焊接操作機

焊接操作機一般由立柱、橫樑、迴轉機構、台車等部件組成。

基本介紹

• 中文名：焊接操作機
• 包括：焊接機頭或焊槍
• 保持：在待焊位置，
• 屬於：軌跡移動焊劑的裝置

裝置定義

將焊接機頭或焊槍送到並保持在待焊位置，或以選定的焊接速度沿規定的軌跡移動焊劑的裝置。

套用與組成

焊接操作機套用：焊接操作機是與焊接滾輪架、焊接變位機等組合，對構件的內外環縫、角焊縫、內外縱縫進行自動焊接的專用設備，有固定式、迴轉式、全位置等多種結構形式。可根據用戶的需求選擇結構並配套各種焊機以及增加跟蹤、擺動、監控、焊劑回收輸送等輔助功能.

焊接中心

焊接操作機組成原理：主要由操作裝置、控制裝置、動力源裝置、工藝保障裝置組成。

一、 操作裝置包括導軌、傾角調節機構、垂直導向機構、焊槍夾和焊槍，傾角調節機構可使焊槍能繞中心進行正負旋轉。

二、 控制裝置由電氣控制系統組成，可以控制焊接操作機的工作狀態。

三、 動力源裝置由氣缸組成，採用氣壓驅動進行動力傳送。

四、 工藝保障裝置由導絲機構、焊絲導管和導絲嘴組成，能實現焊絲的自動導向定位，可保證焊縫質量。

焊接操作機可與專用的焊件變位機械配合，實現缸體一次裝夾，兩根焊槍同時焊接左右兩側，使得加工精確度和生產效率很大幅度的提高

焊接操作機一般由立柱、橫樑、迴轉機構、台車等部件組成。各部件為積木式結構，一般立柱、橫樑為其基本部件，其餘部件可據用戶使用要求選配。立柱及橫樑採用折彎焊接結構件，具有很好的剛性。 輕、中型、重型焊接操作機均採用三角型導軌，超重型採用平面方形導軌，均經刨床加工。 保證了導軌的高精度及其耐磨性。 套用於壓力容器中鍋爐汽包， 石化容器等圓筒形工件的內外縫的縱縫焊和環縫焊焊接。

獨特的橫樑和立柱截面設計，焊後去應力處理，經刨、磨成型。重量輕、強度高、穩定性好。橫樑內伸縮臂的設計，可有效增加橫樑的水平伸縮距離。

橫樑升降採用交流電機恆速方式，升降平穩、均勻，安全係數高。帶安全防墜裝置。

橫樑伸縮、立柱電動迴轉、電動台車均採用交流電機變頻無級調速，恆轉矩輸出，速度平穩（特別是低速下），啟動或 停止迅捷，速度數字顯示並可預置。

立柱迴轉分為手動、電動兩種，迴轉支承採用國內名牌廠家的產品，自帶高精度齒輪，轉動靈活，並可手動鎖緊，安全可靠。

台車採用標準鐵路路軌為行走軌道，分為手動及電動兩種。手動適用於輕型及移動範圍較小的操作機，電動則適用於重型或移動範圍較大的操作機。

載人型操作機設有載人操作平台，隨橫臂一起移動。

採用手控盒、機頭控制箱（焊接控制箱）構成近控與遠控方式，操作靈活方便，並在電氣箱預留聯動接口，可與滾輪架、變位機、圓形迴轉工作檯等實現同步聯動。

分類

焊接操作機的結構形式很多，使用範圍廣，長與焊件變位機械相配合，完成各種焊接作業。 按其結構形式及套用特點可分為三種：

1、平台式焊接操作機：平台式焊接操作機又分為單軌台車式和雙軌台車式兩種。單軌台車式焊接操作機實際上還有一條軌道，不過該軌道一般設定在車間的立柱上，車間橋式起重機移動往往引起平台振動，從而影響焊接過程的正常進行。平台式焊接操作機的機動性、使用範圍和用途均不如伸縮臂式焊接操作機，在國內的套用已逐年減少。

2、橫臂式焊接操作機：這類焊接操作機根據橫臂的結構不同有分為懸臂式焊接操作機和伸縮臂式焊接操作機。

3、門式焊接操作機：這種焊接操作機有兩種結構：一種是焊接小車座落在沿門架可升降的工作平台上，並可沿平台上的軌道橫向移動；另一種是焊接機頭安裝在一套升降裝置上，該裝置又座落在可沿橫樑軌道移動的跑車上。

焊接工裝夾具

作用

1、準確、可靠的定位和夾緊，可以減輕甚至取消下料和劃線工作。減小製品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可換性；

2、有效的防止和減輕了焊接變形；

3、使工件處於最佳的施焊部位，焊縫的成型性良好，工藝缺陷明顯降低，焊接速度得以提高；

4、以機械裝置代替了手工裝配零件部位時的定位、夾緊及工件翻轉等繁重的工作，改善了工人的勞動條件；

5、可以擴大先進的工藝方法的使用範圍，促進焊接結構的生產機械化和自動化的綜合發展；

設計的基本要求

（1）工裝夾具應具備足夠的強度和剛度。夾具在生產中投入使用時要承受多種力度的作用，所以工裝夾具應具備足夠的強度和剛度；

（2）夾緊的可靠性。夾緊時不能破壞工件的定位位置和保證產品形狀、尺寸符合圖樣要求。既不能允許工件鬆動滑移，又不使工件的拘束度過大而產生較大的拘束應力；

（3）焊接操作的靈活性。使用夾具生產應保證足夠的裝焊空間，使操作人員有良好的視野和操作環境，使焊接生產的全過程處於穩定的工作狀態；

（4）便於焊件的裝卸。操作時應考慮製品在裝配定位焊或焊接後能順利的從夾具中取出，還要製品在翻轉或吊運使不受損害；

（5）良好的工藝性。所設計的夾具應便於製造、安裝和操作，便於檢驗、維修和更換易損零件。設計時還要考慮車間現有的夾緊動力源、吊裝能力及安裝場地等因素，降低夾具製造成本。

分類與組成

焊接工裝夾具是將捍件準確定位並夾緊，甩於裝配和焊接的工藝設備。

在焊接結構生產中，裝配和焊接是兩道重要的生產工序，根據工藝通常以兩種方式完成這兩道工序：—種是先裝配後焊接；一種是邊裝配邊焊接。我們把用來裝配以進行定位焊的夾具稱做裝配夾具；專門用來焊接焊件的夾具稱做焊接夾具；把既用來裝配又用來焊接的工具稱做裝焊夾具。它們統稱為焊接工裝夾具。

一個完整的夾具，是由定位器、夾緊機構、夾具體三部分組成的。在裝焊作業中，多使用在夾具體上裝有多種不同夾緊機構和定位器的複雜夾具。其中，除夾具體是根據焊結構形式進行專門設計外，夾緊機構和定位器多是通用的結構形式。

定位器大多數是固定式的，也有一些為了便於焊件裝卸，做成伸縮式或轉動式的，並採用手動、氣動、液壓等驅動方式。夾緊機構是夾具的主要組成部分，其結構形式很多，且相對複雜。驅動方式也多種多樣。在一些大型複雜的夾具上，夾緊機構的結構形式有多種，而且還使用多種動力源，有手動加氣動的、氣動加電磁的等等。這種多動力源夾具，稱作混合式夾具。在先進工業國家裡，對廣泛採用的一些夾緊機構已經標準化、系列化，在工藝設計時進行選用即可。我國焊接工作者，正進行著這方面的研究開發工作，相信不久也會有我們自己的系列化、標準化的夾緊機構出現。

特點

焊接工裝夾具的特點，是由裝配焊接工藝和焊接結構的形式決定的，有如下特點：

(1)、由於焊件一般由多個簡單零件組焊而成，而這些零件的裝配和定位焊，在焊接工裝夾具上是按順序進行的，因此，它們的定位和夾緊是一個個單獨進行的。

(2)、在焊接過程中，零件會因焊接加熱而伸長或因冷卻而縮短，為了減少或消除焊接變形，要求工裝夾具能對某些零件給予反變形或者作剛性的夾固；為了減少焊接應力，又要允許某些零件在某一方向可自由伸縮。因此，焊接工裝夾具不是對所有的零件都作剛性夾固。

(3)、對焊接工裝夾具而言，裝焊完的結構尺寸增大，重量增加，形狀變得複雜，增加了從工裝夾具上卸下的難度。

(4)、對於熔焊的夾具，工作時主要承受焊件的重力、焊接應力和夾緊力。有的還要承受裝配時的錘擊力；用於壓焊的夾具還要承受頂鍛力。

(5)、焊接工裝夾具往往是焊接電源二次迴路的一個組成部分，因此絕緣和導電是設計中必須注意的一個問題。例如，在設計電阻焊用的夾具時，如果絕緣處理不當，將引起分流，使接頭強度降低。

(6)、裝配夾具和裝焊夾具上的夾緊點、定位點比工具機夾具上的多達幾倍甚至十幾倍，因此，設計難度較大，特別是定位點、夾緊點的數量、選位和兩者的對應關係，都會影響夾具的功能和質量。

(7)、焊接工裝夾具主要用來保證焊接結構各連線件的相對位置精度和整體結構的形狀精度。

焊接工裝夾具的設計

(1) 、焊接工裝夾具應動作迅速、操作方便，操作位置應處在工人容易接近、最宜操作的部位。特別是手動夾具，其操作力不能過大，操作頻率不能過高，操作高度應設在工人最易用力的部位，當夾具處於夾緊狀態時，應能自鎖。

(2) 、焊接工裝夾具應有足夠的裝配，焊接空間，不能影響焊接操作和焊工觀察，不妨礙焊件的裝卸。所有的定位元件和夾緊機構應與焊道保持適當的距離，或者布置在焊件的下方或側面。夾緊機構的執行元件應能夠伸縮或轉位。

(3) 、夾緊可靠，剛性適當。夾緊時不破壞焊件的定位位置和幾何形狀，夾緊後既不使焊件鬆動滑移，又不使焊件的拘束度過大而產生較大的應力。

(4) 、為了保證使用安全，應設定必要的安全連鎖保護裝置。

(5) 、夾緊時不應損壞焊件的表面質量，夾緊薄件和軟質材料的焊件時，應限制夾緊力，或者採取壓頭行程限位、加大壓頭接觸而積、加添銅、鋁襯墊等措施。

(6) 、接近焊接部位的夾具，應考慮操作手把的隔熱和防止焊接飛濺物對夾緊機構和定位器表面的損傷。

(7) 、夾具的施力點應位於焊件的支承處或者布置在靠近支承的地方，要防止支承反力與夾緊力、支承反力與重力形成力偶。

(8) 、注意各種焊接方法在導熱、導電、隔磁、絕緣等方面對夾具提出的特殊要求。例如，凸焊和閃光焊時，夾具兼作導電體；釺焊時，夾具兼作散熱體，因此要求夾具本身具有良好的導電、導熱性能。再如，真空電子束焊所使用的夾具，為了不影響電子束聚焦，在槍頭附近的夾具零件，不能用磁性材料製作，夾具也不能帶有剩磁。

(9) 、用於大型板焊結構的夾具，要有足夠的強度和剛度，特別是夾具體的剛度，對結構的形狀精度、尺寸精度影響較大，設計時要留有較大的余度。

(10) 、在同一個夾具上．定位器和夾緊機構的結構形式不宜過多，並且儘量只選用一種動力源。

(11) 、工裝夾具本身應具有較好的製造工藝性和較高的機械效率。

(12) 、儘量選用已通用化、標準化的夾緊機構以及標準的零部件來製作焊接工裝夾具。

分析對比

傳動形式與驅動機構

1）伸縮臂與平台的升降

操作機的平台升降多為恆速或快、慢兩檔速度；伸縮臂的升降多為快、慢兩檔速度或無極變速，速度在0.5~2m/min之間者為多。

2）伸縮臂的迴轉

伸縮臂的迴轉運動有手動和恆速電動兩種驅動形式，前者多用於小型操作機，後 者多用於大中型操作機。迴轉速度一般為0.6r/min,在迴轉系統中還設有手動鎖緊裝置。

不管是圓形立柱或非圓形立柱，伸縮臂的迴轉幾乎都採用立柱自身迴轉式，立柱底端直接（手動迴轉）或通過齒圓 （電動機驅動）座落在推力軸承上，保證立柱的靈活轉動。

3）伸縮臂的進給（伸縮）

伸縮臂的進給運動多為直流電動機驅動，進來也有用直流或交流伺服電動機驅動的。

由於焊縱縫時伸縮臂要以焊速進給，所以對其以焊速運行的平穩性要求較高，進給速度的波動要小於5%；有的操作機還設有一檔空程速度，多在180~240m/h之間，以提高作業效率。為了保證到位精度和運行安全，在進給系統中設有制動和行程保護裝置。