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【摘 要】 对XD-500型CO2气体保护焊机由手工操作到自动操作的焊接改进。
【关键词】 CO2气体保护焊机；手工操作；自动操作；焊缝质量；改进
【中图分类号】 TU605 【文献标识码】 D【文章编号】 1727-5123（2009）01-063-02
XD-500-CO2 gases welder protection improvements
【Abstract】 The XD-500-CO2 arc welding welder from manual to automatic welding improve.
【Key words】 CO2 gas welding welder; Operate manually;Operate automatically; The quality of welds; Improve
1前言
2005年，我厂承接了太原重工起重机分公司导筒焊接制作任务。该项目的特点是：①品种多（固定导筒、内导杆、外导杆装置等）、工期紧。②带料加工装配，装配形式为斜插式，板厚（10种）不同、来件机加工边缘不规则。③质量要求严（内部质量要求超声波100%无损检测，质量达到Ⅰ级要求，外观质量达到自动焊的水平。）④导筒的管身构造焊接工艺规定为：接头形式为对接、坡口形式为“K”“v”型、焊材为：H08Mn2SiA、
H08MnA、预热温度：80℃-100℃，直线度为1/1000。
对上述情况，利用我厂现有设备对工件进行试焊：大直径导筒由现有的一台滚焊台车进行焊接——质量合格，无缺陷。小直径导筒、导向套及法兰面处焊缝由CO2气体保护焊机进行手工操作，手工焊接结果经检测出现了焊缝内部质量合格率81%，外观质量合格率70%的现象，且速度慢，主要缺陷为：内部缺陷为未焊透、存在气孔；外部缺陷为咬边、气孔、焊接接头不能圆滑过渡、焊接速度不均匀等。面对质量现状和工期要求这二个难题，我们对现使用的 XD-500型CO2焊机进行了技术改革。
2XD-500型CO2气体保护焊机的改进
2.1我厂钢结构件焊接常用方法。目前我厂钢结构件焊接常用方法有手工焊条电弧焊、CO2气体保护焊、埋弧自动焊三种。
2.1.1焊条电弧焊为手工操作，适应性强，适用于野外和高空作业，甚至是水中操作。焊条电弧焊对任何焊接位置（平、横、立、仰）的不同形式接头和各种长度及形状的焊缝都可以方便的进行焊接。其设备简单、价格低廉，操作方便，但焊工操作劳动强度大，生产效率低，特别是焊接质量与焊工的技能和状态密切相关。
2.1.2CO2气体保护焊的特点是：①焊接速度快，作业效率高，引弧性能好；②焊后没有焊渣，特别是多层焊接时，节省了清渣时间，生产效率比手弧焊提高了1～4倍；③焊接成本低；节省焊材，焊丝连续施焊没有焊丝的浪费；④使用简单；⑤适用范围广。但外观成形差。
2.1.3埋弧焊的特点是焊接保护效果好，焊缝质量稳定，外观成形光滑美观，具有高熔敷率和深熔的特点，无金属飞溅，实现了焊接的机械化和自动化，改善了焊工的劳动条件，是一种广泛应用的高效率焊接方法。但埋弧自动焊设备对短焊缝、不规则焊缝焊接难度大；维修保养工作量大，受场地限制。
2.2XD-500型CO2气体保护焊机改进技术介绍。
2.2.1水平、垂直部分的功能（图1、图2、图3、图4）
①仿照滚焊台车（埋弧自动焊）的原理进行改造。
②自制简易的小型半自动切割机：半自动切割机具有稳定、均匀等特点，可根据焊接情况调节行走速度。
③在自动切割机表面固定行走丝杠支座，简称（立臂）。
④支座上方增加十字套管，十字套管外侧安装带有转动手柄的滚齿，将丝杠（横臂）插入十字套管中，手柄转动、依靠横臂调节焊枪口与焊道的距离。
⑤横臂的最前端同时安装十字套管，十字套管外侧安装带有转动手柄的滚齿。另将一根行走丝杠（竖臂）插入十字套管垂直口中，转动手柄丝杠（竖臂）则可以在垂直方向对焊缝高低进行调节。
⑥在竖臂的垂直下端安装带有可进行调节的轴形套管。将CO2气体保护焊焊枪插入轴形套管中，通过手轮转动调节焊枪各种焊接角度。
2.2.2焊件自转功能（图5）。通过对简易半自动切割机的以下改装，实现了（平面V形坡口，环形焊缝）焊件的自转功能。
①将半自动切割机横向竖起，固定在底座上。
②利用半自动焊机的驱动轮轴，将轴引出水平面。
③将水平面引出的轴头安装上法兰盘（600mm）。
④法兰盘面上安装定位块（针对焊件外形特征）
2.2.3改进后焊接设备的工作程序。
①自制简易半自动切割机自身通电后，能够变速直线水平行走，行走速度为50～750mm/min，应用于对接平焊缝焊接，具有稳定、均匀的特点和根据焊接情况调节速度的功能。
②通过横臂的前后移动可对大型坡口进行前后多层焊接。
③对于不规则焊缝坡口的焊接，通过竖臂、手轮调节焊枪的高度来完成，调节范围为1～250mm。通过手轮转动轴形套管可进行360°的焊枪角度调节。
④针对小型焊件的本身焊缝（环形、V形坡口），采用半自动切割机带动焊件本身自转进行焊接。
2.2.4改进后的焊机整体性能。
2.2.4.1焊接操作部分：
①行走臂移动速度（m/n）14.5～52.5
②行走臂上升轨道最大高度（mm）4000
③行走臂升降速度（mm/min）622
④台车移动速度（mm/min）3090
⑤行走臂长度（mm）6000
⑥立柱回转角度360°
2.2.4.2滚轮部分：
①转盘直径（mm）φ400
②转盘线速（m/min）50～750
③调速方式无极调速
④荷载产品重量（Kg）85 Kg
2.2.4.3弧焊整流器：
①焊接电流100～500A
②空载电压 80/90V
③焊丝输送速度（m/h）30/120
2.2.5改进后焊机的特点。改进后的ＣＯ2气体保护焊机将三者的优点集于一体；解决了焊缝外观质量一次成形合格问题；解决了厚壁小直径导筒内外纵焊缝、内外环焊缝的焊接质量、速度及转角焊问题。特别是该CO2气体保护焊焊机改进后增加了水平自动行走功能、高度方向自动升降功能，焊枪口自动转角功能，代替了人钻入筒内焊接。
主要性能如下：①具备滚焊台车的优点；②提高了焊接速度；③焊接过渡具有均匀性、稳定性；④小巧灵活，不受场地限制；⑤增加了自转功能，降低了工人劳动强度；⑥节约了成本，降低了返修率；⑦产品外观光滑美观；⑧提高了生产率；⑨提高了产品质量。
2.2.6改进后焊机的效果。
①焊接速度由原来的每小时7米提高到每小时21米，由4人操作减少到2人操作，焊接效率提高了3倍。
②产品合格率：焊缝内部质量一次探伤合格率100%。焊缝外观质量一次检测合格率100%。
③由于返修率降低，每套节约各种材料15%。
④节约购置新设备费用3.2万元。
⑤在焊接检验过程中完成了横波斜探头优选法的试验，为焊接检测的准确定位提供了理论依据。
⑥2006年共焊接制作完成导筒①11套、导筒②12套、导筒③7套、固定导筒11套、内导杆11套、外导杆装置10套。焊接完成共4063.332米。为厂创造产值127.4814万元，利润33.89万元。
3应用情况及社会效益
焊机改进后2006年度创造经济效益达16.57万元，并长期受益。
改进后的焊机主要应用于：太重导筒焊接，焊接效果良好。
同时也应用于南水北调唐河、滹沱河、古运河工程金属结构焊接、河北省重点工程西大洋水库、张河湾抽水蓄能电站金属结构的焊接等，焊接效果良好。
由于焊机的性能得到良好改善，小改革解决了大问题，为我厂赢得了经济效益和社会效益，为增强职工创新意识起到了典范作用，提升了我厂市场竞争力。
【关键词】 CO2气体保护焊机；手工操作；自动操作；焊缝质量；改进
【中图分类号】 TU605 【文献标识码】 D【文章编号】 1727-5123（2009）01-063-02
XD-500-CO2 gases welder protection improvements
【Abstract】 The XD-500-CO2 arc welding welder from manual to automatic welding improve.
【Key words】 CO2 gas welding welder; Operate manually;Operate automatically; The quality of welds; Improve
1前言
2005年，我厂承接了太原重工起重机分公司导筒焊接制作任务。该项目的特点是：①品种多（固定导筒、内导杆、外导杆装置等）、工期紧。②带料加工装配，装配形式为斜插式，板厚（10种）不同、来件机加工边缘不规则。③质量要求严（内部质量要求超声波100%无损检测，质量达到Ⅰ级要求，外观质量达到自动焊的水平。）④导筒的管身构造焊接工艺规定为：接头形式为对接、坡口形式为“K”“v”型、焊材为：H08Mn2SiA、
H08MnA、预热温度：80℃-100℃，直线度为1/1000。
对上述情况，利用我厂现有设备对工件进行试焊：大直径导筒由现有的一台滚焊台车进行焊接——质量合格，无缺陷。小直径导筒、导向套及法兰面处焊缝由CO2气体保护焊机进行手工操作，手工焊接结果经检测出现了焊缝内部质量合格率81%，外观质量合格率70%的现象，且速度慢，主要缺陷为：内部缺陷为未焊透、存在气孔；外部缺陷为咬边、气孔、焊接接头不能圆滑过渡、焊接速度不均匀等。面对质量现状和工期要求这二个难题，我们对现使用的 XD-500型CO2焊机进行了技术改革。
2XD-500型CO2气体保护焊机的改进
2.1我厂钢结构件焊接常用方法。目前我厂钢结构件焊接常用方法有手工焊条电弧焊、CO2气体保护焊、埋弧自动焊三种。
2.1.1焊条电弧焊为手工操作，适应性强，适用于野外和高空作业，甚至是水中操作。焊条电弧焊对任何焊接位置（平、横、立、仰）的不同形式接头和各种长度及形状的焊缝都可以方便的进行焊接。其设备简单、价格低廉，操作方便，但焊工操作劳动强度大，生产效率低，特别是焊接质量与焊工的技能和状态密切相关。
2.1.2CO2气体保护焊的特点是：①焊接速度快，作业效率高，引弧性能好；②焊后没有焊渣，特别是多层焊接时，节省了清渣时间，生产效率比手弧焊提高了1～4倍；③焊接成本低；节省焊材，焊丝连续施焊没有焊丝的浪费；④使用简单；⑤适用范围广。但外观成形差。
2.1.3埋弧焊的特点是焊接保护效果好，焊缝质量稳定，外观成形光滑美观，具有高熔敷率和深熔的特点，无金属飞溅，实现了焊接的机械化和自动化，改善了焊工的劳动条件，是一种广泛应用的高效率焊接方法。但埋弧自动焊设备对短焊缝、不规则焊缝焊接难度大；维修保养工作量大，受场地限制。
2.2XD-500型CO2气体保护焊机改进技术介绍。
2.2.1水平、垂直部分的功能（图1、图2、图3、图4）
①仿照滚焊台车（埋弧自动焊）的原理进行改造。
②自制简易的小型半自动切割机：半自动切割机具有稳定、均匀等特点，可根据焊接情况调节行走速度。
③在自动切割机表面固定行走丝杠支座，简称（立臂）。
④支座上方增加十字套管，十字套管外侧安装带有转动手柄的滚齿，将丝杠（横臂）插入十字套管中，手柄转动、依靠横臂调节焊枪口与焊道的距离。
⑤横臂的最前端同时安装十字套管，十字套管外侧安装带有转动手柄的滚齿。另将一根行走丝杠（竖臂）插入十字套管垂直口中，转动手柄丝杠（竖臂）则可以在垂直方向对焊缝高低进行调节。
⑥在竖臂的垂直下端安装带有可进行调节的轴形套管。将CO2气体保护焊焊枪插入轴形套管中，通过手轮转动调节焊枪各种焊接角度。
2.2.2焊件自转功能（图5）。通过对简易半自动切割机的以下改装，实现了（平面V形坡口，环形焊缝）焊件的自转功能。
①将半自动切割机横向竖起，固定在底座上。
②利用半自动焊机的驱动轮轴，将轴引出水平面。
③将水平面引出的轴头安装上法兰盘（600mm）。
④法兰盘面上安装定位块（针对焊件外形特征）
2.2.3改进后焊接设备的工作程序。
①自制简易半自动切割机自身通电后，能够变速直线水平行走，行走速度为50～750mm/min，应用于对接平焊缝焊接，具有稳定、均匀的特点和根据焊接情况调节速度的功能。
②通过横臂的前后移动可对大型坡口进行前后多层焊接。
③对于不规则焊缝坡口的焊接，通过竖臂、手轮调节焊枪的高度来完成，调节范围为1～250mm。通过手轮转动轴形套管可进行360°的焊枪角度调节。
④针对小型焊件的本身焊缝（环形、V形坡口），采用半自动切割机带动焊件本身自转进行焊接。
2.2.4改进后的焊机整体性能。
2.2.4.1焊接操作部分：
①行走臂移动速度（m/n）14.5～52.5
②行走臂上升轨道最大高度（mm）4000
③行走臂升降速度（mm/min）622
④台车移动速度（mm/min）3090
⑤行走臂长度（mm）6000
⑥立柱回转角度360°
2.2.4.2滚轮部分：
①转盘直径（mm）φ400
②转盘线速（m/min）50～750
③调速方式无极调速
④荷载产品重量（Kg）85 Kg
2.2.4.3弧焊整流器：
①焊接电流100～500A
②空载电压 80/90V
③焊丝输送速度（m/h）30/120
2.2.5改进后焊机的特点。改进后的ＣＯ2气体保护焊机将三者的优点集于一体；解决了焊缝外观质量一次成形合格问题；解决了厚壁小直径导筒内外纵焊缝、内外环焊缝的焊接质量、速度及转角焊问题。特别是该CO2气体保护焊焊机改进后增加了水平自动行走功能、高度方向自动升降功能，焊枪口自动转角功能，代替了人钻入筒内焊接。
主要性能如下：①具备滚焊台车的优点；②提高了焊接速度；③焊接过渡具有均匀性、稳定性；④小巧灵活，不受场地限制；⑤增加了自转功能，降低了工人劳动强度；⑥节约了成本，降低了返修率；⑦产品外观光滑美观；⑧提高了生产率；⑨提高了产品质量。
2.2.6改进后焊机的效果。
①焊接速度由原来的每小时7米提高到每小时21米，由4人操作减少到2人操作，焊接效率提高了3倍。
②产品合格率：焊缝内部质量一次探伤合格率100%。焊缝外观质量一次检测合格率100%。
③由于返修率降低，每套节约各种材料15%。
④节约购置新设备费用3.2万元。
⑤在焊接检验过程中完成了横波斜探头优选法的试验，为焊接检测的准确定位提供了理论依据。
⑥2006年共焊接制作完成导筒①11套、导筒②12套、导筒③7套、固定导筒11套、内导杆11套、外导杆装置10套。焊接完成共4063.332米。为厂创造产值127.4814万元，利润33.89万元。
3应用情况及社会效益
焊机改进后2006年度创造经济效益达16.57万元，并长期受益。
改进后的焊机主要应用于：太重导筒焊接，焊接效果良好。
同时也应用于南水北调唐河、滹沱河、古运河工程金属结构焊接、河北省重点工程西大洋水库、张河湾抽水蓄能电站金属结构的焊接等，焊接效果良好。
由于焊机的性能得到良好改善，小改革解决了大问题，为我厂赢得了经济效益和社会效益，为增强职工创新意识起到了典范作用，提升了我厂市场竞争力。