【摘 要】
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随着钢铁冶炼技术的发展和焊接技术的进步,造船、石油化工、重型机械等领域均不同程度的采用了30~130 mm厚板和特厚板。自动气电立焊是20世纪80年代初期出现的一种高效熔化极
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随着钢铁冶炼技术的发展和焊接技术的进步,造船、石油化工、重型机械等领域均不同程度的采用了30~130 mm厚板和特厚板。自动气电立焊是20世纪80年代初期出现的一种高效熔化极气体保护焊焊接方法,具有焊缝一次成型,焊接效率高,焊接质量好,综合成本低等优点,在船舶立缝焊接、储罐的立焊焊接、冶金高炉的焊接以及海洋平台的焊接中有极其广泛的应用。在气电立焊焊接中,焊枪需要沿板厚方向来回摆动,充分搅拌熔池,以保证良好的厚板焊接质量,所以气电立焊摆动系统的设计和控制成为研究的重点。本文针对气电立焊船舶立缝焊接工艺要求,基于锥齿轮传动、行星轮传动、蜗轮蜗杆传动和行程开关组合设计了气电立焊摆动系统的机械传动机构,实现焊枪摆动幅度精确可调;基于摆动传动机构设计了焊枪摆动控制系统:以JK触发器为主体设计了正反控制电路,以组合逻辑门电路为主体设计了时滞电路,使焊枪在两断停留位置和停留时间精确可控可调;利用机械动力学仿真软件ADAMS与MATLAB对气电立焊摆动系统进行联合仿真分析,建立虚拟样机。焊接试验表明,本文设计的气电立焊摆动系统反应灵敏,控制方便,能实现焊枪沿板厚方向摆动幅度精确可调,焊枪在正面铜滑块和背面铜衬垫两端停留时间调节精准;能获得沿板厚方向等熔深的良好效果,取得良好的气电立焊焊接质量,能够满足气电立焊摆动焊接工艺的要求;解决了气电立焊焊接过程中焊枪摆动难于控制,枪头、导电嘴容易与壁板短路接触引弧形成虚假熔池从而导致焊接质量下降、焊缝不光整等问题。
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