数控切割与埋弧焊一体化作业工艺研究

2013-03-25董自强赵红艳

机械工程师 2013年1期

关键词：龙门架弧焊焊枪

董自强，赵红艳

（中国南车集团戚墅堰机车有限公司，江苏常州213011）

1 引言

某厂随着生产订单的增加，产量逐年提高，场地使用率得到充分发挥，设备产能基本达到饱和，生产更趋精益。为进一步释放产能，对现有工艺进行再优化，于是决定将数控切割工位与埋弧焊工位进行合并。

2 工艺合并的可行性分析

车间现有一台数控切割机和一台埋弧焊机，分别属于数控切割工位和埋弧焊工位。工艺流程为：将两块10mm厚的钢板吊至数控切割工位，启动数控切割机，对两块钢板分别进行四边切割。然后将切割好的钢板通过行车输送到埋弧焊工位。见图1。

图1 数控切割机

埋弧焊工位负责将此两块钢板拼接点焊后进行埋弧焊作业，作业完成后清理打磨，然后流转至下一道工序。如图2、图3所示。

最初在做方案设想时，希望把埋弧焊的焊枪装到数控切割机上实现切割与焊接同步，则可将埋弧焊的场地节约出来。以10mm的Q235A钢板为例，数控切割机切割时的速度为500mm/min，而埋弧焊焊接的速度为700mm/min。

合并后，每去除一个埋弧焊工位，即可节约32m2场地。

两种工艺在行走速度上相差200mm/min，如果能将两者的速度统一，便有实现的可能。

图2 工序流转图

图3 埋弧焊工序

经过分析，数控切割的速度不宜加快，否则会导致切割不良，出现切割断面粗糙、下边缘挂渣、斜边等缺陷。

对埋弧焊而言，电流、电压和焊接速度三者匹配来保证质量。将速度由700mm/min降至500mm/min，同步变更电流和电压。经过多次试验，取得了合理的参数，重新进行工艺评定和疲劳试验后，均取得令人满意的效果。

在此基础上，着手对数控切割机和埋弧焊机进行一体化改造。将埋弧焊枪与数控割刀分置龙门架两侧。龙门架前方正中央设置送丝小车和跟踪滚轮。如图4所示。

图4 设计方案图

3 工艺流程与工时节拍

工艺流程：数控切割→人工组对并点焊，点焊引弧板→埋弧焊和数控切割同步进行→数控切割端头→数控切割另一端→打磨，行车吊离，见图5。

图5 新工艺工序作业图

工时节拍如表1所示。

表1 工时节拍

4 工艺改造

结构形式：在横梁后架上安装双丝焊枪，可以采用类似车床上的大小拖板形式，目的是焊枪能左右上下可调，左右调整距离200mm、上下距离150mm即可，具体根据厂商设计的闭合高度进行。另外垂直方向需要跟踪，采用自动焊的跟踪形式即可。

双丝埋弧焊枪与直条割刀同步作业，焊枪中心与割刀中心在同一直线。

焊枪带滚轮，采用气缸将滚轮压在面板上，从而保证焊枪始终与面板保持一定距离。该距离应人工可调，调整后即可保证不变。焊接完毕，将焊枪升起。

焊丝盘应固定在龙门架上，方便更换焊丝。操作面板增加焊接的操作按钮。焊接电缆沿轨道边线槽移动。

钢板切割完成后输送滚轮升起（比切割台面高出15mm，升起行程40mm），此时焊接输送滚轮也升起，四平台同步电动传送，将板输送至焊接平台端部，输送自动停止，横向滚轮及气动定位板升起，输送滚轮落下，人工将需焊接板边与气动定位板靠齐，气动定位板与已定位侧钢板横向滚轮同时落下，将已定位钢板用卡兰夹紧在工作台上，人工推动另一侧钢板与已定位钢板焊接面靠紧，横向滚轮落下。龙门行至焊接起始处开始焊接，焊接完成后行车将工件吊走，如此往复进行焊接。