使用半自动切割机切割圆弧边坡口的改进方法

聂思洪

（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明 650032）

使用半自动切割机切割圆弧边坡口的改进方法

聂思洪

（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明 650032）

压力钢管制作时，为了加强加劲环的焊接强度，加劲环通常要求开制坡口，使用传统半自动火焰切割机开制弧形边的坡口难度大、成形差，需要打磨。不同半径的弧度需要配置相对应的弧度轨道，劳动强度大，效率低下，影响压力钢管制作工期。为了提高弧形边焊接坡口的切割效率和质量，对半自动切割机平台进行改进，采用与加劲环圆弧同心的圆弧形平台。

半自动切割机；加劲环；弧形边坡口；焊接

1 概述

水电站引水系统在进机组前一般采用钢制压力钢管作为末段增强其可靠性，为了加强压力钢管受力，会在压力钢管上设计加劲环。为了加强加劲环的焊接强度，加劲环通常要求开制坡口，使用传统半自动火焰切割机开制弧形边坡口难度大、成形差，需要打磨。不同半径的弧度需要配置相对应的弧形轨道，劳动强度大，效率低下，影响压力钢管制作工期。为了提高弧形边焊接坡口的切割效率和质量，对半自动切割机平台进行改进，采用与加劲环圆弧同心的圆弧形平台，实现批量化切割。

2 方法简述

（1）首先根据压力钢管图纸，确定各种半径加劲环的数量及尺寸，制作与加劲环圆弧同心的圆弧形平台（平台半径应大于加劲环半径，且介于加劲环半径+半自动火焰切割机伸缩臂最大值与最小值之间）作为半自动火焰切割机的行走平台。

（2）制作加劲环铺设平台，切割行走平台可以在铺设平台上自由移动，加劲环均匀放置在铺设平台上，调整好切割距离后，可点焊定位装置，使每一批次的加劲环都能放置于同一位置，节省调整时间，提高效率。

（3）改装切割机，利用改变切割机前端轮子角度，改变切割机牵引力方向，实现切割机沿着行走平台弧度行走。

（4）利用不同半径的同心圆弧度相平行的原理切割圆弧形加劲环。

3 操作要点

3.1 工艺流程

工艺流程：施工准备→行走平台及铺设平台制作→改装切割机→铺设加劲环→加劲环位置调整→切割坡口。

3.2 操作要点

3.2.1 平台制作

（1）整个工装包括制作行走平台、轨道及加劲环铺设平台。其结构示意如图1所示。

图1 工装示意图

（2）使用8～12 mm的薄板切割一个圆弧形的平台，使其内圆弧与加劲环内圆弧同心。其半径由加劲环半径及半自动火焰切割机伸缩杆的伸缩长度确定。应为：

R加劲环内弧+Lmax＞R行走平台内弧＞R加劲环内弧+Lmin。

其中：

R加劲环内弧：加劲环的内弧半径；

Lmax：切割机伸缩杆最大伸长值；

Lmin：切割机伸缩杆最小伸长值；

R行走平台内弧：行走平台内弧半径。

使用角铁和工字钢制作行走平台的轨道，轨道跨距与所需切割的加劲环长度相适宜。参照轨道跨距，在行走平台底部安装轮子，使平台在轨道上更易于移动。

（3）使用工字钢和扁铁制作加劲环铺设平台，跨距由加劲环长度确定且应小于行走平台的轨道跨距，平台的高度加上加劲环板厚后应低于行走平台的高度，具体应结合割嘴的高度确定。制作好的平台放置于切割工位后，使用水准仪进行调平并固定。

3.2.2 改装切割机

将普通半自动切割机前端的两个导向轮拆除一个，使其更易于转向。在切割机侧面安装一个侧导向轮，使其能够沿行走平台上加劲环的同心弧运动。

3.2.3 加劲环铺设

将下料完成的加劲环均匀吊置于铺设平台上。如图2所示。

3.2.4 加劲环位置调整

移动行走平台，根据行走平台内弧与加劲环内弧两个同心弧的半径差，调整加劲环的位置，使两个同心弧平行且距离等于半径差。调整完成后，点焊定位块，便于下一批次加劲环的放置，定位块的高度应低于行走平台的高度。

3.2.5 加劲环坡口切割

根据要求的坡口角度及公差，调节割嘴的角度及高度，切割机就能沿着行走平台内弧做圆周运动，割嘴则沿加劲环内弧做圆周运动，即可开制加劲环坡口，切割完成一块后，仅需推动行走平台在轨道上移动，调整割嘴位置合适后，就可进行下一块的切割，循环完成铺设的一批加劲环，切割完成、打磨去除氧化物并自检合格后，通知质检人员检验并上报咨询工程师检验。

图2 加劲环铺设

4 结论

采用改进半自动切割机切割圆弧形加劲环坡口，只需增加简易的圆弧平台，即可代替传统使用各种弧形轨道，有效减少了各半径类型的轨道配置，也无需增加购置专用设备、成本低，有效降低劳动强度且效率高，可实现批量加工。此方法操作简单，加工质量好，成形美观。适用于大、中、小型电站压力钢管上各类型圆弧形加劲环坡口的加工。

TG44

B

1672-5387（2017）10-0041-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.10.014

2017-08-11

聂思洪（1965-），男，焊工技师，从事水工金属结构制作及水轮发电机设备安装工作。