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管板自动焊机设备的发展情况

    管板式换热器广泛应用于锅炉、化工、制药、发电等行业,而生产管板式换热器的 重要工序就是将管与管板按要求焊接。管与管板的焊接接头不仅数量多,操作难度大, 而且焊接质量要求高,虽然有些场合可用胀管代替焊接接头进行连接,但在要求较高的 情况下,大多数仍需要焊接。管板式换热器由于管子多、管径小、排列间距小等特点, 给焊接带来许多困难。每台换热器中的管板焊缝少则上百个,多则上千个,焊接工作量巨大。若采用传统的手工电弧焊,则由于劳动强度犬,劳动条件差,设 备的制造质量与工期都不易保证,为了、高效、按期完成设各制作。这种工况屉适 合采用自动化的焊接方法。
1.管板式换热器 现有的管板自动焊机都需要定中心焊接,即将管板焊炬的回转中心定位到与被焊件 中心基本重台的状态,通过焊炬绕管口旋转来完成焊接。定位方式都是通过中心杆或中 心轩加涨芯休机构柬实现的。通常的做法是后一种,即中心杆加涨芯体机构。然而,这 种涨芯体机构存在以下缺陷:
(1)涨芯体机构的膨胀头的膨胀是通过扩张筒扩张来实现的,而扩张筒变径范围极 为有限,一种扩张筒仅仅适用于种管径且同一壁厚的被焊管,当被焊管管径或壁厚不 同时无法通用,
(2)现有的涨:岱体机构的虽小定位管径都普遍偏大,导致自动管扳焊机在对较小管 径的管板焊接中难以施焊。
(3)被焊管跟板的连接形式为管缩进时,即被焊管跟板的焊缝在板孔内,由于涨芯 体机构无法进入,所以现有的涨芯体机构自动管焊机也难以实施焊接。
(4)被焊件较大时会因焊接而产生的高热发生一定的变形,即使焊接准备工作做得 很到位,也会发生孔位山现中心偏移的现象,影响焊接精度,不利于大规模的生产加工。 西安石油大学硕士学位论文 所以为了解决以上问题,希望能设计出一种简单、快捷、定位精确的管板自动焊机, 实现真正意义上的焊接自动化。
2管板焊接方法
工业锅炉行业内,管与管板的焊接大多采用手工电弧焊。用这种焊接方法通常要将 工件(锅筒)竖起来(对于较大较长的筒体,有时还要求挖坑),焊工操作时有一定的危险 性,而且这一焊接方式容易损伤管头,咬边较多,容易造成管头的焊接热影响区重叠, 甚至焊缝粘连;当采用手工全位置焊接方法时,受焊工操作水平的影响,焊缝成形相当 难看。除此之外,也有许多厂家采用C02气体保护焊,而这种焊接方法对管头破损较 大,且焊缝过宽,易造成焊缝粘连。所以现在很多厂家开始采用管.管板全自动脉冲钨 极氩弧焊【lJ。 使用管.管板全自动脉冲钨极氩弧焊工艺与手工焊相比有以下明显优势:
(1)节省焊材,焊条只有1/4--1/5的浪费;
(2)省电,①O.8焊丝的电流密度明显高于手工焊条;
(3)劳动强度低,改善工人工作环境;
(4)焊缝成形好,质量不受焊工操作水平的影响;
(5)有利于提升企业形象,增加产品竞争力。 管.管板全自动钨极氩弧焊可以替代手工焊,成为锅炉、压力容器、石化等相关行 业的一种专用工艺,是一种节能环保型工引2,3】。 全自动脉冲管板氩弧焊机,具有可编程序控制储存器、氩气保护装置、变频引弧装 置、自动衰减回路、提前及延时供气回路,只要按程序启动,整个环焊缝的焊接过程就 会自动完成。所以在焊接过程中要注意以下几点【4】:
(1)焊接时,机头平衡器的三点与管板必须接触良好,同时三点的距离要求相等, 这样焊出的焊缝光滑平整、无毛边。
(2)认真做好焊接准备工作,特别是穿管前、胀管切管后的清理和焊前清理,确保 焊口的清洁。
(3)确保胀切管的质量。胀管时应避免过胀、欠胀和漏胀,切管时应使切口端面平 整,避免卷边、毛刺。
(4)焊接时如果钨极尖端变圆,焊弧的方向就会改变,焊缝就不圆滑,焊缝带毛边 时要及时更换钨极。 总之,全自动脉冲控制氩弧焊在管与管板的焊接中有较广泛的应用前景。
3管板自动焊接设备发展情况
3.1 国外管板自动焊接设备现状 对于管板焊接设备,国外开发应用较早。自1963年美国报导了用来焊接平焊位置 接头的钨极氩弧焊机后,管板接头焊接设备层出不穷。由于国外有先进的换热管生产技 术和精良的管板加工装备,所以工件本身的质量以及工件组装精度并不会对管头焊接造 成明显的影响。因此,在管.板自动焊设备的研究过程中可以忽略管子和管板加工精度 对焊接质量的影响,管子原始的精度能保证焊接过程中电弧斑点与管子外壁之间的距离 B及管板端面之间的距离H始终不变。所以,只要开始设定这两个距离 值,焊接过程就能按预定的要求完成。