熱絲TIG自動堆焊系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、堆焊制造的雙金屬冶金復(fù)合管具備優(yōu)異的力學(xué)性能與耐腐蝕性能，對于保證海洋油氣正常開采與輸送，特別是對于富含強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的深層海洋油氣正常開采與輸送具有積極意義。為實(shí)現(xiàn)堆焊自動化，提升堆焊效率，保證堆焊質(zhì)量，依托于國家科技重大專項(xiàng)——大型油氣田及煤氣層開發(fā)項(xiàng)目（海洋深水工程重大裝備及配套工程技術(shù)），本文致力于研制一套主要應(yīng)用于管接頭內(nèi)壁堆焊的熱絲TIG自動堆焊系統(tǒng)，其研究具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　熱絲TIG自動堆焊系統(tǒng)，由機(jī)械系統(tǒng)、

2、控制系統(tǒng)與焊接系統(tǒng)組成。本文根據(jù)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)與工作對象，開發(fā)研制了以立式環(huán)縫堆焊為基本特征的機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)械系統(tǒng)由堆焊機(jī)頭（三維直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)）、水平回轉(zhuǎn)平臺（一維自旋運(yùn)動機(jī)構(gòu)）、十字操作機(jī)與送絲機(jī)構(gòu)組成。機(jī)械系統(tǒng)避免使用水電氣滑環(huán)結(jié)構(gòu)、避免將焊絲盤裝載于堆焊機(jī)頭，不僅使堆焊機(jī)頭結(jié)構(gòu)輕量化、降低了設(shè)備成本，并且增加了系統(tǒng)水電連接的可靠性。
　　本文所研制的控制系統(tǒng)以PLC為核心控制機(jī)械運(yùn)動與焊接。針對三通或四通管件，基于可測幾何參數(shù)（

3、穿管半徑rn、穿管高度hn、主管半徑R）提出了隨焊槍鎢極高度h變化而變化的穿管（空洞）熄弧角度計(jì)算公式并應(yīng)用于PLC程序?qū)崿F(xiàn)了當(dāng)焊槍行進(jìn)至穿管（空洞）邊緣時(shí)依焊接方向自動熄弧、再引弧。經(jīng)PLC程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了基于與焊接主電源、熱絲電源實(shí)時(shí)通訊下的焊接狀態(tài)、參數(shù)監(jiān)視與設(shè)置功能，實(shí)現(xiàn)了調(diào)整焊槍、工件位置的功能，實(shí)現(xiàn)了針對回轉(zhuǎn)體工件的自動堆焊功能以及確定焊槍與工件位置的輔助功能，實(shí)現(xiàn)了保證堆焊質(zhì)量的“AVC”功能。
　　本文所研制的人機(jī)