阀体环焊缝埋弧焊设备优化方案

阀体环焊缝埋弧焊设备主要由埋弧焊机、固定龙门架（或单臂焊接操作机）、焊剂输送回收机、电气控制系统和焊接滚轮架等组成，如图7-4所示。

1.固定龙门式焊接机

固定龙门式焊接机的龙门架由立柱、平台、横梁、横梁小车、焊头调整机构和扶梯等组成，如图7-5所示。

1）立柱1由四根矩形钢管焊接、切削加工而成。两根立柱上安装有导轨，横梁在立柱导轨上作上下直线运动。

2）横梁6由一根矩形钢管经焊接、切削加工而成。横梁上安装有直线导轨及齿条。横梁升降采用链条传动，以实现横梁的大范围升降，并满足NPS18～NPS56各种公称尺寸全焊接固定球球阀焊接的需求。

3）横梁小车4由交流电动机通过减速器沿着横梁轨道作直线横向运动。调整滑板、焊接机头、焊丝盘等安装在横梁小车上。

图7-4 全焊接固定球球阀环焊缝焊接机

1—焊丝盘 2—横向轨道 3、20—电动平车 4—轨道 5—KT-60滚轮架 6—NPS56阀体 7—焊枪 8—MZ埋弧焊机 9—双向校直机构 10—小料斗 11—焊剂料斗 12—升降机构 13—龙门机架 14—护栏 15—焊接电源 16—药剂回收输送机 17—电控箱 18—NPS 18阀体 19—KT-20滚轮架 21—横向轨道 22—扶梯 23—三维调整机构

图7-5 龙门架结构

1—立柱 2—扶梯 3—平台 4—横梁小车 5—焊头调整机构 6—横梁

4）焊头调整机构5由一套微调三维滑板组成。焊接机头安装在十字滑板上。焊枪位置的调节通过粗调和微调机来实现焊枪对焊缝的控制，x向和y向调节范围为100mm，z向调节范围为200mm。该结构能满足对全焊接固定球球阀不同公称尺寸的焊接。另外，在焊接过程中，焊枪角度还可根据焊道情况进行±45°手动微调，焊剂漏斗y向和z向可微幅调节30mm，从而有效保证焊接质量。

5）平台3由横钢焊接而成，上面铺设花纹钢板，用于放置焊接电源和回收机等设备。

6）扶梯2设置能方便操作人员上下平台。

2.埋弧焊机

埋弧焊机采用MZ-630型埋弧焊机，配用电源为NB-630型。焊接机头如图7-6所示，主要由焊枪水平及垂直微调机构、焊枪手动前后微调机构、双向校直送丝机构、机头横向移动机构及焊剂漏斗手动微调机构等组成。焊枪头上装有焊剂防落的挡板，挡板的尺寸根据工件大小确定。焊枪上提供连接点，方便挡板的更换，NPS18～NPS56各种公称尺寸可使用同一把焊枪。

图7-6 焊接机头

1—焊枪 2—焊剂漏斗 3—焊枪前后微调滑板 4—焊剂斗 5—20kg焊丝盘 6—垂直升降机构 7—横梁 8—双向校直机构 9—MZ-630焊机机头 10—十字手动滑板 11—手动旋转装置

焊枪回转角度的调整采用手动调节蜗轮蜗杆的形式。可根据焊道情况调节焊接导电嘴的角度。

焊接机头上配有实现模块化的双校直送丝机构及焊丝盘固定装置，设置焊丝两个方向的校直机构，可满足细丝（ϕ1.6mm）的焊接需求。

焊接电源线和控制电线的安装方式采用拖链形式。

3.焊剂输送机

焊剂输送机采用标准的焊剂回收机。通过利用两滚轮架间下方的狭小空间设置安装一个托盘，用于盛放焊接时漏下来的焊剂和焊渣，焊剂漏下后在托盘内通过滤网分离焊剂、焊渣，焊剂落在托盘内由人工送入烘干装置，再从烘干装置送入焊剂斗形成一个循环，有效地解决了焊剂输送的问题。

焊剂回收的接料斗采用两个独立的上下、左右可调节的支架，方便不同工件、不同位置的焊剂回收。支架的调节通过手工进行，如图7-7所示。

图7-7 可调节焊剂回收斗示意图

1—工件 2—软管 3—三通接头 4—可调接斗

4.焊接滚轮架

工件的装夹和转动采用焊接滚轮架的形式，可实现对NPS18～NPS56各种公称尺寸的调节。阀体的径向调节采用丝杠结构，自动对中；轴向采用滚轮轨道手动调节及锁紧，装夹便利、可靠。为了适用不同公称尺寸的阀体，焊接滚轮架采用KT-20/60可调式滚轮改装而成，并加装轴向防窜动机构和自锁机构，保证了工件滚动时的稳定性，大大提高了焊接质量。

KT-20/60防窜动型可调式滚轮架如图7-8所示。

为使KT-20/60滚轮架顺利进入龙门架（或单臂焊机操作机），在两套滚轮架底部各设一台平车，相应的主从滚轮架同放在一台平车上，使每套滚轮架成为一整体。两台平车共用一套轨道，采用380V交流电动机恒速驱动，电线用钢制拖链布置走线。平车车轮选用标准起重机行走轮，耐用可靠。(www.xing528.com)

5.电气控制系统

电气控制系统可以将龙门焊机架部分、埋弧焊机部分和焊接滚轮架部分三套控制系统集中在一个系统上，实现三位一体控制。

该三位一体控制系统分为四部分：焊接龙门机架部分、焊机部分、焊接滚轮架和焊剂回收机部分。所有的电气控制元件分别安装于电气控制柜及操作控制箱中。

1）电气控制柜（固定在龙门架上）的操作界面包括：电源总开关的起动、停止及指示，平车的行走控制，横梁的上下控制和滚轮架的手动控制等。

2）操作控制柜（固定在焊接机头旁）的操作界面包括：焊接操作，平车的行走控制，滚轮架的手动与联动操作，横梁的上下控制，机头十字拖板的操作，回收机的操作，焊接时电流、电压的显示及急停控制。

整个系统采用可编程序控制器（PLC）控制，从而实现整套设备各运动部件的整体控制。

3）龙门机架控制包括：

①龙门横梁升降采用恒速交流电动机控制。

②横梁小车采用交流电动机变频调速控制。

③以上控制电缆均采用拖链方式固定移动。

4）滚轮架采用交流电动机变频调速控制。为了有效地控制在滚轮架转动时焊接突然停止（此时焊丝粘住工件，导致工件带动焊枪，使其损坏），在控制上加装了保护控制系统。

5）焊剂回收输送系统采用人工控制方式开启及关闭。

6）焊机。有两套焊机的控制面板安装在同一个操作面板上，只需一名操作工就可以实现联机操作。

7）数字显示。电流、电压和速度表全部采用数字显示。数字显示表独立安装、方便拆卸。

6.设备技术参数

1）固定式龙门架技术参数见表7-1。

图7-8 KT-20/60防窜动型可调式滚轮架

表7-1 固定式龙门架技术参数

2）埋弧焊机技术参数见表7-2。

表7-2 埋弧焊机技术参数

3）焊剂输送回收机技术参数见表7-3。

表7-3 焊剂输送回收机技术参数

4）KT-20滚轮架技术参数见表7-4。

表7-4 KT-20滚轮架技术参数

5）KT-60滚轮架技术参数见表7-5。

表7-5 KT-60滚轮架技术参数