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合管具備優(yōu)異的力學性能與耐腐蝕性能，對于保證海洋油氣正常開采與輸送，特別是對于富含強腐蝕介質的深層海洋油氣正常開采與輸送具有積極意義。為實現(xiàn)堆焊自動化，提升堆焊效率，保證堆焊質量，依托于國家科技重大專項——大型油氣田及煤氣層開發(fā)項目（海洋深水工程重大裝備及配套工程技術），本文致力于研制一套主要應用于管接頭內壁堆焊的熱絲TIG自動堆焊系統(tǒng)，其研究具有重要的實際應用價值。
　　熱絲TIG自動堆焊系統(tǒng)，由機械系統(tǒng)、

2、控制系統(tǒng)與焊接系統(tǒng)組成。本文根據(jù)系統(tǒng)技術指標與工作對象，開發(fā)研制了以立式環(huán)縫堆焊為基本特征的機械系統(tǒng)。機械系統(tǒng)由堆焊機頭（三維直線運動機構）、水平回轉平臺（一維自旋運動機構）、十字操作機與送絲機構組成。機械系統(tǒng)避免使用水電氣滑環(huán)結構、避免將焊絲盤裝載于堆焊機頭，不僅使堆焊機頭結構輕量化、降低了設備成本，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為核心控制機械運動與焊接。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）熄弧角度計算公式并應用于PLC程序實現(xiàn)了當焊槍行進至穿管（空洞）邊緣時依焊接方向自動熄弧、再引弧。經PLC程序設計，實現(xiàn)了基于與焊接主電源、熱絲電源實時通訊下的焊接狀態(tài)、參數(shù)監(jiān)視與設置功能，實現(xiàn)了調整焊槍、工件位置的功能，實現(xiàn)了針對回轉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，實現(xiàn)了保證堆焊質量的“AVC”功能。
　　本文所研制的人機