MPM焊接質量改進措施

李世華，劉長清

（哈爾濱鍋爐廠有限責任公司，哈爾濱 150046）

1 設備存在問題及原因分析

1）焊接電弧不穩定，經常斷弧，2 號機、3 號機嚴重。在多頭氣體保護焊中，由于直流磁場的存在，電弧間氣流的相互干擾以及地線布置的不合理等因素而發生電磁偏吹現象較多，不但干擾和破壞焊接過程的穩定性，而且會產生嚴重的焊接缺陷。常見的缺陷是管子側咬邊嚴重、焊縫成型惡化、飛濺增多。為此必須設法改進焊接地線的布置或改變地線的接線方式，必要時要通過反復試驗來確定。在熔化極氣體保護焊中，填充金屬是一個重要因素。焊絲的化學成分和加工情況對焊接電弧燃燒和送絲系統的穩定性影響很大，是產生焊接缺陷和影響正常生產的主要原因。根據產品質量調查結果分析，造成焊接缺陷的根源，50%以上是由于焊絲和導電嘴的質量問題所致。

2）扁鋼精整及定長裝置定位不準，誤差太大。原有扁鋼精整機采用滑差調速，制動時間長、響應速度慢、調速精度差，扁鋼長度誤差在±300 mm 左右，材料浪費非常嚴重。為此需要提高控制精度，從控制系統改造入手，采用高精度的位置控制系統，由于扁鋼加工的拉伸變形隨機誤差較大，設計指標定為±10 mm，產品需求是±50 mm。

3）焊接飛濺大，嚴重影響產品表面質量，加大了修磨工作量，增加了成本且浪費能源。解決這一問題要從地線布置、混合氣體配比等方面考慮改進方案。

4）管子表面劃痕。原工裝槽型設計不合理，管子表面劃痕較多，影響產品表面質量。另外該產品一直采用邊管工藝，由于邊管反復使用，管子上壓痕增多，使用過的邊管最后還要用在產品上，造成表面質量下降。

5）手工點焊，定位不準。原設備沒有扁鋼點焊裝置，管子端部不能定位，完全靠人工對齊，管子重量較大時或工人體力下降時，很難對齊焊接。需要增設專用的管子對齊裝置。

2 設備改進措施

針對上述問題，制定了改進方案：

2.1 改進接地滑塊裝置，增加專用地線

此次改造主要改進是增加新的接地體，改變焊接地線的布置和接線方式。為每臺設備重新打幾組專用接地體，減少接地電阻。在原導電輪兩側分別增加銅質導電滑塊，同時在設備一側增加導電匯流銅排，再把焊接地線與導電滑塊連接，減小接地電阻。

實際效果：保證了焊接的電弧穩定，飛濺較小，減少了斷弧出現的頻率，提高了焊接效率，大大減少了補焊的工作量，節約了能源,設備焊接質量提升效果明顯。

2.2 扁鋼精整機控制系統采用伺服驅動

此次改造主要針對扁鋼精整機控制系統，電機改為伺服電機，PLC 位置控制及脈沖編碼器高速計數。

實際效果：伺服驅動調速均勻，定位較準確，扁鋼長度誤差在±10 mm 左右，滿足了生產需要。個別情況下，如開卷機是被動開卷，經常卡住或因扁鋼卷纏繞不均而旋轉不穩，易造成扁鋼打滑及實際尺寸縮短。

2.3 焊接氣體管路改進

分廠原有混合氣體管路分布不均，經過為MPM 敷設專用供氣管路，并在配氣站內合并配比柜，改善了原有混合氣體分配不均的問題。

實際效果：供氣質量有一定改善，但個別焊槍氣體流量不穩，需要從機床配氣系統來改善，改進方案提交后由分廠利用設備維修經費自行改進。

2.4 增加扁鋼側壓輥裝置，取消工藝管

原有工藝對兩側帶邊鰭的管屏焊接時需要在兩側增加工藝管，保證兩側的扁鋼定位，每片管屏需要增加2 根邊管。

通過調研發現，其他廠家類似設備大多采用側壓滾裝置不用邊管，為此本次改造為每臺設備各增加2 組扁鋼側壓輥裝置，取消了邊管工藝。

實際效果：通過試驗，槽形側壓輥能很好地保證邊鰭的定位焊接。

2.5 滾輪槽型改進

超超臨界產品管徑細，扁鋼厚管屏間距小，MPM 焊接變形大，產生壓痕多，尤其是工藝管反復使用，焊接質量差、壓痕多，使完工補焊工作量增加。分析研究后對MPM 滾輪倒角小，焊接時滾輪邊緣壓在管子上產生部分壓痕，通過部分工裝輪改造后使用，取得了一定的效果。管屏壓痕減少，焊縫成型好，但還有部分產品壓痕，由于焊接時管片產生變形造成的，沒有明顯的改進。

2.6 增加扁鋼點焊定位裝置，修理輸送滾道

原滾道損壞嚴重，為此利用生產間隙時間修理，更換了損壞的離合器，校正了滾道平直度，恢復了滾道原有功能。

設計扁鋼點焊定位裝置時，參考了車間原有的扁鋼定位工裝，可以兼容使用，既減少工裝損失，又符合工人原有操作習慣。

2.7 增加扁鋼定位隔套，取消扁鋼壓塊，焊槍更靠近滾輪

增加扁鋼隔套，取消原有的扁鋼壓塊，同時把焊槍向滾輪方向靠近。

試驗數據：1）接地電阻。實測接地電阻2.7 Ω；2）斷弧率。2 號焊接設備改造前焊接質量較差，經過改造后，焊接質量提高較顯著，斷弧率減少。經過近一個月的統計，MPM 斷弧率減少了1/3，改造前每班更換導電嘴平均在60～90 個，最多時一班更換焊嘴118 個。改造后每班更換導電嘴40～60 個。焊接電弧穩定，焊縫均勻成型好，補焊工作量減少了1/3。3）精整機定長切斷。改造后，一段時間內連續切斷40 多根扁鋼，一般均在10 mm 以內，少量在20 mm 左右，個別在100 mm。精度不如2 號機，分析主要原因是開卷機由于是被動開卷，經常卡住或因扁鋼卷纏繞不均而旋轉不穩，易造成扁鋼打滑及實際尺寸縮短。

3 結論

通過本次改造，焊接合格率大幅度提高，有效地控制了能源的浪費，成效顯著。