本方案是參照法國SAF公司提供給煙臺瑪努爾公司的爐管環(huán)縫自動焊接生產(chǎn)線相同配置，部分電氣控制及機(jī)械結(jié)構(gòu)國產(chǎn)化而成，性價(jià)比非常高。
我們按此方案在2002年為煙臺百思特爐管廠設(shè)計(jì)制造了一條爐管環(huán)縫自動焊接生產(chǎn)線，使該廠用不到1/3的價(jià)格就得到與瑪努爾一樣的設(shè)備，甚至在操作性上還有提高。
2007年瑪努爾原裝爐管環(huán)縫自動焊接生產(chǎn)線出現(xiàn)故障，我公司不光為其解決了故障問題，還根據(jù)其實(shí)際使用狀況對焊接生產(chǎn)線進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，深受用戶好評。
一、工件情況和焊接工藝：
■ 工件直徑：26-375 mm。
■ 材質(zhì)：碳鋼，不銹鋼及高鎳鉻合金鋼
■ 壁厚：3-18mm
■ 工件組焊總長：2000-15000 m。
■ 焊縫形式：管件的環(huán)縫對接。
■ 焊接工藝：采用單工位焊接生產(chǎn)，首先TIG自熔打底，然后MIG填絲蓋面，如壁厚較大焊縫較寬可采用焊槍擺動。
二、各組成部件的功能及技術(shù)規(guī)格：
整套系統(tǒng)由上下料傳輸及組對機(jī)構(gòu)，焊車行走及焊槍三維調(diào)節(jié)器，ADMIRAL 350 DC逆變脈沖氬焊機(jī)，AVC弧長自動跟蹤系統(tǒng)，，送絲機(jī)，DIGI@PULS 420雙脈沖熔化極焊機(jī)，焊槍擺動裝置及焊接控制系統(tǒng)，防弧光輻射及工位照明組成
1.上下料傳輸及組對機(jī)構(gòu)
通過對工件的電動升降和旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)兩管間的組對
■ 伺服變位器:參照法國SAF原裝生產(chǎn)，用于夾持并驅(qū)動管子轉(zhuǎn)動,該變位器承重能力為2000KG,最大轉(zhuǎn)動扭矩為9.4MKG,轉(zhuǎn)動速度為0.082-8.25RPM.轉(zhuǎn)速平穩(wěn)適合自動焊接要求.
旋轉(zhuǎn)變位機(jī)構(gòu)同時(shí)也是焊接地線旋轉(zhuǎn)接觸導(dǎo)電裝置.
內(nèi)置旋轉(zhuǎn)編碼器用于控制系統(tǒng)監(jiān)控焊接角度.
■ 傳送架:上料傳送時(shí),在氣缸作用下電動滾輪組升起托住管子,使管子傳送到位后,氣缸工作,管子落在托棍上.
傳送架承重能力大于2000KG,傳送平穩(wěn)順暢.傳送架總長15米.
■ 托棍:本系統(tǒng)共有四組托輥.每個(gè)承重能力為1000KG.適用于管子直徑范圍為16-640MM,中心高度可調(diào),焊接不同直徑的管子時(shí)調(diào)整快捷,方便.四組托輥表面使用耐高溫耐磨橡膠,安裝位置與傳送架重合.
■ 卸料機(jī)構(gòu):焊接完畢,將管子從伺服變位器上松開,傳送架上的電動滾輪組反向轉(zhuǎn)動,管子退出至一定位置后,卸料機(jī)構(gòu)動作,焊好的管線沿斜面滾落至成品料架上.這種傳送架,托輥,卸料機(jī)構(gòu)位置重疊設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊,戰(zhàn)用空間小,操作方便靈活.
2.焊車行走及焊槍三維調(diào)節(jié)器
■ 移動式焊接平臺
系統(tǒng)包括2條長15米的軌道、電機(jī)驅(qū)動平臺、可作180度旋轉(zhuǎn)的懸臂架。
移動式焊接平臺在電機(jī)的驅(qū)動下可在與管線平行的軌道上左右隨意運(yùn)動。軌道未端裝有限位開關(guān)，懸臂架兩端分別用以固定TIG和MIG焊接系統(tǒng)，當(dāng)采用TIG打底焊時(shí)就將TIG焊頭旋轉(zhuǎn)到位，而當(dāng)采用MIG焊時(shí)則將懸臂架旋轉(zhuǎn)180度，MIG焊頭旋轉(zhuǎn)到位。懸臂架隨移動式焊接平臺一起運(yùn)動，可對15米長度內(nèi)各個(gè)位置施焊。
■ 三維焊槍機(jī)構(gòu)
含： 電動/手動十字滑塊 ■ 水平調(diào)節(jié) 150 mm ■ 垂直調(diào)節(jié) 200 mm ■ 徑向調(diào)節(jié) 50 mm
3. ADMIRAL 350 DC逆變脈沖氬焊機(jī)
新型DSP數(shù)字化焊接電源，高質(zhì)量自動氬弧焊優(yōu)選
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■ ■ 內(nèi)置焊槍水冷循環(huán)系統(tǒng) |
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技術(shù)參數(shù) |
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初級端 |
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初級輸入 400V (+10%) 50/60 Hz |
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初級最大能耗 21.7A(400V) 15 KVA |
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次級端 |
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暫載率（40℃） |
220A@100% |
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260A@60% |
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350A@35% |
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空載電壓 99V |
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輸出電流范圍 4～350A |
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防護(hù)等級 IP 23 |
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使用標(biāo)準(zhǔn) EN 60974-1 |
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尺寸（長x寬x高） 1090x610x970mm |
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凈重 99Kg |
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4.自動弧壓跟系統(tǒng)
在自動TIG/等離子焊過程總，電弧電壓同電極與工件之間的距離成正比，其他焊接參數(shù)應(yīng)保持不變。SAF公司通過此原理，采用全閉環(huán)反饋及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)焊接過程中的自動弧壓跟蹤功能。
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主要技術(shù)特點(diǎn)： ■自動跟蹤行程：200mm ■前后焊槍調(diào)節(jié)行程：50mm ■跟蹤的電壓范圍：5-50V ■電動滑塊的速度精度：±1% ■電壓跟蹤精度：±0.1V ■最快電動滑塊速度：120cm/min |
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5.自動送絲機(jī)構(gòu)
該自動送絲機(jī)構(gòu)由自動焊控制系統(tǒng)內(nèi)的工業(yè)計(jì)算機(jī)控制。采用全閉環(huán)反饋及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)焊接過程中的穩(wěn)定送絲以得到美觀的焊縫成型。
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主要技術(shù)特點(diǎn)： ■驅(qū)動方式：四輪送絲 ■送絲速度：0-2.0m/min ■速度控制精度：±1% ■鋼焊絲直徑：Φ1.0-1.2mm Φ0.8，1.6mm |
6. DIGI@PULS 420脈沖熔化極焊機(jī)（法國SAF）
該機(jī)型是目前世界上先進(jìn)的數(shù)字化逆變脈沖熔化極焊機(jī)，適用于碳鋼，不銹鋼，銅，鋁及其合金的高質(zhì)量焊接。
| ■ 數(shù)字調(diào)節(jié)和控制： 通過改良電流波形，控制薄板焊接和參數(shù)精確再現(xiàn)。 ■ 電弧挺度更大： 改善脈沖模式下電弧強(qiáng)度，更好的穿透力以及保證焊接質(zhì)量，應(yīng)用于稱為“難以焊接的”焊絲. ■ 更多的程序： 平電流[短路電弧、快速短路電弧、射流電弧、脈沖電流（標(biāo)準(zhǔn)脈沖、低噪音脈沖）],已調(diào)電流（射流模式），電源也可用于防水焊條。 ■ 對鋁的可控焊接： 專用設(shè)備，適用的程序，精要選擇等為精確焊接質(zhì)量設(shè)備（減少或消除其空及優(yōu)秀的穿透力）。 ■ 更多的參數(shù)記憶： 基本配置有120條以上協(xié)同準(zhǔn)則，很容易記住100條焊接程序，且具有數(shù)字可再現(xiàn)性 ■ 更多校驗(yàn)： 檢查和監(jiān)測參數(shù)，錯(cuò)誤報(bào)警，鎖定不同水平下的參數(shù)，參數(shù)打印，儲存卡片，參數(shù)計(jì)量和校準(zhǔn)，小型電腦連接。 ■ 2步，4步，點(diǎn)焊，分步模式（在焊接過程中，參數(shù)可以增加或減少），音序器模式（冷弧雙脈沖）用于薄鋁板材。 ■ 功能及個(gè)性化設(shè)計(jì)：多功能和技術(shù)先進(jìn)，設(shè)有維護(hù)參數(shù)和報(bào)警提示 ■ 多功能應(yīng)用：手工、自動/機(jī)器人 |
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技術(shù)參數(shù) |
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初級端 |
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初級輸入 400V (+10%) 50/60 Hz |
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初級最大能耗 36.4A(400V) 25.4 KVA |
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次級端 |
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暫載率（40℃） |
350A@100% |
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400A@60% |
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4200A@35% |
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空載電壓 113V |
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輸出電流范圍 20～420A |
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防護(hù)等級 H |
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使用標(biāo)準(zhǔn) EN 60974-1 |
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尺寸（長x寬x高） 1290x610x1170mm |
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凈重 110Kg |
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7.焊槍擺動機(jī)構(gòu)
焊槍擺動器的作用是在焊接厚管時(shí)使焊縫寬度適合坡口寬度變化，其熔池?cái)嚢枳饔檬购缚p更美觀、更飽滿、減少焊接缺陷，該擺動器的擺動幅度，兩端停留時(shí)間，擺動頻率均可分別調(diào)節(jié)。
8.焊接控制系統(tǒng)
本部分由西門子可編程控制器和中文顯示人機(jī)界面為核心構(gòu)成。
包括可編程控制器、中央操作單元、變頻調(diào)速器、調(diào)速電機(jī)、步進(jìn)馬達(dá)及控制器、光電編碼器等；
本系統(tǒng)主要作用如下：
■ 各單元的時(shí)序邏輯控制，如裝卸料、起動延時(shí)、層間參數(shù)切換、轉(zhuǎn)動延時(shí)停止等。
■ 焊完預(yù)先設(shè)定的焊接層數(shù)，蓋焊長度后，系統(tǒng)自動停止功能。
■ 焊絲干伸長自動調(diào)整功能：每焊完一層焊槍自動提升一定高度，該提升高度可以預(yù)設(shè)及調(diào)整。
■ 各焊接參數(shù)的的預(yù)設(shè)、顯示、調(diào)整。
■ 焊接程序的存貯、調(diào)用及打印功能。
■ 操作員的權(quán)限設(shè)置－程序員可編制及修改任何程序．操作工只能調(diào)用焊接程序．而不能（或在程序員設(shè)定的權(quán)限范圍內(nèi)）修改焊接參數(shù)．
■ 手動/自動方式選擇.手動方式下手工調(diào)節(jié)焊絲下送及回抽,檢測氣流量和冷卻水壓力,手工調(diào)節(jié)焊頭上升或下降等各步動作.自動方式下系統(tǒng)執(zhí)行既定焊接程序.
9.防弧光輻射及工位照明
箱型結(jié)構(gòu)防弧光輻射裝置，防護(hù)門可從外打開。可調(diào)式照明燈。
三、工作過程描述
1、打底焊部分的操作
1) 搬動手柄,使打底焊機(jī)的進(jìn)料口中心對準(zhǔn)待焊管子的中心。
2）將送到輸送滾輪組的三點(diǎn)組焊好的工件傳送到待焊位置（本焊機(jī)有點(diǎn)焊功能可點(diǎn)焊打底一次完成）。
3）前后調(diào)整打底焊機(jī)的位置使焊槍對準(zhǔn)焊縫，鎖緊打底焊車。
4）卡緊工件。
5）按氬弧焊規(guī)定的工藝進(jìn)行焊接。
2、蓋面焊部分的操作
1) 經(jīng)檢測探傷確認(rèn)打底焊工件已焊透且成型良好無任何缺陷。
2）將TIG焊機(jī)頭移開換為MIG焊機(jī)頭
3）放下電動滾輪組，微調(diào)托輥，使其位置最隹。
4）將變位器卡盤對準(zhǔn)工件并卡緊。
5）鎖緊變位器小車。
6）按MIG的說明書和西門子操作面板的操作說明進(jìn)行參數(shù)設(shè)定和各條焊縫的焊接。
7）收回焊頭，松開卡盤。
8）將變位退離工件。
9）升起電動滾輪組。
10）卸料。
