淺談鞍型異徑管件焊接質量的改進

全先俊

摘 要：為了滿足焊接管材質量：貫徹“百年大計，質量第一”和預防為主的方針：也為實現對客戶的承諾，在焊接管件中應把焊接質量放第一，安全第一為原則，根據我的工作經驗以及PE等管材的特性，并從中總結出的一些心得體會。根據目前客戶焊接管件要求及焊接設備需要現場驗收的規定，在本文中闡述的鞍型異徑管件焊接中心不一致問題的改進。

關鍵詞：焊接； 中心； 焊縫均勻； 焊接質量

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.049

0 緒論

目前焊接PE、HDPE、PP等聚乙烯管材廠家眾多，且各個單位的實力層次不齊；在這種情況下只能以質量求生存，為了企業能夠繼續發展下去，為了讓客戶滿意，也為了今后能夠更好的發展企業。企業需要下大力度控制機器質量和改進焊機性能。

為了改進鞍型異徑管件焊機焊接[1]質量和焊接中心不統一的問題，公司多次開會商討鞍型異徑管件焊接機方案和設計思路。

1 找尋主管管材失圓原因

首先，主管管材失圓，主管管材失圓原因如下：管材在運輸過程中擠壓以及存放時間長久必然會產生管材不圓的問題；既然是管材就存在壁厚的問題，在使用過程中考慮管道的使用壓力，根據使用壓力的不同可以使用不同壁厚的管材，這樣可以減少管道施工的成本，壁厚越厚管材失圓就越小，材料成本相對就越高，反之亦然。

2 制作特定的工裝夾具

根據管材的特有性能，憑借近幾年的管材焊接機設計方面的經驗和參考管道焊接技術相關知識，要解決管材失圓問題就需要制作特定的工裝夾具，以及此類PE管材運輸堆積過程中的輕微變形的特性，故需要采用圓形夾具，失圓管材受到圓形夾具外力作用從失圓狀態到受擠壓力后變成圓形，考慮到人性化操作以及勞動強度，因此，夾具開合的方式使用液壓油缸，油缸活塞桿的伸縮實現主管夾具的開合來加緊并固定主管管材。

主管管材夾具固定后，焊接鞍形管件主管的中心就確定，根據這個中心高度來安裝支管工裝夾具，確保支管中心與主管中心重合，支管同樣也是PE材料，與主管一樣也會出現失圓的現象，而且支管同樣也有若干種規格，支管直徑不大于焊接主管管材的半徑，支管夾具采用疊加式的夾具利用液壓油缸伸縮來實現支管夾具開合；其次支管需要移動來實現異徑管材的焊接，支管移動的推力需要均勻，否則焊接后管材的卷邊不均勻，容易產生焊接質量問題并且影響美觀的效果。

3 改善鞍型管件焊接質量

異徑管材焊接時，加熱溫度達不到管材的熔點，主支管之間就不能完全融合，會出現焊接不牢固等質量問題，這樣就產生焊接管件的廢品，從而決定了企業生產成本，而且還存在隱性的安全問題，安裝在管路后會引起泄露事故，如石油管道的原油的泄露，燃氣管道天然氣的泄露，生活用水管道的泄露等等（例如青島的原油泄漏引起的爆炸），一旦出現泄露的問題將嚴重威脅人民群眾的生命財產和安全。為了使主支管達到焊接的熔點，我們特意給凹模和凸模各做一塊加熱板，在加熱板和凹凸模頭上各用一根鉑電阻，分別控制兩塊加熱板和凹凸模的溫度，這樣就能實現溫度的控制功能，可設定，可控制兩個焊口的焊接溫度。

由于鞍形管件規格大小不一，同一臺設備上需要焊接若干種規格的鞍形管件，這就需要焊機的通用性，然而加熱部分的質量就比較重，而且加熱后的主支管對接的時間有限制，其次熱板加熱后的溫度在220°左右，這就要求我們必需把加熱板及凹凸模固定起來，為了焊接的方便，我們采用固定在直線導軌上利用油缸伸縮來實現凹凸模的定位及復位，其次在裝配過程中由于加工存在誤差，這就需要我們在調試的過程中對熱板的中心進行上下及左右調整，根據主管管材的夾具中心調整熱板及凹凸模的上下位置，確保上下中心重合。

鞍形管件焊接后需要內部聯通，才能達到焊接管件的目的。這樣就要求焊接管件冷卻后需開孔才能實現內部的聯通，開孔刀具需要固定在機器上面，同時，也要考慮刀具的中心與主支管的中心重合，否則聯通后的孔就偏離支管某一側了，這樣的管件從美觀和質量上就遜色很多。所以，在安裝刀具的時候要根據支管的中心位置來調整刀具的中心，這樣才能保證開孔刀具的中心與主支管的中心重合，這樣開出的孔與焊接的支管中心重合，無論從外觀還是質量上看都是完美無缺的管件。

手動控制焊接管件焊口與焊口之間會存在控制焊接壓力差異，這樣焊接的焊口就會出現大小不一致的卷邊；現在，我們采用PLC自動控制焊接功能，利用PLC自動控制電磁比例閥的壓力來實現每一個焊口的壓力從而讓每一個焊接焊縫的均勻。

4 實現人機畫面互動

人機畫面，帶有記錄和打印焊接功能可以保存和調取每一個焊接焊口的記錄和打印粘貼標簽的功能。隨著計算機在各個行業的普遍應用，鞍型異徑管件焊接機也采用人機畫面[5]，可實現自動和手動焊接兩種功能，自動焊接清清楚楚的顯示每一步的操作，大大地提高了工作效率，降低了生產成本。并且可以在焊接管材后，打印出焊接管材是否合格以及記錄焊接管材的焊接質量情況，還可以把焊接數據導出在計算機內瀏覽和存儲的功能。

5 確保焊縫質量

主管和支管中心、開孔刀具以及電熱板凹凸模中心要完全重合，焊接后的焊縫均勻而且整齊，這樣就達到了鞍型管件焊接質量的要求，通過自動焊接功能，讓每一個焊口之間焊接焊縫都相同。提高了勞動效率，降低了工人的勞動強度，而且還實現了焊接管材的質量和成品率的提高。

在調試機器過程中也方便了很多，縮短了給客戶培訓的時間，同時，客戶學習和接受新機器也方便了很多，綜合各方面因素，改進后的機器為公司增加了收入而且贏得客戶的廣泛信賴和依靠。

參考文獻：

[1]TSG特種設備安全規范[S].TSG D2001-2005.

[2]電磁溢流閥[J].JB/T 10374-2002.

[3]電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準[S].GB50-2006.

[4]電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范[S].GB/T 50062-2008.

[5]安全防范工程技術規范[S].GB 50348-2004.