全位置管道自动焊接设备的研究
管道全位置自动焊机的机电一体化设计及焊接工艺研究
自动焊接运行控 制过程 中，将 三轴 伺服 电机中的直流伺服 电机 机焊接运行过程 中的焊接运行控制需求 ，需要控制系统执行机 以及步进 电动机作为控制执行 单元 结构部分，通过 自动控制系 构 中的电动机设备惯性 以及转矩 、 启动等工作性能都 比较好 ， 因 统中的光 电编码器对 于全位置 管道焊接 过程 中行走 电动机的运 此 ， 在进行全位置 自动焊机控 制系统设计中， 多使用直流伺服 电 行速度信号、摆动电动机 以及提 升电动机的位置信号等进行检 动机作为控制系统行走机构的驱动电动机设备。此外， 结合全位
摘
要： 管道全位置 自动焊机是一种进行管道环缝 自动焊接应用的专用设备 ， 在实际中的应用相对 比较广泛， 尤其是 随
着管道焊接工艺技术的提升以及 自动化技术的进步 ， 管道全位置 自动焊机在 管缝焊接的实际应用中不仅越 来越广泛普遍 ， 并
且还具有相对比较 突出的应用优 势。本文主要结合 国内外管道全位置 自动焊机的 自动控制 系统特征 。 结合全位置 自动焊机
无轨式大口径管道自保护全位置自动焊
装 现 场 全 位 置 自动 焊 是 该 课 题 的主 要 研 究 内容
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・ ２・ ７
水 电施 工技术
２０ ０ ８年第 １ （ 期 总第 ５ 期） ｌ
１ ０ ｍ 。完成 上述 焊接 评 定 后 ，用 ６ ２ ｍ ００ｍ ＝ ２ ｍ的 Ｓ Ｍ Ｔ Ｎ １ 一 Ｍ 控 轧 钢 和 ６ ＝ ４ ｍ 的 Ｕ ＩＥ５ ０Ｔ Ｃ ５ｍ
塞 焊枪 ，造成 焊接 中断或焊 接质 量缺 欠 。 １２ 相对 于 其 它焊 接 方 法 ， 自保 护 全 位 置 ．
质 量要 求 ，接头 机械 性能 稳定 。
自动焊 有 以下优 点 ： ① 适合 于任 何位 置 的焊 接 ；② 解 决 了气 体 保 护 焊和 双保 护焊 在仰焊 位 易堵 塞焊 枪 的 问题 ；③
一
，
便 于偏远 地 区 的材 料采 购 和管 理 ；⑥ 操 作简
单 ，易于 掌握 ，生 产效 率 高 ：⑦ 材料 的使用 效率 高 ，可达 ８ ％ ；⑧ 焊缝 成型 美观 ，热 输 入量控 制 １ 方便 ，易 于保证接 头质量 ；⑨ 焊接 电压低 ，节约
试板 焊接 （ ５爬 坡 立焊 ） ４０
１无轨 式大 口径 管道 自保 护 全位置 自动焊
距 离 油 气 输 送等 大 口径 管道 和储 罐 现场 安装 焊 接 的 自动化做 出有 益 的贡献 。本文 介绍 的无 轨 式大 口径 管道 安 装 现 场 自保护 全 位 置 自动 焊 设备 ，在 山西 西龙 池抽 水蓄能 电站 工地 已经
压力钢管全位置自动焊机的研制与应用
１ 全位置 自动焊 机 的主要研 制 内容 及其 实施方案
全位 置 自动焊 机研 制 主要包 括机 械 和 电气 控
制两大部分内容 ， 二者均十分重要 ， 任何一方面的
疏忽或设 计与制 造 不合 理 均会 导 致 整 机研 制 的失
败。
①大直径厚壁压力钢管的安装环缝组装难 以
１ １ ２ 爬行小 车 ．．
⑦焊接 速度调节 ； ⑧设定 摆幅工作 方式下 始摆方 向选 择 ⑨设定 摆幅工作 方式 下 电弧纠偏 调节 ⑩焊 接行走小 车近控 与遥 控 其 电气控制原 理如 图 １ 示 。 所
爬 行小 车 分 主 动驱 动 的行 走 小车 和 被动 行走 的焊枪 摆动控 制 车两 部 分。 它们 分 别在 底 板 下方 两侧各 有两对 互 成 ６。 ０的轴 承夹 紧轨道 边 缘 ， 动 运 灵 活 可靠 。夹 持 轨 道 的两 侧 轴 承 轮 中的其 他 一侧 可以 通过螺 杆 和滑块 做横 向移动 ， 以实 现小车在轨 道上 夹持与 拆卸 ， 使小 车在轨 道上 装卸 十分方便 。
各 处 焊缝成形 基本 一致 。
摆机构及摆幅 自 适应坡 口宽度传感器结构设计 。
１ １ １ 爬 行 轨 道 ．
对 于铁磁性工 作 ， 行 轨道 由不 锈 钢薄 板 、 爬 分 体 式齿块组 成的齿 条 和 固定 轨 道 于工 件 表 面 的永
・
９ ・
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１ １ ３ 焊枪 摆 动机 构 ．．
２ 整机 主要 技 术参 数
小车 电源 ：２Ｖ，０ ｚ ２０ ５Ｈ ；
小车爬行 速度 ： －４ ０ ｍ／ ｎ ０ ５ ｍ ｍｉ； 焊枪摆 动幅度 ： 一 ０ ｍ； ０ ±４ ｒ ａ
焊枪 摆 动 机 构是 实现 焊 接 电弧 横 向运 动 的机 构 。本 系统 采 用 一 空 心薄 壁 不 锈钢 方 管 其 上 固 定有 条状 不锈 钢板 和齿条 作摆杆 ， 杆端部 安装有 摆 焊 枪夹 紧和传 感 器 固定及 调 节 机构 。依 靠 摆 杆上 条状不锈 钢板 两 侧有 倒 角 的边 缘 与 安装 于立 板上
焊接论文总结范文
随着现代工业的飞速发展，焊接技术作为连接金属或其他材料的重要手段，其应用领域日益广泛。
本文将对近期焊接领域的几篇优秀论文进行总结，以期为焊接技术的发展提供有益的参考。
一、论文一：《钛及钛合金焊接工艺研究与应用》该论文主要研究了钛及钛合金的焊接工艺特点及操作要领。
通过对TC2薄板钛合金化学成分、组织、性能和焊接工艺规范的不断摸索，总结了钛及钛合金的焊接工艺特点及操作要领。
论文指出，钛及钛合金焊接过程中容易出现气孔、裂纹等问题，因此需要严格控制焊接参数，如焊接电流、焊接速度、预热温度等。
此外，论文还简要论述了钨极氩弧焊的原理和工艺特性，以及焊件的焊后质量检测原则。
二、论文二：《全自动焊接技术管理》该论文针对管道全位置自动焊接技术进行了研究。
论文介绍了全位置自动焊接装置的组成，包括焊接小车、行走轨道、自动控制系统等。
论文重点分析了焊接小车的核心部分，如行走机构、送丝机构和焊枪摆动调节机构。
论文指出，全自动焊接技术能够提高焊接质量和劳动生产率，减轻工人的劳动强度。
此外，论文还探讨了全自动焊接技术的应用前景。
三、论文三：《焊接技术的发展趋势》该论文对焊接技术的发展趋势进行了简单阐述。
论文指出，焊接技术以高效、节能、优质为其主要特点，并呈现出以下发展趋势：1. 提高焊接生产率：通过采用自动化、智能化焊接设备，提高焊接速度，降低生产成本。
2. 提高焊接质量：通过优化焊接工艺、控制焊接参数，提高焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能。
3. 节能减排：研究新型焊接材料、焊接方法，降低焊接过程中的能耗和排放。
4. 智能化焊接：利用物联网、大数据、人工智能等技术，实现焊接过程的智能化管理。
四、总结通过对上述论文的总结，可以看出，焊接技术在不断发展，应用领域日益广泛。
未来，焊接技术将朝着高效、优质、节能、环保、智能化的方向发展。
为了实现这一目标，我们需要不断深入研究焊接工艺、焊接材料、焊接设备，为焊接技术的发展提供有力支持。
煤气主干管道全位置自动焊的研究
规 范见表 ２ 。
率 金 资助 ： 漳 州 职 业 技 术 学 院 科 研 计 划 资 助 项 目 （ 号 ：Ｚ Ｙ ８ １ 。 基 代 Ｚ００ ）
焊接技术
《 电技术》２ １ 机 ０ ０年第 １期
表 ２ 二 氧 化 碳 气 体 保护 焊工 艺 焊 丝 直 径
护 自动焊
脉冲 焊采用 可控 的脉冲 电流来 加热 焊件 ，以 较 小的基值 电流 来维 持 电弧 稳定燃 烧 。当每 一次 脉冲 电流通 过时 ，焊件 上就产 生 一个 点状 熔池 ， 当脉冲 电流停 歇 时 ，点状 熔池 冷却 结 晶。只要 合 理调节 脉冲 间歇 时间 ，就 可获 得连 续 的焊 缝 。因
《 电技 术 》２ １ 第 １ 机 ０ ０年 期
焊 接 技 术
煤气 主干管道 全位置 自动焊 的研 究
黄 波达 曾维 尔 黄聪 明
（． Ｉ 漳州职业技术 学院， 福建 漳州 ３ ３ ０ ；２ 漳州维德焊接 技术开发有限公 司，福建 漳州 ３ ３０ ） ６００ ． ６ ０ ０
摘 要 ：随 着 城 市 建 设 的不 断 加 快 ， 煤 气 主 干 管 道 焊 接 的工 作 量 在 不 断 的增 加 ， 焊 接 难 度 、工 作 量 越 来 越 大 ，对
求 高 ，受操 作 者 的技 能 、体 力 、情 绪等 因素 的影 响 而造 成焊 接质 量 不稳 定 。 因此采 用全 位 置 自动 焊 具有 重大 意义 ，特 别 当空 间位置 受 到 限制 时 。 本文 介绍 采 用可 编程 自动焊 接 设备进 行 煤气 主 干 管 道全 位 置 焊 接 ， 重 在 机 头 的研 制 以及 工 艺 的 着
管道自动焊接技术方案应用研究
管道自动焊接技术方案应用研究2中石化江苏油建工程有限公司225100摘要：随着全球能源需求的增加，油气管道建设项目逐年增加，管道焊接质量是油气管道安全运行的保证。
管道自动焊接技术不仅提高了焊接速度和效率，而且具有稳定的焊接质量，消除了许多人为干扰因素，提高了一次性焊接的合格率，降低了焊接人员的劳动强度，具有良好的焊接位置力学性能和均匀美观的焊接，并在一定程度上节约了焊接成本。
该自动焊接技术在大直径、长距离、高钢材质量和厚壁油气管道焊接方面具有其他优势。
本文主要分析管道自动焊接技术方案应用。
关键词：管道焊接；自动化；技术方案引言如今我国的社会经济建设正逐渐过渡到平稳阶段，社会整体经济实力在不断上升，人们的整体消费实力也在呈现出明显的上涨变化。
然而日渐转变的市场经济体制和人们不断上升的消费需求，却对我国的能源行业发展带来了巨大的挑战。
我国的自然能源比如油气资源的消耗量逐渐增大，资源储备量逐渐减少，现存资源已经很难满足明显增加的能源需求量。
1、管道自动焊接技术20世纪90年代以来，中国一直致力于自动焊接设备的研究与开发，以及配套技术的开发与建设。
中石油管道局先后研制出了PAW2000型单焊机自动焊接装置和PAW3000型双白焊机自动焊接装置，还研制出PFM系列管道端头成形机、PPC系列气动内部对准装置、PPC-C系列铜线机内部对准装置、PIWIS系列自动管壳焊接装置等自动焊接装置。
，在东西天然气管道和中俄石油管道中使用。
为了满足高质量大口径油气管道的焊接要求，中国不断引进先进的国外焊接技术和设备，重视自动焊接设备的现代化，提高管道自动焊接的技术水平。
国外管线的自动焊接技术发展较早，技术设备比较成熟。
来自美国的CRC公司是一家国际知名的管道焊接设备制造商，它开发了一种自动多火炬管道焊接系统。
到目前为止，全球焊接管道的累计长度已超过35000公里。
奥地利的弗洛纽斯、法国的SERIMAX、意大利的PWT等开发的自动管道焊接系统已在管道施工中应用于各国。
长输管道全位置自动焊技术应用
土 、油污 、 锈 等 污 垢进 行 清理 ，直 到呈 现 金属 光 泽 为止 。 铁 第 二 ，管 口 修 整 、组 对 及 焊 接 管 道 的 安 装 。由于 管 口 的 坡 口角 度 、钝 边 厚 的 硬 度 过 硬 会 造 成 轨 道 的 损 伤 ， 以 所 在 焊 接 作 业 时 要 求 对 坡 口角 度 和 钝 边 厚 度 、管 口椭 圆 度 、
全 位 置 自动 焊 接 技 术 是 现 今 国 际 管 道 施 工 中 比 较 先
进 的 施 焊 工 艺 ，其 工 艺 过 程 就 是 将 管 道 固 定 不 动 ，焊 接 小 车 带 动 焊 枪 沿 轨 道 管 壁 转 动 来 实 现 管 道 的 全 位 置 自 动
焊 接 。全 位 置 自动 焊 接 装 置 主 要 由 焊 接 小 车 、行 走 轨 道 、
整焊机 的焊枪位 置和角度 ，然后根据现场 焊接的要求 ，通 过输入器将焊接参数输入到计算机中。
第 四 ，焊 接 。启 动 焊 接 按 钮 ，焊 机 就 会 沿 着 焊 接 轨 道
第二 ，保证质量 。由于药芯焊丝 和气体 的保护 ，使得
焊 道 成 型 好 ，缺 陷 少 ，焊 接 质 量 也 不 再 受 焊 接 工 人 的 技 术 水 平 限 制 ，可 以获 得 优 良的 焊 接 质 量 ，特 别 是 在 大 口径 、 大壁厚的管道上表现显著。 第 三 ，降 低 工 人 的 劳 动 强 度 。在 焊 接 过 程 中 ，焊 接 稳
２１． ｏ中闯高新技 ０１２ ０
６３
三 、长 输管道全 位置 自动焊技 术的应用
对管道 实现 全位置的 自动焊接 施工 了。焊接 工人 只需 在旁
监 视 ，对 焊 接 过 程 中 出现 的断 弧 、跑 偏 等 采 取 停 机或 纠 正 措 施 ，待 焊 接 工 序 完 成 后 ，拆 卸 焊 接 装 置 ，并 对 现 场 进 仅降 低了工人的 劳动 强度 ，还 改 善了工人的劳动 环境 。
示教式焊接跟踪全位置管道焊机的研制
教存储系统和实际焊接时焊枪横 向位置 自动控制系统。
２ 管 道 焊机 焊 接 轨 迹 的 示教 和 示 教 点信 息存 储 系统
的基本 原理
管 道焊 机焊 前 一 般 均 需 进 行 行 走 机 构 的调 整 ， 以 便观 察 和确 定 轨 道 的安 装 、 定 位 是 否 使 焊 枪 在 允 许 的
图１ 焊枪 位置信息提取原理框 图
２ ０ ０ ７年 第 ３期 ４５
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俘 掳 生产应用
制 部分 的控 制 程 序 ， 这 种 控 制 系统 不 但 适 用 于 管 道 的 Ｃ Ｏ 焊接 ， 也 适用 于 管道其 它 方法 的焊 接 。
的功能 实际 上非 常必要 。
装在其中的 ３ ６ ０ 。 倾角传感器能够实时检测和输出行走 机构所 处 的角 度 位置 Ｊ ， 而 且 当角度 超 过 ３ ６ ０ 。 时， 传 感 器输 出自动 回零 。
焊前 坡 口间 隙 中心位 置 示 教 的基 本 原 理 如 图 １所 示： 当开 动焊 机行 走机 构 后 ， 单 片 机 系统 即实 时检 测 行
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示 教 式 焊 接 跟 踪 全位 置 管 道 焊 机 的研 制
北京石油化工学院（ １ ０ ２ ６ １ ７ ） 华 北 电 力 大 学（ 北京市 １ ０ ２ ２ ０ ６ ）
摘要
李明利 杨国田
在采用 了一种绝对编码 式 ３ ６ ０ 。 倾 角传感器 作为轨道式 全位 置管道焊 机旋转 机头所 处角度 位置 传感器
１ 管道焊 机整体 组 成
该管道焊机整体主要 由三大部分组成 ， 即行走机 构、 轨道 和控 制系 统 。
（ １ ）行 走机 构 即旋 转 机 头 ， 主要 由行 走 伺 服 电 机、 摆动 伺服 电机 、 焊 枪 横 向位 置控 制 伺 服 电机 、 送 丝
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全位置管道自动焊接设备的研究
随着我国高科技产品的不断更新，全自动化设备受到人们的青睐。
日常生活中管道输送成为重要事项。
管道输送安全性能较高，同时能有效改善社会环境破坏问题。
因此管道在建设过程中焊接工艺起着重要组成部分，焊接技术直接影响着管道的使用寿命。
本文将对管道自动焊接设备进行研究。
我国管道在焊接过程中仍普遍出现手工焊接现象，直接影响管道使用的整体性能。
手工焊接需要较长工期，同时需要投入大量成本。
管道使用手工焊接直接影响管道的使用效率，而自动焊接不但能减少焊接工期，同时也对管道使用提供有效保护。
1.全位置管道自动焊接技术现状
1.1.自动焊接技术发展现状
全位置焊接主要将管道进行固定，运用机械与电气方法，使焊接设备有效带动焊枪进行焊缝环绕工作，实现全位置管道自动焊接技术。
目前我国全位置管道焊接工作存在一定难度，从而不能有效运用在管道焊接工作中，其主要原因是由于直径厚壁压力管道难以到达环缝组装达到一致的精准度，因此需要全位置焊接设备自动调整焊枪位置，将坡口尺寸偏差进行自动调节。
焊接工作容易产生弧光、灰尘、振动等现象，因此自动调节跟踪无法达到理想要求。
美国已经成功研制出自动焊接设备，大量应用于石油天然气管道的建设中。
管道主要作用是将水流进行传输工作，因此有效控制管道缝隙衔接尤为重要，如出现偏差将产生严重影响，我国管道多数建设在地下，如出现破损将加大施工难度，需要工人长时间排查工作，因此管道焊接工作尤为重要。
焊接技术自动调节方面，我国相关部门研制出自动自动焊接工艺，并且建立在大量焊接工艺初期试验中，并且实际数据与试验数据存在一定数差现象。
这种现象不但降低管道自动焊接效果，同时加大管道焊接施工难度，为工作人员带来大量的工作难度。
其次我国自动焊接技术多数采用摆钟式原理，需要左右摆动进行交替工作，这种现象将提升数据偏差数值。
1.2.新研制管道自动焊接设备特点
针对我国管道自动焊接存在的问题，相关部门进行研究，研制出新型自动焊接设备，主要对管道环形位置进行细致检测，同时减少焊枪存在的偏差问题，有
效进行管道焊接工作。
近年来随着高科技技术的成熟，以及相关部门对焊接工艺的重视，自动技术已成为一种先进的焊接技术，并且成功运用在管道焊接工作中。
自适应焊接技术是一种高科技技术含量较高的焊接工艺，此技术配有高科技的传感器与电子检测线路，在管道焊接过程中能有效控制焊缝出现误差现象的发生，同时实施自动导航与跟踪系统。
管道焊接工作前期只需要将工艺参数进行预先设定，自动焊接设备将自动完成管道焊接工作，不但能减少大量人工作业，同时能有效提升管道使用寿命。
2.自动焊接设备的构成
2.1.自动焊接设备的重要组成部分
自动焊接设备的组建比较繁琐，零件之间需要紧密配合才能更好的完成焊接工作。
使用自动焊接的初期要保证其电源的稳定性，其输出功率与焊接设备进行结合，通过电源输出功率有效带动自动焊接设备的使用，并装有与主控器相接的接口。
自动焊接在设计过程中需要配备专业的自动调速系统，焊接工作属于细致工作，尤其体现在焊缝焊接中，对焊接面积较大的施工应采用快速焊接工艺，针对细小的工作能选用较慢的自动焊接技术，自动焊接调速系统能有效改善管道焊接的整体工艺，确保管道正常使用的同时降低成本开支。
焊接工艺的机械化与自动化是近代焊接技术的一项重要发展，它不仅能提升焊接生产效益同时也能保障焊接质量，而且大大的改善了生产劳动条件。
以往手工电焊是引燃电弧，送进焊条以维持一定的电弧长度，焊接工作中向前移动电弧，如采用机器完成焊接工作，则成为自动焊接。
自动焊接分为明弧与埋弧两种形式，焊接工作中如采用明弧焊接工艺，其生产效益将提升两倍左右，而使用埋弧工艺其生产效益将达到5-10倍。
埋弧主要是利用焊剂层下的电弧，通过加热并融化焊丝、焊剂与母材，而进行焊接工作的一种工艺手法，电弧在焊剂层下进行燃烧，自动焊机头将焊丝自动送入电弧区，确保使用电弧的长度，电弧通过焊机的有效控制，均匀向前移动，从而完成自动焊接作业。
2.2.自动焊接工艺的优点
自动焊接主要优点体现为生产效益高，自动焊接工艺在焊接工作中将使用较大电流，因此电弧整体穿透力较强，将管道缝隙进行有效融合，降低在使用过程
中出现裂缝现象，由于埋弧焊的热量较为集中，并且焊接速度较快，因此生产效益与手工焊相比提升幅度较大。
自动焊接工艺能有效控制焊接工艺流程，通过自动化进行焊枪调整，保证其稳定性。
在自动焊接过程中焊剂的保护尤为重要，应防止空气对熔池金属造成的侵害，埋弧焊焊缝金属质量较高，性能稳定，并且外表成形美观。
使用自动焊接工艺能有效降低材料与电能消耗，是由于电弧在焊剂层下燃烧，将热量散失较少，同时能有效较少电能的消耗，同时中薄板焊接时可以不开坡口，焊丝金属不存在飞溅损失，没有焊条头所以能节省大量焊接金属材料。
以往手工焊接工艺制作过程中，存在人工控制焊接过程的不准确、不稳定导致焊缝成形不好的现象，容易在焊接部位产生气孔、裂纹、未融合现象的发生。
自动焊接工艺在制造过程中，由于电弧燃烧程度稳定，连结处成份均匀，焊缝成型好的优点，因此被广泛的使用在焊接工作中。
自动焊接技术不但能提升生产质量，同时能大幅度的减少焊接工作量。
在我国全为管道建设中应充分利用自动焊接技术，确保管道使用寿命，为社会带来经济效益。
为了有效提升焊接工艺的生产质量，在工作中应全面使用自动系统，减轻工人的劳动强度。