長輸管道雙焊炬全位置自動(dòng)焊設(shè)備及工藝研究.pdf

1、隨著管道建設(shè)朝著高壓力、大管徑、高鋼級(jí)的方向發(fā)展，要求管道焊接必須朝著高效優(yōu)質(zhì)的方向邁進(jìn)。大力推廣使用管道全位置自動(dòng)焊接技術(shù)是實(shí)施管道高效焊接的重要措施之一。由于質(zhì)量一效率的制約效應(yīng)，單臺(tái)焊機(jī)的焊按效率已經(jīng)難以再提高，只能依靠增加焊機(jī)的數(shù)量來提高整個(gè)作業(yè)面的施工效率，使得設(shè)備投資增加、施工作業(yè)時(shí)間延長、工人勞動(dòng)時(shí)間增加。
　　 雙焊炬全位置自動(dòng)焊機(jī)可以明顯提高焊道熔敷率和焊接速度，使設(shè)備的單臺(tái)能力得到較大提升。雙焊炬除共同固定于

2、焊接小車上之外(焊按速度一致)，其它諸如焊接電流、電弧電壓、擺動(dòng)頻率、邊緣停留時(shí)間、焊炬姿態(tài)等均單獨(dú)設(shè)置和調(diào)節(jié)，采用“氣體保護(hù)+實(shí)心焊絲”的焊接工藝方案，雙焊炬之間有一定的距離，不存在電弧干擾現(xiàn)象。雙焊炬全位置自動(dòng)焊機(jī)體現(xiàn)了當(dāng)前國際上管道焊接裝備發(fā)展的新趨勢(shì)。
　　 本文采用DSP數(shù)字信號(hào)處理器和CPLD復(fù)雜可編程邏輯器件為核心的全數(shù)字智能化運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)和嵌入式操作系統(tǒng)，研制出國內(nèi)首創(chuàng)的、具有高自動(dòng)化控制水平的雙焊炬管道全位置自

3、動(dòng)焊機(jī)，在技術(shù)上達(dá)到或超過國外同類自動(dòng)焊設(shè)備的水平。在管道自動(dòng)焊設(shè)備研究中，首次采用具有良好穩(wěn)定性、可靠性和強(qiáng)抗干擾的能力的激光結(jié)構(gòu)光焊縫跟蹤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)焊炬位置的自動(dòng)跟蹤調(diào)整，控制精度高，響應(yīng)靈敏，大大降低了設(shè)備操控的難度和勞動(dòng)強(qiáng)度，焊按質(zhì)量優(yōu)良?；谌螛訔l函數(shù)插值理論，采用Matlab編程方法，通過與伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)特性相匹配，首次實(shí)現(xiàn)了焊接參數(shù)的空間插補(bǔ)運(yùn)算及焊接參數(shù)空間曲線的自動(dòng)擬合，確保管通環(huán)縫全位置焊接過程的穩(wěn)定性。本文利用機(jī)

4、電一體化的設(shè)計(jì)思想和先進(jìn)的控制理論，研究了雙焊炬管道全位置自動(dòng)焊機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)。整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、控制先進(jìn)、自動(dòng)化程度高、焊按速度快、操作簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)控制焊接過程和焊按參數(shù)，可顯著提高焊接效率。
　　 “西氣東輸二線工程”應(yīng)用表明：本研究所完成的各個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)、穩(wěn)定，達(dá)到預(yù)定的各項(xiàng)性能指標(biāo)，滿足工程實(shí)際的需要。整機(jī)操作簡(jiǎn)單，控制方式先進(jìn)，能顯著提高焊接施工速度，確保焊接質(zhì)量。針對(duì)X80管線鋼管的焊接工藝參數(shù)對(duì)指導(dǎo)工程焊接具有重要