管道全位置自動焊接就是在管道相對固定的情況下,借助于機械、電氣的方法,使焊接設(shè)備帶動焊槍沿焊縫環(huán)繞管壁運動,從而實現(xiàn)自動焊接。
目前,全位置自動焊技術(shù)在大直徑厚壁壓力管道焊接中全面應(yīng)用尚有一定難度,其主要原因是:(1)大直徑厚壁壓力管道的安裝環(huán)縫組裝難以達到均勻一致的高精度,這就要求全位置自動焊設(shè)備能根據(jù)坡口尺寸和偏差自動調(diào)整焊槍位置,從而實現(xiàn)焊縫的自動跟蹤。但鑒于焊接過程的應(yīng)用環(huán)境惡劣,傳感器要受到弧光、高溫、煙塵、飛濺、振動和電磁場的干擾,故焊縫的自動跟蹤實現(xiàn)起來比較困難;(2)焊縫的空間位置不斷變化,要求焊接系統(tǒng)能根據(jù)焊槍所在位置自動及時調(diào)整焊接工藝參數(shù),實現(xiàn)各處焊縫成型基本一致;(3)執(zhí)行機構(gòu),尤其是需高頻換向的焊槍擺動機構(gòu)傳動誤差的定量識別及高精度快速實時補償難度較大。
目前,國內(nèi)外已研制成功的自動焊接設(shè)備,如美國林肯中小口徑管道焊接設(shè)備,及國內(nèi)石油天然氣管道局管道專用焊接設(shè)備等,均人為假設(shè)管道環(huán)縫組裝均勻一致,并且焊接小車爬行軌道與焊縫平行,在必要時完全依賴人工調(diào)節(jié)焊槍從而無焊縫跟蹤功能,所以嚴(yán)格地講這些設(shè)備均不能稱為管道自動焊設(shè)備。
另外,在焊接規(guī)范參數(shù)的自調(diào)節(jié)方面,目前所具有的自動焊設(shè)備,均建立在焊前大量試驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,并且所建立的數(shù)學(xué)模型均與實際存有很大出入,這樣不但使焊前準(zhǔn)備工作過程復(fù)雜化,自動焊設(shè)備適應(yīng)性降低,而且在焊接過程中所調(diào)節(jié)規(guī)范參數(shù)的合理性,即焊接質(zhì)量得不到保證。
其次,目前的自動焊設(shè)備的擺動機構(gòu)大多采用擺鐘式原理,即擺動機構(gòu)左右等幅交替擺動,針對各執(zhí)行機構(gòu)的傳動誤差,尤其是具有頻繁換向需求的擺動機構(gòu)所帶來的換向耦合誤差無能為力,從而照成誤差的累積,使擺動的中心偏離實際焊縫中心,焊接熔池位置偏離焊縫。
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