半球形封头焊接及焊缝打磨设备介绍

高猛

【摘 要】针对客户使用要求，根据半球形封头的实际结构，专门设计制造了一种焊接及打磨设备。有效提高了焊接效率，降低了劳动强度，满足了客户需求。

【关键词】半球形封头；纵环缝焊接；焊缝打磨

0 前言

目前，封头一般都是由压力机冲压而成。针对较大的封头，由于冲压成本过高且运输不便，一般都采用分瓣组焊而成。焊缝形式相应的变成了环缝和圆弧形的纵缝。而如果没有相应的设备，仅靠人工利用吊车吊装工件来改变焊缝的位置，劳动强度极大，安全性也极低。针对这种情形，应湖北某雁塔封头设备有限公司的要求，我们为其专门制作了一套焊接、打磨设备。

1 设备介绍

客户的工件情况为：

封头直径：Φ1500-Φ3000mm

重量约：300kg-1500kg

板厚：5-16mm

材质：Q235A

1.1 变位机介绍

工件实际焊缝为内外环缝和内外圆弧形纵缝，而且因为是分瓣拼焊而成，这就要求焊接时工件是运动的。所以，我们将工件固定在一台L型变位机上，通过L臂的翻转实现圆弧形纵缝的焊接；通过工作台的无限回转，实现环缝的焊接。

L臂的翻转和工作台的回转均由三相异步电机驱动，变频器调速的方式实现。由于工件较大，L臂回转中心较高（达到2350mm），翻转动作采用制动电机驱动蜗轮蜗杆减速机的方式，增大了安全系数。工件厚度都是5-16mm的中厚板，我们选用埋弧焊的焊接方式。将翻转速度和回转速度设计为0.025-0.25r/min。变位机实际图片见图1：

图1 L型变位机

1.机座；2.L臂；3.底座；4.工作台

1.2 龙门式焊接机介绍

由于工件的特殊性，需要焊接内外环缝及圆弧形纵缝，并根据客户要求及现场车间情况，我们采用了龙门式焊接机（以下简称龙门架）来进行焊接作业。为了方便装装工件，龙门架必须可以自由行走。

工件最大直径为Φ3000mm，我们将升降梁的升降行程设计到3100mm。再加上L型变位机的高度，整个龙门架平台高度达到了5000mm。考虑到整机的安全性及稳定性，将龙门架设计为双驱动结构。参考行车设计安装的实例，在车间立柱上铺设了钢轨。上驱动架沿立柱上的钢轨行走，下驱动架沿地面上的钢轨行走。虽然安装时的难度有所增加，但是既提高了设备安全系数，又减少了设备占用空间，而且还降低了设计制造的成本。考虑到安装、检修及安全性，在设备侧面制作了爬梯、护栏。

根据实际需求，我们选用山东奥太电气有限公司生产的MZ-1000IV的电焊机。配套的埋弧焊的机头选用南通振康生产的，并固定在升降梁上，考虑到送丝的顺畅，将焊丝盘安装在机头正上方。而升降梁的背面，搭载一套焊缝打磨装置。由于环缝和纵缝是成90°方向布置的，我们将打磨头设计成可以±90°旋转的结构。内环缝及内纵缝打磨时，考虑到磨头会碰到工件，我们定做了宽度为30mm的砂带，并将砂带驱动轮设计成圆弧面的结构。图2为设计三维图：

图2 三维示意图

1.车间立柱；2.上驱动架；3.护栏；4.升降梁；5.上导轨；6.爬梯；7.龙门架立柱；

8.下驱动架；9.下导轨；10.L型变位机；11.埋弧焊机头；12.打磨头

由于工价尺寸较大，我们设计制造的变位机重量达6T，升降梁最高点距离地面达9米，而且在发货前装配时，由于没有客户现场的条件，对我们的设计、制作、安装都是极大挑战。好在经过大家一致努力，圆满的完成了设备制作及现场安装调试。安装好后的设备如图3：

2 结语

客户原来都是人工焊接，并借用吊车吊装工件来改为焊缝的位置，并且人工打磨焊缝的效果也不理想。而采用本设备，自动翻转，自动焊接，只是需要人工操作即可，大大降低了劳动强度，提高了成品率。经过售后人员现场安装调试后，客户设备使用良好，由于订单较多，最近正与我公司联系想再增加一套相同的设备，而我们也增加了中大型焊接设备的设计制造经验。

【参考文献】

[1]周岐，王亚君.埋弧焊工艺与操作技巧[M].辽宁科学技术出版社，2010.

[2]王政.焊接工装夹具及变位机械[M].机械工业出版社，2001.

[责任编辑：王楠]