法，例如激光焊、超声波焊等。 对于钼、钽等高熔点的难熔金属，采用电子束焊是极好的焊接方法。而对于物理性能相差较大的异种金属，宜采用不易形成脆性中间相的焊接方法，如各种固相焊、激光焊等。
2）母材的力学性能
被焊材料的强度、塑性、硬度等力学性能会影响焊接过程的顺利进行。如铝、镁一类塑性温度区较窄的金属就不能用电阻凸焊，而低碳钢的塑性温度区宽则易于电阻焊焊接，又如，延性差的金属就不宜采用大幅度塑性变形的冷焊方法。再如爆炸焊时，要求所焊的材料具有足够的强度与延性，并能承受焊接工艺过程中发生的快速变形。
另一方面，各种焊接方法对焊缝金属及热影响区的金相组织及其力学性能的影响程度不同,因此也会不同程度地影响产品的使用性能。选择的焊接方法还要便于通过控制热输入从而控制熔深、熔合比和热影响区（固相焊接时以便于控制其塑性变形）来获得力学性能与母材相近的接头。例如电渣焊、埋弧焊时由于热输入较大，从而使焊接接头的冲击韧度降低。又如电子束焊的焊接接头的热影响区较窄，与一般电弧焊相比，其接头具有较好的力学性能和较小的热影响区。因此，电子束焊对某些金属如不锈钢或经热处理的零件是很好的焊接方法。
3）母材的冶金性能
由于母材的化学成分直接影响了它的冶金性能，因而也影响了材料的焊接性。因此这也是选择焊接方法时必须考虑的重要因素。
工业生产中应用最多的普通碳钢和低合金钢采用一般的电弧焊方法都可进行焊接。钢材的合金含量，特别是碳含量愈高，焊接性往往愈差，可选用的焊接方法种类愈有限。
对于铝、镁及其合金等这些较活泼的有色金属材料，不宜选用CO2电弧焊、埋弧焊，而应选用惰性气体保护焊，如钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊等。对于不锈钢，通常可采用手弧焊、钨极氩弧焊或熔化术氩弧焊等。特别是氩弧焊，其保护效果好，焊缝成分易于控制，可以满足焊缝耐蚀性的要求。对于钛、锆这类金属，由于其气体溶解度较高，焊后容易变脆，因此采用高真空电子束焊最佳。
此外，对于含有较多合金元素的金属材料，采用不同的焊接方法会使焊缝具有不同的熔合比，因而会影响焊缝的化学成分，亦即影响其性能。 具有高淬硬性的金属宜采用冷却速度缓慢的焊接方法，这样可以减少热影响区开裂倾向。淬火钢则不宜采用电阻焊，否则，由于焊后冷却速度太快，可能造成焊点开裂。焊接某些沉淀硬化不锈钢时，采用电子束焊可以获得力学性能较好的接头。
对于熔化焊不容易焊接的冶金相容性较差的异种金属，庆考虑采用某种非液相结合的焊接方法，如本卷介绍的钎焊，扩散焊或爆炸焊等。
二生产条件
1.技术水平
在选择自动焊接方法以制造具体产品时，要顾及制造厂家的设计及制造的技术条件。其中焊工的操作技术水平尤其重要。
通常需要对焊工进行培训。包括：手工操作、焊机使用、焊接技术、焊接检验及焊接管理等。对某些要求较高的产品如压力容器，在焊接重复前则要对焊工进行专门的培训和考核。
手弧焊时要求焊工具有一定的操作技能，特别是进行立焊、仰焊、横焊等位置焊接时，则要求焊工有更高的操作技能。
手工钨极氩弧焊与手弧焊相比，要求焊工经过更长期的培训和具有更熟练、更灵巧的操作技能。
埋弧焊、熔化极气体保护焊多为机械化焊接或半自动焊，其操作技术比手弧焊要求相对低一些。
电子束焊、激光焊时，由于设备及辅助装置较复杂，因此要求有更高的基础知识和操作技术水平。
每种焊接方法都需要配用一定的焊接设备。包括：焊接电源、实现机械化焊接的机械系统、控制系统及其它一些辅助设备。电源的功率、设备的复杂程度、成本等都直接影响了焊接生产的经济效益，因此焊接设备也是选择焊接方法时必须考虑的重要因素。
焊接电流有交流电流电源和直流电源两大类。一般交流弧焊机的构造比较简单、成本低。
手弧焊所需设备最简单，除了需要一台电源外，只须配用焊接电缆及夹持焊条的电焊钳即可。宜优先考虑。
熔化极气体保护电弧焊需要有自动进焊丝、自动行走小车等机械设备。此外还要有输送保护气的供气系统、通冷却水的供水系统及焊炬等。
真空电子束焊需配用高压电源、真空室和专门的电子枪。激光焊时需要有一定功率的激光器及聚焦系统。因此，这两种焊接方法都要有专门的工装和辅助设备，其设备较复杂、功率大，因而成本也比较高。
由于电子束焊机的高电压及其X射线辐射，因此还要有一定的安全防护措施及防止X射线辐射的蔽设施。
3.焊接用消耗材料
焊接时的消耗材料包括：焊丝、焊条或填充金属、焊剂、钎剂、钎料、保护气体等。
各种熔化极电弧焊都需要配用一定的消耗性材料。如手弧焊时使用涂料焊条；埋弧焊、熔化极气体保护焊都需要焊丝；电渣焊则需要焊丝、熔嘴或板极。埋弧焊和电渣焊除电极 （焊丝等）外，都需要有一定化学成分的焊剂。 钨极氩弧焊和等离子弧焊时需使用熔点很高的钨极、钍钨极或铈钨极作为不熔化电极。此外还需要价格较高的高纯度的惰性气体。电阻焊时通常用电导率高、较硬的铜合金作电极，以使焊接时既能有高的电导率，又能在高温下承受压力和磨损。
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京ICP备号-2&&&&京公网安备34简述卧式双环缝自动焊机的设计与原理
核心提示：　一、自动焊机的设计与原理　　1.设备焊接电源形式的配置与比较　　众所周知，焊缝质量的关键因素之一是焊接电源的配置。目前围内外有四种电源配置或焊接方法，为了择优选取，我们进行了对比分析。　　（1）CO2气体
　一、自动焊机的设计与原理
　　1.设备焊接电源形式的配置与比较
　　众所周知，焊缝质量的关键因素之一是焊接电源的配置。目前围内外有四种电源配置或焊接方法，为了择优选取，我们进行了对比分析。
　　（1）CO2气体保护电源（熔化极）利用CO2气体做保护。优点：CO2气体价格低、生产效率高、焊接电流密度大、焊件基体熔池深、熔化效率高、熔敷速度快，生产效率比手工焊高2～4倍，而且抗锈、抗裂性能好；缺点：大电流焊接时，焊接表面成形较差、飞溅较多，焊后需人工除掉粘在工件上的飞溅物。
　　（2）MIG气体保护焊（熔化极），利用氩气做保护。优点：焊接熔池深度大、焊接电弧稳定、焊缝成形好、生产效率高；缺点：因保护气体用氩气来实现焊接过程，氩气价格偏高且MIG焊接电源较CO2/MAG焊接电源在价格上贵3～4倍。
　　（3）MAG气体保护焊电源（熔化极）。利用氩气和CO2混合气体保护，其中氩气为80％、CO2为20％。优点：焊接熔池深度大、熔敷效率高、焊接飞溅较小，可获得稳定的焊接过程和美观的焊缝。
　　（4）TIG气体保护电源（非熔化极），利用氩气做保护。我公司通常使用的焊接电源就是这一种（手工钨极氩弧焊）。优点：由于电极只通过电流加热工件，使工件和焊丝形成熔池故没有飞溅物产生，焊缝成形美观；缺点：电弧熔池深度浅、熔敷率低、生产效率不高。因焊接过程全部采用氩气做保护，价格偏高。
　　通过焊接电源配置的对比及专家的建议，确定采用CO2/MAG焊接电源配置来制造双环缝自动床。
　　2.设备的构成与工作原理
　　（1）设备的构成该设备由导轨床体、转动转台、气动尾顶滑台机构、转动机构、工件夹紧机构、中间托料机构、专机焊枪气动调节机构、焊枪三维微调节机构、焊枪夹持机构、气动尾顶及专机电控系统组成。卧式双环缝自动焊机结构如图1所示。
　　（2）工作原理采用转动端夹紧工件，另一端顶紧工件的方式，双头CO2焊枪相对不动的原理与CO2/MAG焊接电源匹配实现工件环缝的焊接。
　　（3）设备的适用范围①适用于碳钢与不锈钢阀体、等平面圆形环缝焊接。②环缝最小直径为25mm，最大直径为120mm。③阀体与法兰组焊工件最大长度为360mm，法兰最大直径为260mm。④工件最大重量为45kg，最大回转直径450mm。
　　（4）设备的特点①主转动部分采用标准传动，交流变频电动机，转速无级调节，转动定位盘上装有工件夹持机构。②中间托料盘采用气动上下运动，同时托料盘与气动尾顶滑台机构沿着机床可纵向调节，以适应不同长度不同规格的工件。调节时方便、快捷，且定位准确。③利用平台式焊枪调节机构，调节焊枪的轴向位置；采用精密直线支承，手动调节焊枪距离，焊枪三维调节机构及焊枪夹持机构采用铝合金十字调架使焊枪夹持牢固可靠，焊枪的位置调节也方便、灵活。④设备具有搭接量调节和自动复位到初始状态等功能。⑤设备具有任意点起、收弧功能。⑥控制部分采用进口高性能PLC作为核心控制部件，对系统进行集中数据采集控制，操作界面为按钮式操作机构，故障率低并易于掌握。⑦一次成形双环缝焊接。⑧操作方便、易于调整，组焊不同规格体兰组合件时，设备调整一般只需5min左右即可完成。
　　3.设备的自动焊接程序
　　按下启动按钮&托料盘上升到位&待焊阀体、法兰件分别放在定位盘及托料盘上&气动尾顶到位顶紧工件&调整好焊枪位置和角度&调整好焊接速度、焊接电流、电压及有关参数&工件旋转&自动焊接&焊接完毕，气动尾顶松开&卸下工件、进入下一个循环。
　　二、阀体与法兰双环缝自动焊接实例
（1）阀体与法兰材料为ASME A105、其熔炼分析和产品化学成分见下表：
　　（2）锻钢承插焊、阀体与法兰焊接组合件规格、尺寸见图2。
（3）焊接工艺焊材选用牌号：GB/MG&49&1，型号：GB/ER&49&1或ASME ER70S&G。焊丝选用规格：&1.2mm、电弧电压20～30V、焊接电流200&300A、气体流量20～25L/min。
　　（4）双环缝自动焊接结果一次性焊接完毕，成形后的焊缝外观美观、流畅、整齐划一，内在焊接质量经RT检验无任何焊接缺陷。
　　三、新旧焊接设备与方法的对比
　　仅以型号为Z41H&40FB&50的阀体与法兰组合件为例进行焊接对比：以往的阀体与法兰组合件焊接通常是在专用定位机床上，先固定阀体与法兰位置，用焊条电弧焊或手工钨极氩弧焊进行三点定位焊，然后夹持在焊接变位器上用手工钨极氩弧焊进行环缝焊接，焊层为2～4层。一面焊接完后，再调换位置焊接另一面，一位熟练的焊工需要9～10min才能将一套组合件焊接完毕。这样的施焊过程使得焊工劳动强度大、生产效率低，并受人为的操作技能影响，焊接质量得不到保证，外观焊缝成形差，费工、费时且增加了焊接成本。
　　现在使用卧式双环缝自动焊机，只要把阀体与带孔法兰在焊接机床固定、夹紧后，就可进行双枪双丝同步环缝焊接，并且定位准确，两边法兰平行度误差极小。焊接时间只需1.5min，一次性完成全部焊接过程。
　　四、经济效益
　　以规格为50min阀体与带孔法兰为例：原组焊一套阀体与法兰固定点焊工时费用0.34元，组焊工时费用1.53元，气消耗费用0.82元，现用双环缝自动焊机焊接，把两道工序合并为一道工序完成。焊接工时费用为0.65元、气消耗费用0.30元，计每套可节约人工费用1.22元、节约气消耗费用0.50元，按年组焊各种规格8万套计算，其他项目不计，仅生产成本费用就可节约10万元左右，而此焊机购进费用仅用了9.4万元。原手工钨极氩弧焊组焊阀体与法兰件返修率一直在3％左右，现使用机床组焊返修率降到1％以下，为此每年可以节约返修费用达1万元以上。由此可见，其经济效益是非常可观的。第1章 焊接自动化概论_图文_百度文库
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