半球形封頭焊接及焊縫打磨設備介紹

高猛

【摘 要】針對客戶使用要求，根據半球形封頭的實際結構，專門設計制造了一種焊接及打磨設備。有效提高了焊接效率，降低了勞動強度，滿足了客戶需求。

【關鍵詞】半球形封頭；縱環縫焊接；焊縫打磨

0 前言

目前，封頭一般都是由壓力機沖壓而成。針對較大的封頭，由于沖壓成本過高且運輸不便，一般都采用分瓣組焊而成。焊縫形式相應的變成了環縫和圓弧形的縱縫。而如果沒有相應的設備，僅靠人工利用吊車吊裝工件來改變焊縫的位置，勞動強度極大，安全性也極低。針對這種情形，應湖北某雁塔封頭設備有限公司的要求，我們為其專門制作了一套焊接、打磨設備。

1 設備介紹

客戶的工件情況為：

封頭直徑：Φ1500-Φ3000mm

重量約：300kg-1500kg

板厚：5-16mm

材質：Q235A

1.1 變位機介紹

工件實際焊縫為內外環縫和內外圓弧形縱縫，而且因為是分瓣拼焊而成，這就要求焊接時工件是運動的。所以，我們將工件固定在一臺L型變位機上，通過L臂的翻轉實現圓弧形縱縫的焊接；通過工作臺的無限回轉，實現環縫的焊接。

L臂的翻轉和工作臺的回轉均由三相異步電機驅動，變頻器調速的方式實現。由于工件較大，L臂回轉中心較高（達到2350mm），翻轉動作采用制動電機驅動蝸輪蝸桿減速機的方式，增大了安全系數。工件厚度都是5-16mm的中厚板，我們選用埋弧焊的焊接方式。將翻轉速度和回轉速度設計為0.025-0.25r/min。變位機實際圖片見圖1：

圖1 L型變位機

1.機座；2.L臂；3.底座；4.工作臺

1.2 龍門式焊接機介紹

由于工件的特殊性，需要焊接內外環縫及圓弧形縱縫，并根據客戶要求及現場車間情況，我們采用了龍門式焊接機（以下簡稱龍門架）來進行焊接作業。為了方便裝裝工件，龍門架必須可以自由行走。

工件最大直徑為Φ3000mm，我們將升降梁的升降行程設計到3100mm。再加上L型變位機的高度，整個龍門架平臺高度達到了5000mm?？紤]到整機的安全性及穩定性，將龍門架設計為雙驅動結構。參考行車設計安裝的實例，在車間立柱上鋪設了鋼軌。上驅動架沿立柱上的鋼軌行走，下驅動架沿地面上的鋼軌行走。雖然安裝時的難度有所增加，但是既提高了設備安全系數，又減少了設備占用空間，而且還降低了設計制造的成本?？紤]到安裝、檢修及安全性，在設備側面制作了爬梯、護欄。

根據實際需求，我們選用山東奧太電氣有限公司生產的MZ-1000IV的電焊機。配套的埋弧焊的機頭選用南通振康生產的，并固定在升降梁上，考慮到送絲的順暢，將焊絲盤安裝在機頭正上方。而升降梁的背面，搭載一套焊縫打磨裝置。由于環縫和縱縫是成90°方向布置的，我們將打磨頭設計成可以±90°旋轉的結構。內環縫及內縱縫打磨時，考慮到磨頭會碰到工件，我們定做了寬度為30mm的砂帶，并將砂帶驅動輪設計成圓弧面的結構。圖2為設計三維圖：

圖2 三維示意圖

1.車間立柱；2.上驅動架；3.護欄；4.升降梁；5.上導軌；6.爬梯；7.龍門架立柱；

8.下驅動架；9.下導軌；10.L型變位機；11.埋弧焊機頭；12.打磨頭

由于工價尺寸較大，我們設計制造的變位機重量達6T，升降梁最高點距離地面達9米，而且在發貨前裝配時，由于沒有客戶現場的條件，對我們的設計、制作、安裝都是極大挑戰。好在經過大家一致努力，圓滿的完成了設備制作及現場安裝調試。安裝好后的設備如圖3：

2 結語

客戶原來都是人工焊接，并借用吊車吊裝工件來改為焊縫的位置，并且人工打磨焊縫的效果也不理想。而采用本設備，自動翻轉，自動焊接，只是需要人工操作即可，大大降低了勞動強度，提高了成品率。經過售后人員現場安裝調試后，客戶設備使用良好，由于訂單較多，最近正與我公司聯系想再增加一套相同的設備，而我們也增加了中大型焊接設備的設計制造經驗。

【參考文獻】

[1]周岐，王亞君.埋弧焊工藝與操作技巧[M].遼寧科學技術出版社，2010.

[2]王政.焊接工裝夾具及變位機械[M].機械工業出版社，2001.

[責任編輯：王楠]