管板式換熱器廣泛應(yīng)用于鍋爐、化工、制藥、發(fā)電等行業(yè)，而生產(chǎn)管板式換熱器的 重要工序就是將管與管板按要求焊接。管與管板的焊接接頭不僅數(shù)量多，操作難度大， 而且焊接質(zhì)量要求高，雖然有些場合可用脹管代替焊接接頭進(jìn)行連接，但在要求較高的 情況下，大多數(shù)仍需要焊接。管板式換熱器由于管子多、管徑小、排列間距小等特點， 給焊接帶來許多困難。每臺換熱器中的管板焊縫少則上百個，多則上千個，焊接工作量巨大。若采用傳統(tǒng)的手工電弧焊，則由于勞動強度犬，勞動條件差，設(shè) 備的制造質(zhì)量與工期都不易保證，為了、高效、按期完成設(shè)各制作。這種工況屜適 合采用自動化的焊接方法。
1.管板式換熱器 現(xiàn)有的管板自動焊機都需要定中心焊接，即將管板焊炬的回轉(zhuǎn)中心定位到與被焊件 中心基本重臺的狀態(tài)，通過焊炬繞管口旋轉(zhuǎn)來完成焊接。定位方式都是通過中心桿或中 心軒加漲芯休機構(gòu)柬實現(xiàn)的。通常的做法是后一種，即中心桿加漲芯體機構(gòu)。然而，這 種漲芯體機構(gòu)存在以下缺陷:
(1)漲芯體機構(gòu)的膨脹頭的膨脹是通過擴張筒擴張來實現(xiàn)的，而擴張筒變徑范圍極 為有限，一種擴張筒僅僅適用于種管徑且同一壁厚的被焊管，當(dāng)被焊管管徑或壁厚不 同時無法通用，
(2)現(xiàn)有的漲:岱體機構(gòu)的雖小定位管徑都普遍偏大，導(dǎo)致自動管扳焊機在對較小管 徑的管板焊接中難以施焊。
(3)被焊管跟板的連接形式為管縮進(jìn)時，即被焊管跟板的焊縫在板孔內(nèi)，由于漲芯 體機構(gòu)無法進(jìn)入，所以現(xiàn)有的漲芯體機構(gòu)自動管焊機也難以實施焊接。
(4)被焊件較大時會因焊接而產(chǎn)生的高熱發(fā)生一定的變形，即使焊接準(zhǔn)備工作做得 很到位，也會發(fā)生孔位山現(xiàn)中心偏移的現(xiàn)象，影響焊接精度，不利于大規(guī)模的生產(chǎn)加工。 西安石油大學(xué)碩士學(xué)位論文 所以為了解決以上問題，希望能設(shè)計出一種簡單、快捷、定位的管板自動焊機， 實現(xiàn)真正意義上的焊接自動化。
2管板焊接方法
工業(yè)鍋爐行業(yè)內(nèi)，管與管板的焊接大多采用手工電弧焊。用這種焊接方法通常要將 工件(鍋筒)豎起來(對于較大較長的筒體，有時還要求挖坑)，焊工操作時有一定的危險 性，而且這一焊接方式容易損傷管頭，咬邊較多，容易造成管頭的焊接熱影響區(qū)重疊， 甚至焊縫粘連;當(dāng)采用手工全位置焊接方法時，受焊工操作水平的影響，焊縫成形相當(dāng) 難看。除此之外，也有許多廠家采用C02氣體保護(hù)焊，而這種焊接方法對管頭破損較 大，且焊縫過寬，易造成焊縫粘連。所以現(xiàn)在很多廠家開始采用管.管板全自動脈沖鎢 極氬弧焊【lJ。 使用管.管板全自動脈沖鎢極氬弧焊工藝與手工焊相比有以下明顯優(yōu)勢:
(1)節(jié)省焊材，焊條只有1/4--1/5的浪費;
(2)省電，①O.8焊絲的電流密度明顯高于手工焊條;
(3)勞動強度低，改善工人工作環(huán)境;
(4)焊縫成形好，質(zhì)量不受焊工操作水平的影響;
(5)有利于提升企業(yè)形象，增加產(chǎn)品競爭力。 管.管板全自動鎢極氬弧焊可以替代手工焊，成為鍋爐、壓力容器、石化等相關(guān)行 業(yè)的一種專用工藝，是一種節(jié)能環(huán)保型工引2，3】。 全自動脈沖管板氬弧焊機，具有可編程序控制儲存器、氬氣保護(hù)裝置、變頻引弧裝 置、自動衰減回路、提前及延時供氣回路，只要按程序啟動，整個環(huán)焊縫的焊接過程就 會自動完成。所以在焊接過程中要注意以下幾點【4】:
(1)焊接時，機頭平衡器的三點與管板必須接觸良好，同時三點的距離要求相等， 這樣焊出的焊縫光滑平整、無毛邊。
(2)認(rèn)真做好焊接準(zhǔn)備工作，特別是穿管前、脹管切管后的清理和焊前清理，確保 焊口的清潔。
(3)確保脹切管的質(zhì)量。脹管時應(yīng)避免過脹、欠脹和漏脹，切管時應(yīng)使切口端面平 整，避免卷邊、毛刺。
(4)焊接時如果鎢極變圓，焊弧的方向就會改變，焊縫就不圓滑，焊縫帶毛邊 時要及時更換鎢極。 總之，全自動脈沖控制氬弧焊在管與管板的焊接中有較廣泛的應(yīng)用前景。
3管板自動焊接設(shè)備發(fā)展情況
3.1 國外管板自動焊接設(shè)備現(xiàn)狀 對于管板焊接設(shè)備，國外開發(fā)應(yīng)用較早。自1963年美國報導(dǎo)了用來焊接平焊位置 接頭的鎢極氬弧焊機后，管板接頭焊接設(shè)備層出不窮。由于國外有先進(jìn)的換熱管生產(chǎn)技 術(shù)和精良的管板加工裝備，所以工件本身的質(zhì)量以及工件組裝精度并不會對管頭焊接造 成明顯的影響。因此，在管.板自動焊設(shè)備的研究過程中可以忽略管子和管板加工精度 對焊接質(zhì)量的影響，管子原始的精度能保證焊接過程中電弧斑點與管子外壁之間的距離 B及管板端面之間的距離H始終不變。所以，只要開始設(shè)定這兩個距離 值，焊接過程就能按預(yù)定的要求完成。
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