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(jiǎn)單而繁重的焊條電弧焊技術(shù)，只有少量的制作場(chǎng)縱縫采用埋弧自動(dòng)焊技術(shù)，壓力鋼管的全位置自動(dòng)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(jī)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(jìn)的全位置自動(dòng)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(dòng)焊不僅要實(shí)現(xiàn)焊接小車沿焊縫的自動(dòng)行走，焊絲的自動(dòng)輸送、凋整，擺動(dòng)及對(duì)中等機(jī)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(duì)各種位置的焊接規(guī)范自動(dòng)調(diào)整等一系列自動(dòng)控制技術(shù)；而更重要的是現(xiàn)場(chǎng)拼裝的焊縫對(duì)裝質(zhì)量差、施工環(huán)境惡劣，較難滿足自動(dòng)化焊接施工的要求。目前，壓力鋼管全位置自動(dòng)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(dá)到均勻一致的高精度，這就要求全位置自動(dòng)焊設(shè)備能根據(jù)坡口尺寸及偏差自動(dòng)凋整有關(guān)工藝參數(shù)，以降低或消除不均勻參數(shù)對(duì)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(dòng)及時(shí)調(diào)整焊接工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)各處焊接成型基本一致；(3)要實(shí)現(xiàn)坡口尺寸、焊接熔地形狀，焊接規(guī)范參數(shù)實(shí)寸調(diào)節(jié)三者匹配，保證焊縫質(zhì)量，其自動(dòng)控制技術(shù)難度較大。因此，如何選擇造價(jià)低、適應(yīng)性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、焊接效率高的全位置自動(dòng)化焊接設(shè)備是解決上述問題的唯一途徑。針對(duì)水電站壓力鋼管的焊接特點(diǎn)，我們開發(fā)研制了一套獨(dú)具特色的全位置自動(dòng)焊機(jī)，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(dòng)焊機(jī)的主要研制內(nèi)容及其實(shí)施方案全位置自動(dòng)焊機(jī)研制主要包括機(jī)械和電氣控制兩大部分內(nèi)容。1.1機(jī)械設(shè)計(jì)與制造整機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)包括爬行軌道、爬行小車，焊炬擺動(dòng)機(jī)構(gòu)及擺幅自適應(yīng)坡口寬度傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。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(dòng)的控制拖車分別借助左右共四對(duì)滾動(dòng)軸承對(duì)夾持道軌邊緣，從而使兩者可以沿道軌平穩(wěn)靈活地移動(dòng)，借助爬行小車內(nèi)的行車電機(jī)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(dòng)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(yùn)行，實(shí)行全位置爬行的功能。1.1.2爬行小車爬行小車分主動(dòng)驅(qū)動(dòng)的行走小車和被動(dòng)行走的焊炬擺動(dòng)控制拖車兩部分。它們分別在底板下方兩側(cè)各有兩對(duì)互成60°的軸承輪夾緊軌道邊緣，運(yùn)動(dòng)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(dòng)以實(shí)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(dòng)機(jī)構(gòu)焊炬擺動(dòng)機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)焊接電弧橫向運(yùn)動(dòng)的機(jī)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(jī)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(dòng)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(dòng)機(jī)構(gòu)。1.1.4擺幅自適應(yīng)坡口寬度和焊接自動(dòng)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(chǎng)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(dòng)化焊接時(shí)軌道的鋪設(shè)也很難與焊縫完全平行而設(shè)計(jì)的。本機(jī)傳感器采用探針機(jī)械接觸坡口側(cè)壁獲取信號(hào)，這是一種工作可靠、抗干擾能力最強(qiáng)的獲取信號(hào)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(hào)，經(jīng)邏輯電路分辨控制焊炬擺動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)向和停留，實(shí)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(jī)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的完善、工作穩(wěn)定可靠、抗干擾性好對(duì)于確保焊機(jī)工作質(zhì)量十分重要。本焊機(jī)充分考慮了全位置自動(dòng)化焊機(jī)所必須的基本功能和參考國內(nèi)外同樣先進(jìn)焊機(jī)的功能，開發(fā)了具有自身特點(diǎn)的擺幅自適應(yīng)坡口寬度和自動(dòng)跟蹤焊接控制功能。本機(jī)具備的主要控制功能如下：1)焊炬擺幅自動(dòng)與手動(dòng)選擇；2)焊炬擺幅設(shè)定與自適應(yīng)選擇；3)焊炬擺動(dòng)兩側(cè)停留時(shí)間調(diào)節(jié)；4)焊炬擺速調(diào)節(jié)；5)焊接電弧運(yùn)動(dòng)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(jī)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(dòng)幅度0～±40mm焊炬擺動(dòng)速度250～3000mm/min焊炬擺動(dòng)方式1)直線)矩形焊炬兩側(cè)停留時(shí)間0～5sec自動(dòng)跟蹤精度±0.5sec焊炬調(diào)整自由度6個(gè)焊接鋼管曲率半徑≥1500mm焊機(jī)重量18.5kg本焊機(jī)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(hù)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(jiǎn)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(jī)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(zhǎng)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(jī)總?cè)萘繛?820萬kW，年發(fā)電量達(dá)847億kwh，其壓力鋼管直徑為12.4m，壁厚為26～541mm，單管長(zhǎng)度122.5m，采用國產(chǎn)16MnR低合金結(jié)構(gòu)鋼和進(jìn)口600MPa級(jí)低碳調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼板制造。3.2全位置自動(dòng)焊工藝全位置自動(dòng)焊工藝參數(shù)見表1。表1全位置自動(dòng)焊工藝參數(shù)表3.3應(yīng)用效果(1)全位置自動(dòng)焊與傳統(tǒng)焊條電弧焊的各項(xiàng)性能效果對(duì)比如表2：表2全位置自動(dòng)焊應(yīng)用效果對(duì)比表(2)通過對(duì)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(dá)98.1%，焊縫外觀質(zhì)量?jī)?yōu)良率達(dá)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(jī)頭行走擺動(dòng)、焊縫兩側(cè)停留均能做到無級(jí)調(diào)速、自動(dòng)送絲，穩(wěn)定可靠，達(dá)到了全位置自動(dòng)化焊接的基本要求。(4)由于實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化和自動(dòng)化的焊接新技術(shù)，不僅減輕了焊工的勞動(dòng)強(qiáng)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(dòng)焊工藝具有較深的熔深，可采用較小坡口角度，同時(shí)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(dòng)焊機(jī)在吸取了國外同類焊機(jī)成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上針對(duì)水電站壓力鋼管現(xiàn)場(chǎng)施工特點(diǎn)，創(chuàng)造性的開發(fā)；廠焊炬擺幅自適應(yīng)坡口寬度和自動(dòng)跟蹤等重要功能，焊機(jī)整體設(shè)計(jì)合理，工作穩(wěn)定可靠、外形美觀、機(jī)構(gòu)緊湊輕便，具有很高的推廣應(yīng)用價(jià)值。全位置自動(dòng)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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