長板料拼焊裝備的研制

夏峰

摘 要：海工機械體量寬大，所用鋼板也較寬大，鋼材市場沒有相應規格的板材，需要對現有板材進行拼焊加寬加長。現有拼焊設備采用埋弧焊，焊接小車沿簡易軌道板行走焊接，若焊縫較長需要兩副簡易軌道板交替人工拼接加長。本文介紹一種在現有埋弧焊設備基礎上改造研制的裝備。該裝備可實現埋弧焊長距離自行走焊接，理論長度可任意定制，焊縫一次性成型，該裝備適應某些海邊地沉地質，經過使用可穩定運行。

關鍵詞：長板料 拼焊 埋弧焊 地沉

前言

海工場橋、岸橋大型機械在港口碼頭裝卸來自各地的集裝箱。其結構為龍門形式，中間是橫梁，橫梁上有可行走的吊裝裝備，橫梁兩邊有支腿支撐，支腿形狀為八字形，支腿下接若干行走裝置，可在數百米軌道上運行。場橋、岸橋的橫梁和支腿為箱梁結構，其所用鋼板幾十米長，幾米寬，常規鋼板達不到，需多塊拼焊加寬加長，全部焊縫滿焊且焊透。鋼板較厚焊接量大，采用埋弧焊焊接[1]。焊接小車上裝有焊槍、焊絲和焊劑。焊接小車在簡易軌道上行走焊接，簡易軌道板長度有限，當小車行走到后一塊軌道板上，需要將前一塊軌道板拆下接到下一塊后面，兩塊軌道板輪番拼接實現小車長距離焊接。在焊接中途因電纜長度有限，需要停機調整幾次焊機電源到小車較近的廠房立柱電源位置，然后從新起弧焊接。隨著產量的增加和自動化成度需求，需要研制適應海邊地沉地質的長板料連續自動焊接裝備[2]。

1. 環境分析

近海土質疏松，土壤含水較多，廠房地面存在下沉現象。廠房本身較穩固，因其支撐梁所在地基的若干基礎樁打到幾十米地下的承重巖層，故而比較穩定不會下沉。為節省成本，其他地面未做此種地基，地面上鋪設聯鎖塊作為簡易硬質地面，一段時間后地面會出現不同程度的下沉。為節省成本，需要在此地基基礎上安裝幾十米長度焊接裝備，裝備具備可調節高度的功能，以適應此種下沉地面。

2. 板料分析

海工產品所需板材有些形狀奇異、幅面較大，數量較小，如果在本裝備上兼容焊接，會使裝備較大，成本較高。從經濟角度，篩選主流量大板材零件作為拼焊裝備焊接對象，確定裝備所能兼容的最大幅面和最大重量。

3. 焊接過程分析

埋弧焊焊接長板料，先將下料的各種板材按圖紙位置擺放在平臺上，將長邊拉線對齊鉚焊定位，再將寬度短邊對齊鉚焊定位。有時板料有翹曲，邊縫對不齊，需要對板料使用火焰校正后在對齊鉚焊。鉚焊完成后使用埋弧焊進行焊接。簡易軌道鋪在鋼板上，調整好軌道與焊縫距離，焊接小車在簡易軌道上行走焊接，簡易軌道板長度有限，當小車行走到后一塊軌道板上，需要將前一塊軌道板拆下接到下一塊后面，兩塊軌道板輪番拼接實現小車長距離焊接。在焊接中途因焊接小車與焊機之間的電纜長度有限，焊接小車走到極限時需要停機，將焊機電源拆下，接到下一個廠房立柱電源上，然后從新起弧焊接。有時鋼板焊縫較長，需要移動幾次才能焊完。焊機小車在行走過程中和焊機在移機過程中，連接電纜也跟著移動，需保護電纜不受到損傷。一條長焊縫分幾段完成，接續部位焊縫成型經常有缺陷，需要打磨掉補焊，如果檢驗不合格需要再次返工。研制裝備需要避免多段焊接，焊縫一次性成型，同時解決電纜長度問題和電源位置問題對行走的限制，還需要保護移動過程中的纜免受損傷。

4. 裝備研制

解決一次性拼焊工藝，滿足基本功能要求。裝備主要分為平臺和行走裝置兩部分，平臺承放鋼板，幾十米平臺按分段組合形式設計，從經濟性考慮采用框架結構，幅面參考主流量大板材零件，兼容的最大幅面和最大重量。平臺腳部設置調節高度裝置。行走裝置分為縱向行走裝置和橫向行走裝置，縱向行走裝置主要用于長度方向焊縫的行走焊接，由縱向長軌道、龍門式車體、動力系統、縱向電纜拖鏈和控制系統組成。橫向行走裝置用于橫向寬度方向焊縫的行走焊接，由橫向短軌道、二維傾角調節裝置、橫向電纜拖鏈及電控系統組成。裝備布置：幾十米平臺縱向排列，兩邊附長軌道，橫跨軌道的龍門式車體[3]架在縱向長軌道上，橫向行走裝置安裝在龍門式車體之上，焊接小車放置到橫向行走裝置的橫向短軌道上。電纜安裝在縱向軌道平行拖鏈和橫向軌道平行拖鏈內，電控柜安裝在龍門式車體上。

5. 裝備調試

裝備設計制造完成后，需要對裝備進行逐步的調試，才能運用到正式的生產中，調試分為平臺安裝調平、行走裝置調試和焊接調試三部分：

在焊接調試過程中，需要對鋼板進行變形控制[3]，V型坡口單面焊接后鋼板會向上翹曲，采用反變形方法在焊前將拼焊兩鋼板成一反向角度鉚焊固定，焊后焊縫兩側鋼板收縮上翹將此角度回補，焊后鋼板呈水平形態。

6. 結束語

長板料拼板焊接裝備的研制解決了長期以來海工長板料無法一次性焊接所帶來的工序停滯和多次返工等問題，提高了拼板焊接效率，提升了企業裝備自動化成度。但在使用過程中，也出現了一些板料焊接變形扭曲對焊槍與鋼板高度變化造成影響，需要手工調節，后續將把焊槍隨形焊接問題作為課題進行研究，進一步完善裝備的功能。

參考文獻

[1]朱傳敏，王錫浩.拼焊技術在汽車車身制造中的應用[J].制冷空調與電力機械，2005，2（102）：81

[2]趙征，蘇生華，楊靖.大尺寸薄板拼焊設備和工藝[J].電焊機，2010，12（12）：90

[3] 王慶超，劉文忠，閆素蘭，劉銳鋒，薛廣智.電動輪車廂底板拼焊工藝[J].焊工之友，2012，9（9）：60