懸掛式點焊機在碘吸附器殼體總裝時的應用

摘 要：碘吸附器在核電廠通風系統普遍使用，總裝作為碘吸附器殼體的生產過程中最關鍵的步驟，直接影響成品的質量和加工效率，已有的手持式點焊機已不能滿足生產需要。懸掛式點焊機應用于碘吸附器殼體總裝，極大地降低勞動強度，提高了生產效率，產生了良好的經濟效益。

關鍵詞：碘吸附器殼體；點焊機；焊接

碘吸附器在核電廠通風系統普遍使用，是通過吸附空氣中放射性碘降低氣態放射性排放水平和保障主控室/技術支持中心的可居留性的核心設備[1]。它對核電廠事故產物中放射性碘元素的吸附效率或凈化系數直接影響到相關安全分析的結論[2]。在碘吸附器殼體的生產過程中總裝是最關鍵的步驟，其加工質量和效率直接影響成品的質量和加工效率，在總裝過程中篩板與外殼的焊接是該工序的難點和重點。在前期碘吸附器殼體總裝時采用的是手持式點焊機，該種焊機雖然具有焊接方式靈活的優點但其焊接勞動強度大、效率低、焊接質量不穩定的缺點是顯而易見的。在碘吸附器的產量越來越大的情況下迫切需要更新設備和生產方式。

1 設備調研與選型

通過對成都、沈陽、深圳等多地生產廠家進行調研并深入設備使用廠家的一線生產車間觀摩，初步選定懸掛式點焊機作為改進碘吸器生產線使用設備的原型。在碘吸附總裝環節引入懸掛式點焊機后進行了樣機試制和小批量生產，經過多次工藝試驗與點焊機頭修整，最終定型為DN2系列一體化點焊機。DN2系列懸掛式氣動點焊機（以下簡稱點焊機），集焊接變壓器、焊鉗、通水電纜于一體，可旋轉360°進行點焊，具有節能、高效、操作簡便等優點，因此廣泛應用于汽車、機械制造、家用電器、航空、航天等制造領域[3]。

2 設備性能與加工工藝

2.1 設備性能

懸掛式點焊機結構緊湊，維修方便，體積小、重量輕，在總裝過程中極大降低了工人的勞動強度，提高了工作效率，節約了能耗。焊機由焊鉗、焊機變壓器、焊機控制器、水冷卻系統、氣動加壓系統、懸掛裝置等部分組成，根據焊臂的動作和工件的特點采用X型。X型懸掛焊機的焊臂像剪刀一樣地張開、閉合，該類焊機適用于尺寸大且焊接位喉深大的工件焊接，由于碘吸附器殼體最大深度為將近300mm，所以選用焊臂長度為420mm，如圖1所示。懸掛式點焊機的電極臂采用優質鉻鋯銅（CuCrZr-1），保證了焊接性能的穩定性和焊機的使用壽命及電極臂的強度。懸掛式點焊機操作過程中“加壓”、“焊接”、“維持”、“休止”等各個程序段的時間控制是由點焊機控制器中的時間調節器來完成的。各個程序所需時間長短及焊接電流的大小（即“焊接規范”）應按焊接工藝事先設定。

2.2 加工工藝

篩板與框架焊接件焊接（δ1.0mm/δ2.0mm）

（1）生產設備：懸掛式點焊機、自制工裝等。

（2）操作人員：要求持有特種設備操作證。

（3）現場環境：無揚塵、溫度10℃-30℃、相對濕度10%-75%。

（4）焊接規范（設備參數）：

預壓時間：005/60 S 焊接電流：140 A 加壓時間：15/60 S

冷卻時間：6/60 S 焊接時間： 10/60 S 壓力 0.4MPa

（5）焊接過程：

a.清除框架內部及篩板雜物。

b.按要求裝入篩板，工裝定位。

c.按要求點焊：焊點5-6個，間距30-40mm，如圖2所示。焊點要求牢固、平整凹凸量<0.8。焊接時，加熱時間短，熱量集中，無電弧、無火花飛濺、無焊渣、無熔焊堆積、焊件無熱變形。加之焊機創新后，氣路系統通徑增大，因此不僅焊接生產率高，而且能耗低（節電72.3%），焊件外觀美，質量好。

2.3 質量檢驗

點焊機的焊接是利用電阻熱與機械力的配合完成，焊點的電流密度和溫度較高，通過焊機控制器精確控制通電時間后，得到重復性好的熔核尺寸，所形成的焊點經力學性能測試，強度較高，優于設計要求。

3 結束語

在生產過程中點焊機焊接過程操作簡單、能耗低、熔核尺寸重復性好、焊接強度較高、極大地提高了生產效率，產生了良好的經濟效益。在焊接過程中也出現了熔核尺寸大小和焊接強度的矛盾，我們期望焊點的焊接強度足夠高、焊接熔核盡量小，所以在今后的生產中我們將從工藝改善和優化電焊頭兩方面著手，力爭獲得一個較好的切合點。鑒于懸掛式點焊機是通過焊機控制器改變晶閘管導通角來進行熱量調節的，易于實現機械化及自動化，在未來的碘吸附器自動化生產線的建設中可以將其與機器人匹配，進行全自動化焊接操作，進一步提高生產能力。

參考文獻

[1]肖鈞，朱立新.碘吸附器在核電廠通風系統中的應用[J].核安全，2011（2）：53-55.

[2]韓拓.Ⅲ型碘吸附器在三門核電的應用[J].長春師范大學學報（自然科學版），2014（6）：36-38.

[3]唐慶國.淺析DN3系列懸掛式氣動點焊機故障與維修[J].電焊機，2000（5）：46.

作者簡介：羅曉渭（1973-），男，山西太原人，本科，研究方向：環境工程。