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钢箱梁自动化生产线
日期:2021-03-28    79次
1. 钢箱梁板单元自动化焊接系统
钢箱梁板单元典型的结构形式主要有三类:U肋板单元、板肋板单元、横隔板单元。钢箱梁板单元均为开放式结构,焊接为平面作业方式,涉及到的焊接工位均为平位、平角位,板单元的横向尺寸3~4m。鉴于这些结构特点,板单元自动化焊接系统宜采用龙门式自动焊机结构,钢箱梁板单元焊接系统。
各类板单元自动化焊接系统的结构与性能如下:
(1)U肋板单元自动化焊接系统 将龙门式多头自动焊接机与液压摇摆反变形胎架进行组合设计,选用气体保护焊,升降横梁可与摇摆式焊接反变形胎架面保持平行。摇摆式焊接反变形胎架可使工件处于有利的船形焊工位,改善焊缝外观成形,同时可有效减少板单元焊接变形。
(2)板肋板单元自动化焊接系统 主要用于多根板肋与底板之间进行同时焊接的专用设备,选用气体保护焊,每个立柱上设置4把焊枪,可对每条板肋实施双侧双丝气体保护焊,焊接生产效率高。
(3)横隔板单元自动化焊接系统 由于横隔板单元上安装有纵、横加劲肋,以及人孔加劲肋,为非直线复杂焊缝,故采用焊接机器人实现自动化焊接。一套焊接机器人系统中含有两个机械臂,加劲肋两侧可同时对称施焊,机器人焊接可消除采用小车焊接时的焊接盲区,减少焊接接头;此外,在加劲肋端部,双机械臂同时焊接,双熔池熔合后,可以实现包角处无接头焊接。
2. 焊缝自动跟踪技术

根据各种焊缝自动跟踪方式的原理与精度的不同,我公司对于横隔板单元件,采用焊接机器人电弧传感焊缝跟踪技术进行焊接;对于U肋板单元角焊缝,采用感应探头焊缝跟踪技术焊接,其焊炬在伺服电动机驱动下进行主动调节,跟踪探头尺寸小,受构件形状尺寸误差的影响较小,因此跟踪精度较高,能够较好满足U肋角焊缝稳定的熔深与良好外观成形的需求;对于板肋板单元角焊缝,由于熔深精度要求相对较低,因此采用结构原理更为简单的盘形轮式焊缝跟踪,可满足焊接要求;而靠轮式角焊小车,焊缝跟踪精度一般,可作为焊接机器人技术的补充,用于横隔板单元平直角焊缝的焊接。

3. 板单元自动化焊接方案
(1)U肋板单元自动化焊接方案对比 根据港珠澳大桥工程建设的要求,国内几大钢桥制造厂通过技术引进再创新,U肋板单元自动化焊接方案各有特点,形成了3种焊接方案:第一种采用焊接机器人+摇摆斜胎架;第二种是采用多头焊接专机+固定平胎架;第三种是采用多头焊接专机 摇摆斜胎架
从以上试验情况来看,在不同的工艺条件下,焊缝平均熔深依次增加,还发现,双丝焊焊缝熔宽较大,单丝焊熔宽较小,分析其原因为双丝焊时前丝焊道对后丝焊道的预热作用所致。双丝双熔池焊接工艺,经工艺参数优化后,用于U肋板单元的焊接基本可行;为更好地满足U肋焊缝的80%以上的熔深要求,在产品焊接中采用单丝两道焊工艺,虽限制了焊接效率进一步提高,但因焊缝两道分次焊接,有利于减少焊接变形,同时便于打底焊道完成后对定位焊处进行余高修磨,保证了整条U肋焊缝外观成形的一致性。
(3)高效化焊接 第一,龙门式焊机多焊炬设计。在U肋板单元生产线中,配置了具有6个操作臂的龙门式焊机,每个焊接操作臂上可安装2个焊炬,在板肋板单元生产线中,配置了具有6组操作臂的龙门式焊机,每个焊接操作臂上安装有4个焊炬,共有24把焊枪可在一块板单元上同时焊接,因此具有很高的焊接效率。
第二,配置高性能的焊接电源。配置了高性能的气体保护焊焊接电源,电源型号为OTC—XD600G,额定电流600A,满足100%暂载率的需求,可在高负荷高强度的自动焊接中实现稳定的焊接电参数输出。
第三,采用双丝气体保护焊工艺。在钢箱梁板单元焊接中采用了双丝双熔池气体保护焊,两根焊丝间隔一定距离,根据焊缝成形需要,焊丝可横向错位适当间距,且焊接参数可分别设置,相比单熔池双丝焊,对于较大尺寸的角焊缝,焊缝成形更容易得到有效控制。

第四,金属粉芯型药芯焊丝的应用。港珠澳大桥钢箱梁板单元焊接中大量应用了金属粉芯药芯焊丝,焊丝型号为E500T—1、φ1.4mm,不仅可提高焊接效率,而且焊接质量容易保证。