直缝埋弧焊管内焊小车的改进

直缝埋弧焊管内焊小车的改进程 摘要:介绍了直缝埋弧焊管内焊小车的结构及改进的创新点。对目前的内焊小车使用过程中暴露出的问题进行了分析比较,新设计的内焊小车不但克服了焊接过程运行不稳定等问题,同时借鉴造船行业和国外相关焊接装备的优点增加了柔性焊剂垫设计,避免了由于预焊断焊等原因造成的烧穿,且透气性良好,充分保证焊接过程产生的气体排出,提高了焊缝外观和焊接内在质量。整个设计在使用中现出了整体稳定性、动作可靠性,提高了钢管焊接的一次通过率,减少了补焊工作量。 0 前言 内焊小车是直缝埋弧焊管内焊生产线的关键设备之一。内焊小车的性能、运行状况直接影响着焊管焊缝的质量。近几年,随着高钢级、厚壁和大直径钢管需求的不断增加,我国制管业也有了快速的发展和长足的进步,同时,对钢管制造也提出了更高的标准和要求。而华油钢管公司目前使用的内焊小车在工艺布局、结构设计上存在一定的问题,为了保证焊接质量,提高焊管一次通过率,针对内焊过程中常出现的问题对内焊小车进行了改进。 1 原内焊小车存在的问题 1.1 工艺布局及操作过程 原内焊小车工艺布局如图1所示,采用侧进侧出方式。 内焊小车处于接管位置,小车V形托架与横移小车输送辊道处于同一中心线位置,当钢管横移至小车设定位置,横移车顶升钢管输送至内焊小车处,钢管落在旋转辊上,此时横移小车回位,焊接小车到设定位置自动停车。调整旋转辊将焊缝转到6点钟位置(由摄像头观测)调整焊头,开始焊接,焊接结束后焊接小车快速回退,到设定位焊置自动停车,横移小车进入接管位置将钢管顶升运送至下一工位,完成一个工作循环。 该工艺由于横移小车轨道与内焊小车轨道十字交叉,内焊小车运行时会带来一定的颠簸振动,使得工况变差,影响焊接的稳定性,且连续工作使得小车连接件松动。 1.2 小车传动机构分析 原焊接小车传动机构如图2所示,采用减速电机通过链轮传动直接驱动车轮行走,由于内焊小车工作状况较差,导轨面焊剂的存在,导轨局部变形等原因致使内焊小车运行不平稳,不能匀速运行,导致焊接质量无法保障,造成焊缝局部堆焊或烧穿。 2新设计的内焊小车主要特点 2.1 工艺布局及操作过程 新设计的内焊小车工艺布局如图3所示,采用端进端出方式,这种方式改善了内焊小车的运行状况。 内焊小车处于接管位置,小车的升降输送辊道与生产线固定输送辊道处于同一中心线位置,钢管从端头输送到内焊设定位置,内焊车快进,同时输送辊道沿导支轨下降使钢管落在旋转辊上,调整旋转辊将焊缝转到6点钟位置(由摄像头观测),小车到设定位置自动停车,焊剂垫装置充气靠紧外焊缝,熄弧板导板定位,调整焊头,开始焊接,焊接结束后内焊车快速回退,同时升降输送辊道沿导支轨抬升,内焊小车到设定位置自动停车,将钢管输送到横移小车上,完成一个工作循环。 2.2 主要结构及其特点 新设计的小车结构如图4所示,主要由车体、传动系统、车轮组及导轨、旋转辊、输出辊道、焊剂垫等构成。 2.2.1 车体 车体由前后两段构成,均为焊接结构件,通过刚性连接杆将两部分连接成一体,在保证足够刚性的同时减轻了设备质量,同时便于加工制造,有利于提高设备精度,降低制造成本。 2.2.2 传动系统 传动系统如图5所示,由齿轮减速电机、输出轴、齿轮、齿条构成,提高了传动精度,从而确保了焊接的平稳性。 2.2.3 车轮组及导轨导轨 由底座、可调压板、钢轨构成,两部分车体均有两组车轮和两组靠背轮。小车的运行平稳可靠。 2.2.4 车载输出辊道 车载输出辊道由4台单独辊道构成,每台单独辊道如图6所示,由减速电机、输出辊、轴承座、摆轴座、导支轮等构成。车载输出辊道当导支轮至导支轨顶面时辊道标高与横移小车固定输送辊图6车载输出辊道结构道标高一致且辊形相同,减速电机一致,确保钢管输入、输出运行平稳。 2.2.5 旋转辊 旋转辊由一组被动旋转辊和一组主动旋转辊构成,主动旋转辊由减速电机、传动轴、轴承座、旋转胶辊构成,被动旋转辊相对主动旋转辊无减速电机和传动轴,其余一致。用于旋转钢管焊缝至6点钟位置。 2.2.6 焊剂垫 柔性焊剂垫如图7所示,由焊剂槽、充气囊带、弹簧压紧机构、底座、控制阀等构成。柔性焊剂垫通过两条充气气囊带和弹簧压紧机构由控制阀控制焊剂与待焊焊缝充分贴合,焊接完毕后与钢管完全脱开。焊剂垫的使用避免了由于预焊断焊等原因造成的烧穿,且透气性良好,充分保证焊接过程产生的气体排出,提高焊缝外观质量和焊接内在质量。 3 结语 由于采用钢管端进端出工艺,减少了钢管对旋转辊的冲击,提升了内焊小车的稳定性;小车行走系统采用齿轮齿条传动,克服了原有内焊小车打滑、卡滞带来的焊接速度不均等问题;增加了柔性焊剂垫设计,避免了由于预焊断焊等原因造成的烧穿。 内焊小车于2009年7月中旬在南京巨龙钢管公司完成安装，联动试车、设备磨合和工艺技术完善，2009年10月正式投入命名用，截止2010年5月底累计焊接钢管4万吨。内焊小车在使用中表现出了整体稳定性好、动作可靠性高等优点，连续作业的焊接质量稳定，提高了钢管焊接的一次通过率，减少了补焊工作量。 资料来源：http://www.meidegg.com http://www.hebeimeide.com