纵缝焊技术方案教学文稿Word格式.docx
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1台
SCHROEDER
2
150等离子焊接电源
丹麦migatronic
3
等离子焊枪（含保护气拖罩）
1把
4
送丝机
5
300mm电动提升滑架
1套
6
电动十字滑架60X60mm
7
等离子焊接控制器
8
等离子外接专用冷却温控水箱
9
三维送丝支架
1个
10
集中精密气流量表组
11
高频引弧器
12
转接板（等离子）
1块
13
电缆总成
14
芯轴冷却水箱
15
液压升降小车-含滚轮托架
16
站人工作平台
四、设备性能说明:
该系统主要针对医药机械，食品机械，净化供水装备、压力容器等，筒体的纵缝焊接。
满足工件直径300mm～1500mm范围，长度1000mm，厚度0.5～1.2mm,采用等离子（PAW）焊接工艺方法；
主要焊接材料不锈钢。
首先将工件运到液压小车上，沿轨道推入到夹具体内——打开激光线发射器，形成一条宽度1mm左右的红外线，根据红外线对中后，压紧工件——在PLC触摸屏里设置好焊接参数开始焊接，直至结束，焊枪抬升，松开压脚，采用液压小车将工件运送到指定地方，一个流程结束。
纵缝系统：
采用纵缝加高工装，局部图如下：
纵缝全局部图如下：
4.1ZH1000琴键式压紧纵缝焊接装置
本机专门设计用于薄壁筒体的纵缝焊接，可对其筒径Φ300～1500mm，厚度0.5～1.2mm，长度为1000
00mm的纵缝能顺利、可靠高效、自动地完成焊接工序。
适用于不锈钢的TIG、等离子等焊接方法。
主要组成部分
本机的机械部分主要有机座、琴键夹具、芯轴、轴端托架。
并配相应的十字滑架（含弧长控制及横摆）、送丝机、电缆总成、气管、水管、检测仪表和循环水泵等，即可完成上述纵缝焊接。
结构特点
Ø
机座
机座为钢结构件，具有足够的刚性和强度，能满足整机的要求,其底脚可用地脚螺栓固定于基础上。
琴键夹具
琴键夹具为左右对称的两套，可分别对纵缝的两边施加压力。
夹具安装于机座上，琴键式夹具的夹紧装置是压缩空气通往气囊，气囊膨胀压向杠杆机构，使压指端产生最大压力为30Kgf/cm（0.6Mpa时），此压力按需要可进行调整，通常在7～30Kgf/cm（单边）。
压指宽度为52mm，材质为铜合金，可正、反两面使用，延长使用寿命。
本夹具主要用于筒体的外缝焊接，亦可用于大直径筒体的内缝焊接。
夹紧装置的操纵是通过线控式按钮盒上的按钮分别控制左、右压指的夹紧或松开。
压指间宽的调整。
若工件板厚相差较小时，一般不需要调节压指间宽，若操作中需要，可调节压板后端支承调节螺钉，可改变压指间宽度，以满足不同厚度焊件焊接工艺对压指间宽的要求。
芯轴
芯轴为一空心圆柱体，上镶有铜质衬垫（焊垫），与上述的琴键式压指一起对焊件进行夹紧固定。
衬垫的背面有成型槽，槽内小孔可通保护气体。
芯轴上的衬垫与压指的垂直间距可调，其大小可按焊接件厚度调整。
可调范围为30mm。
托架
托架安装在夹具体的端头，是连接琴键夹具与芯轴的装置。
其结构为框形，通过芯轴下端的螺栓调整，使芯轴与压指的间距在水平轴向平行。
其间的松、紧由偏心轴来完成。
在焊接时，托架上翻，焊件装入后，托架下翻，并锁紧。
只有在托架下翻锁紧托住芯轴，其上的微动开关发出信号，琴键夹具方可进行通气压紧。
气路系统
压缩空气气路系统装在机座内腔，由过滤器（分别2组）、减压阀。
压力表和电磁阀等组成。
在正常使用时，减压阀的压力调至0.2～0.5Mpa，当焊接较薄板时，应采用较低气压。
技术参数
筒体最大有效焊接长度
1000mm
可夹持最大直径（外焊）
Φ1500mm
可夹持最小直径（外焊）
Φ300mm
可夹持最小厚度
3.0mm
可夹持最大厚度
8.0mm
压指间宽可调范围
5～40mm
压板最大压力（单边）
30kgf/cm
芯轴垂直行程
30mm
轴端托架调整量
20mm
十字滑架水平行程
60mm
十字滑架垂直行程
4.2丹麦migatronicPi400等离子电源系统
⏹三相输入电源，水冷，逆变技术造就了焊接电流从5A到400A的PI400等离子焊接性能，是自动化焊接中焊接电源的理想选择。
PI400等离子可以焊接薄板，如：
8毫米的碳钢和10毫米的不锈钢。
该焊机有3种可选的脉冲功能：
传统脉冲、快速脉冲和一体化脉冲，当然也可以不使用脉冲而用三种不同等离子焊接过程：
微束等离子弧焊、熔透型等离子弧焊和锁孔型等离子弧焊。
同样可以用于TIG焊接。
数字PI150等离子焊机特色
⏹电子控制焊枪中气体和水的流量
⏹内置的节气装置
⏹远程控制
⏹防漏喷嘴
⏹引导弧--安全起弧
高级焊接程序的简单操作
⏹控制面板符合逻辑并易于操作，可以直接选择程序。
多达20种的客户定制程序和10种TIG设置被装载于存储芯片中。
焊机有一个支持远程焊接和电弧探测的接口--作为一种特殊方案，焊机可以配置一个具有同样功能的外置控制面板用于自动化焊接。
电流范围
5A～400A
等离子引导弧电流范围
1A～23A
暂载率60%/100%
－/300A
开路电压
78V
主电压
3×
400V
允许公差
＋20%～－25%
输入频率/电源保险
50/60Hz/3×
35A
功率因素/效率
0.9/91%
环境温度
0℃～+40℃
防护等级/绝缘等级
IP23/H
4.3温控制冷水箱
温控制冷水箱由高效冷凝器、风扇电机、进口温控器和水检测传感器及水箱等组成。
是等离子焊接过程和高负载持续状态下焊接时冷却焊枪重要的配套设备。
◆电源额定电压：
1×
220V50Hz
◆额定负载：
1.2KW
◆冷却能力：
3389W（在±
15°
条件下）
◆水箱容量：
85升
◆温度调节范围：
-5℃～+30℃
主要功能
--控制温度范围，带有电子调温，数字显示设定温度和实际温度，可设定两次除霜周期的间隙时间，以时间控制除霜。
--具有水温过载保护，缺水流量传感保护，水位标识显示
--采用快装式接口，进出水流量大。
--采用大容量水箱，35米扬程水泵和大口径水管路，可适用长距离管路排布的结构形式。
4.4150A等离子自动焊枪
该枪是专为等离子弧焊设计的部件，可用于焊接不锈钢、钛及其合金等金属。
等离子弧焊的焊接能量是由压缩电弧产生的。
它所产生的压缩电弧与非熔化极气体保护焊产生的非压缩电弧相比，能量更集中，改善了电弧的稳定性；
能量更高，焊接所需的电流较小；
对弧长变化的敏感性较小，焊接时输入的焊接线能量较小，工件的变形也较小。
主要技术参数表：
项目
主要可焊材质
不锈钢、钛及其合金等
接口形式
板材接头对接、开坡口对接
主配电源
TETRIX400等离子焊接电源
焊接速度
视工艺参数而定
暂载率
400A60%
送丝形式
填丝或自熔
焊接保护气体
氩气或氩氢混合气体
冷却方式
水冷
冷却水流量
≥4.8L/min
可焊板厚
≤8mm（8mm以上需开坡口焊接）
该枪主要由电极、水冷枪体、喷嘴、保护罩等功能部件所组成。
焊接时，有两路单独的气流送到焊枪上，一路气流在喷嘴体内环绕着钨极，并且通过喷嘴中心孔压缩电弧，以形成一种温度极高的等离子体射流，这路气流必须是惰性气体，通常是氩气，另外一路气流是保护性气体，它在喷嘴体与外保护气罩之间流出，防止熔融的焊缝金属和电弧受周围的空气氧化，它可以是一种惰性气体或混和气体。
4.5等离子托罩
400等离子焊枪拖罩
该拖罩与400等离子焊枪配套使用，适合焊接不锈钢、钛合金等
材料，具有以下特点：
◆
结构紧凑、外观美观；
◆保护效果好；
◆采用铝合金结构，和焊枪整体配合。
4.6TIG焊枪拖罩
该拖罩与TIG焊枪配套使用，适合焊接不锈钢、钛合金等材料，具有以下特点：
◆结构紧凑、外观美观
◆采用铝合金整体加工而成，和焊枪整体配合。
4.7高频引弧器
高频引弧器是用于提升引弧成功率的焊接设备配套装置。
主要适用于焊接电缆较长、周边设备有较多的干扰，频率损失较严重，引弧效果不佳的场合。
该装置内置散热风扇（24V/6W），可以长时间大电流工作；
该装置内置的12C4V6引弧板输出T=2us，V=750V的高频高压脉冲，经高压变压器升压
后引弧电压高达8000V，从而提高引弧成功率，达到100%成功。
4.8TIG/PAW送丝机
该送丝机由直流电机驱动，经微型减速器减速，输出轴上的齿轮与两边带送丝轮的齿轮啮合，送丝轮上方有压紧轮，通过弹簧杠杆压紧，转动偏心轮可改变压紧轮和送丝轮之间压紧力大小。
适合于TIG和PAW焊接工艺的低速送丝要求，根据焊丝直径装相应的送丝轮，可输送焊丝直径为Φ0.8、Φ1.0，Φ1.2，Φ1.6mm。
考虑到TIG或PAW对焊丝填充量的要求，TIG的送丝速度标准范围在100-1200mm/min，标配送丝轮为Φ0.8mm，PAW的送丝速度在300-2800mm/min，标配送丝轮为Φ1.0mm。
该送丝机构为与系统配套集成，速度的调节均由集中控制器来完成。
4.9二维送丝支架
该装置是实现焊接时送丝最佳角度送入溶池的功能配套件，对于TIG和PAW焊接工艺，是一个重要的部件，具有角度调整方便，占用空间小，焊枪连接简单等功能。
基本技术特性如下：
技术规格
型号或参数
技术特性
二维送丝支架
自动焊时可方便调整到最佳送丝角度与送丝管和焊枪的安装简单
4.10精密三维送丝支架
该装置是支撑焊丝，使焊丝按给定角度导入，焊丝位置通过手柄三轴可调来实现焊接时送丝最佳角度送入溶池的功能配套件，对于TIG和PAW焊接工艺，是一个重要的部件，具有角度调整准确，方便，与焊枪连接简单等功能。
精密三维送丝支架
型号
HWT5C
可调送丝角度
X/Y/Z三个方向
适用焊枪类型
直柄TIG或等离子焊枪
4.11电动十字滑架
该组件是自动焊接中重要部件，与电源和控制器配套可实现电弧高度点动控制（TIG/等离子状态下弧长控制）和焊枪的摆动控制。
滑架由两件互成十字相连的滑板组成，滑架的调整移动由步进电机带动丝杠旋转，再由螺母带动滑板移动，在外层十字滑架的移动块上固定支承板、焊枪座、焊枪和多维送丝支架等零部件。
电弧高度调整滑架和摆动滑架可单独分开安装和应用，在焊接过程中可通过控制按钮点动调节焊枪水平和垂直位置。
基本技术参数如下：
弧长滑架行程：
60mm
摆动滑架行程（摆幅）：
0～60mm
弧长响应速度：
0～700mm/min（自动补偿）
摆动速度：
0～1800mm/min
弧长跟踪电压:
TIG7～25V等离子10～35V
摆动两边停留时间：
0～9.9S
摆动形式:
之字形
4.12电缆总成
电缆安装在坦克链内，随焊接小车的运行而协调地运动，布线美观、稳定，可以很好地保护电缆和延长电缆寿命。
4.13等离子智能控制器
该控制器是完成多任务纵环缝焊接整个过程的中枢系统。
采用华恒稳定可靠的PLC可编程控制技术平台。
4.14
P+TPLC控制说明
电气控制系统
设备的供电系统能在三相，380V±
10，50Hz±
1％的网路电压下能够长期稳定运行，满足设备的工艺要求和安全要求，当设备出现故障或在超出范围时系统可显示故障信息，并立即给出声光报警信号。
控制系统具有人机界面装置，通过显示触摸屏与控制系统进行对话，菜单全部汉化显示，数字输入控制参数。
驱动电机由工程型变频器调速，低速扭矩大，输出响应快、响应速度小于1秒，变频调速设有过流、过压、过力矩保护，自我保护功能强大、免维修；
设有手控盒，方便操作。
焊接滚轮架、操作机均配有单独的手控操作盒，可完成整台设备的所有操作，并设有事故紧急停止按钮。
操作盒配有悬挂装置。
控制系统的所有电线电缆均使用铜芯电缆。
可编程控制器（PLC）进行组态，实现控制系统的逻辑控制，具有小型化，高速度，高性能，大容量等特点，控制系统的其它电气元件，如继电器、接触器、存储单元、信号采集及传递元件、各种行程开关、按钮等均采用优质元器件，使控制系统的可靠性和寿命得到了很大提高。
本控制系统与焊接电源一体控制，可实现设备动作与焊接过程的无缝连接，达到理想的焊接质量。
滚轮架滚轮的驱动采用交流变频技术，由变频器控制。
变频器选用施耐德公司产品，其它主要低压元件均采用性能可靠的施耐德品牌产品。
以保证控制系统的使用可靠性。
电气控制柜有防尘、防风的设计，控制按钮、开关位置标有汉字标志。
该焊接设备控制系统以PLC为主要控制单元，结合人机界面形成完整的控制系统，能对设备进行程序控制；
外部的位移检测装置传来信号进入控制系统内，由PLC来控制
等离子和氩弧焊时此系统可以做到防干扰。
不会出现因高频高温以及湿度影响系统稳定性。
操作简要说明
在确认人员处于安全位置，气，电，水都符合要求的的情况下，方可开启本机.。
将控制柜里面的空气开关置于ON，然后按下配电柜外面的电源开关，这样机器就处于上电待机状态。
4.13.1主画面说明
1.运行状态说明
绿灯：
运行中；
黄灯：
待机中；
2.程序号：
通过线控器拨码开关可更换焊接程序（0--49）
3.焊接速度：
实时显示当前焊接速度
4.送丝速度：
实时显示当前送丝速度
5.焊接方式：
横梁纵焊或滚轮架环焊
6.模拟/焊接：
可以进行模拟焊接选择
7.程序设定：
触控该键进入参数设定界面
8.正（反）：
触控该键选择滚轮架旋转方向
9.横移正（反）：
触控该键选择横移小车行走方向
10.跟踪关闭（开启）：
选择TIG焊接时可开启或关闭弧压跟踪功能
11.有丝（无丝）：
选择焊接时可开启或关闭送丝功能
4.13.2
1）：
焊接方式：
是指采用TIG或PLASMA单枪焊接还是P+T双枪焊接
2）:
小车反馈：
指焊接移动速度是采用闭环还是开环控制。
3）：
送丝机反馈：
是指送丝速度是采用闭环还是开环控制由客户选
4）：
TIG保护气：
单路还是双路是指采用纯氩还是氩+氢气弧，客户选择。
焊接过程用纯氩保护
5）：
滞后启动模式：
是指P+T双枪焊接时等离子起弧焊接多少距离还是多少时间后TIG才起弧盖面焊接。
也由客户选择。
此画面为不管是单枪还是双枪焊接时都需要的设定的公共参数。
2）：
等离子与TIG简要画面，其他画面不再显示
在焊接过程中实际焊接参数会自动显示出来。
便于观察焊接参数。
4.13.3设定值简要说明
切换：
通过触控该键弹出程序选择界面
主页：
触控该键返回主页
保存：
触控该键当前参数将保存至任意程序号
提前送气：
提前送气时间设定（0—60.0S）
滞后送气：
滞后送气时间设定（0—60.0S）
预溶时间：
预熔时间的设定（0S——60.0S）
衰减时间：
衰减时间的设定（0S——60.0S）
送丝延时：
预溶完成后送丝延时的设定（0—9.9S）
回丝时间：
衰减过程中回抽丝的时间（0-9.9S）
横移行程：
横移小车总的行走距离（0——3000.0mm）
横移速度：
横移小车行走速度（1-100mm/min）
碰工件抬升：
在待机自动对枪时，焊枪自动上升高度（0-9.9mm）
头架转速：
头架速度设定（0.01r/min——1.0r/min）
焊接距离：
头架旋转一圈的度数（1—9999mm）
送丝速度：
送丝速度设定（200--2800mm/min）
预融电流：
预熔焊接时电流设定（0-420A）
电流增量：
焊接过程中的微调电流量（0-10A）
峰值电流：
脉冲焊时的峰值电流（0-500A）（直流焊的电流也用该值）
基值电流：
脉冲焊时的基值电流（0-500A）
峰值时间：
脉冲焊的峰值时间（0-9.99S）
基值时间：
脉冲焊的基值时间（0-9.99S）
脉冲焊关闭：
触控该键可选择脉冲焊开启或关闭
跟踪弧压：
设定弧长跟踪的弧压（0-50.0V）
跟踪灵敏度：
设定允许的弧压波动量（0.1-9.9V）
弧压偏移：
设定弧压微调量（0-9.9V）
跟踪速度：
弧长跟踪时弧长移动速度（30--360mm/min）
横摆关闭：
触控该键可选择横摆开启或关闭
横摆延时：
预溶完成后横摆开启的延时时间（0--99.9S）
横摆宽度：
横摆宽度设定（1.0—60.0mm）
横摆速度：
横摆速度的设定（60mm/min——1800mm/min）
左停时间：
横摆在左边的停顿时间（0.01S——9.99S）
右停时间：
横摆在右边的停顿时间（0.01S——9.99S）
横移偏移：
横摆中心微调距离（0--9.9mm）
4.14芯轴冷却水箱
为了保证焊接质量，确保焊接过程中对工件的散热条件一致，同时防止铜衬垫受热变形，对芯轴采取有效的冷却是必要的。
该装置中采用了冷却能力强、冷却效果好的专用水箱。
传统做法是外接水源，这样现场既不美观，水也不可以循环利用，浪费大。
水箱由输入输出管路、循环泵、高效风冷热交换器和储液槽等组成。
特征：
◆模块式、便携式
◆强制制冷水泵和风扇
◆坚固的金属外壳
◆快装式接口
输入电压
220V±
10％
额定水流量
10L/min
水箱容积
15L
冷却液
纯净水（标准）
4.15液压伸降送料小车
在纵缝专机上，进行大口径筒体外焊时，由于无法使用行车等吊装设备，所以一般选用液压电动升降设备，该设备具有以下功能：
◆能电动升降工件；
◆升降采用液压传动，具有运动平稳；
◆根据工件重量，可选择电动/手动行走机构；
设备参数根据工件重量、工件尺寸选择升降行程。
具体参数如下表：
规格型号
承载重量（吨）
升降行程（米）
SGJ1.5
1.5
1.2/1.3/1.5
五．其他
1）、设备外观颜色为PB06淡（酞）蓝色
2）、润滑系统、减速器和轴承的加油位置方便操作，油窗玻璃上加装有便于开启的活络脘板，便于观察油位免于维修。
3）、电机采用皖南节能电机，主要电气控制元件采用西门子产品，电控箱防护等级为IP51。
4）、结构件、传动轴、滚轮等主要部件进行热处理，消除内应力，改善力学性能。
5）、提供一套安装、操作和维护用工具包，并提供一个专用工具箱。
6）、提供一套系统系统接插件包。
六．执行标准
在设计过程中执行ISO9001，其余按照相关标准执行
GB5226.1-2002《机械安全机械电气设备第一部分通用技术条件》
GB50231-1998《机械设备安装工程施工及验收通用条件》
GB8118-1995《电焊机通用技术条件》
七．随机文件
包括：
-焊接专机总图
-电源说明书
-电气、气控、机械等系统原理图
-合格证
-装箱清单
-验收报告
-整机安装图（润滑指示图、基础图、地脚螺栓安装图、电源进线图）
-设备使用说明书（操作维修手册）
-备件及易损件部分图及清单
八．设备安装验收
1）、设备安装调试期间，供方安装人员严格遵守需方的保密规定要求。
2）、设备安装调试期间，供方安装人员严格遵守需方的安全生产要求。
3）、供方提供设备安装时所需的调整和固定元件。
4）、要求需方使用该设备对低温气瓶产品进行焊接时，能保证连续质量焊接。
九．验收标准及方式
合同生效后，在主要图纸设计完成后，供方通知需方进行图纸会审，确认后投产。
需方不对图纸的正确性和可使用性负责，只对设备的结构形式认可。
1）、供方将设备试装完成后，通知需方派人在供方生产工厂进行预验收。
为确保预验收效果，供方保证按照技术协议的要求和生产检测标准对设备进行检测，合格后双方代表签字，作为此设备的原始检测报告或合格证的随机附件。
供方提供设备主要结构件的相关质量证明文件及出厂前的运行情况，并按照协议规定的内容对设备的功能、性能进行演示，以检查设备的综合性能是否余协议中的描述内容相符。
检查设备装箱前的装箱要求及装箱内容是否与设备出厂的要求相符，无异议后双方代表签字。
供方提供试片进行试片焊接，按照JB4730-2005标准的11级要求100%射线检测合格，机械性能符合JB4708-2000的焊接工艺评定试样要求。
2）设备出厂前40天供方将使用说明书，设备基础图、水、电、气提供需方准备，提出设备基础施工需求，便于需方组织基础施工，设备到厂后供方到需方进行安装，并进行设备调试和终验收工作，供方提供设备原始检验单和预验收相同的标准号和检测标准内容，需方如发现与相关要求不符或影响设备正常使用的情况，供方在接到需方书面通知后24小时给予答复，并在十日内处理完毕，否则视为违约，由此产生的一切费用由供方承担。
验收时供方应对需方操作及维修人员进行培训，培训期间负
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