CN110270772A - 一种不锈钢筒体焊接方法 - Google Patents

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Abstract

一种不锈钢筒体焊接方法(200)，包括如下步骤：根据待焊接的滚筒的尺寸和重量提供用于支承和转动所述待焊滚筒的焊接辅助单元(201)；对所述焊接辅助单元进行水平调节(202)；将待焊接的滚筒根据焊接位置放置在所述焊接辅助单元上(203)；焊接执行单元在适合进行平焊焊接的特定位置随着所述焊接辅助单元转动待焊接的滚筒同时执行平焊焊接(204)。

Description

一种不锈钢筒体焊接方法
技术领域
本发明涉及不锈钢筒体焊接工艺，具体地涉及一种不锈钢筒体焊接方法及相应的焊接系统。
背景技术
奥氏体不锈钢材料是不锈钢中最重要的钢种之一，在高温、极低温度(-196℃)下均可以具有优良的塑韧性、冷热加工性能和耐腐蚀性能，因此大直径奥氏体不锈钢材料筒体得到广泛的应用。
但是，奥氏体不锈钢材料热敏感性较强，在450度—850度温区停留时间稍长，焊缝及热影响区耐腐蚀性能严重下降。容易发生热裂纹。保护不良，高温氧化严重，晶间腐蚀会造成强度失效。线膨胀系数大，导热性差，会产生较大的焊接变形。尤其是，当使用大直径例如3米以上直径奥氏体不锈钢筒体焊接时，如果不采用辅助的焊接工装，超过180公分以上的区域及筒体底部通常无法焊接(通常人员的身高都不太容易超过180公分)，因此传统的方式就是在焊接超过180公分的情况下通常的手段就是搭设脚手架，从而焊接人员可以借助于脚手架进行高空焊接作业。然而传统搭设脚手架焊接的方式会加大高空坠落风险，不仅成本高、风险大而且在高空作业的情况下对于焊接要求比较高的奥氏体不锈钢材料焊接通常会极大地影响焊接的质量和效率。
一般而言，焊接位置一般分为平焊、横焊、立焊和仰焊，如附图1a、1b、1c、1d分别示出了平焊、横焊、立焊和仰焊的示意图。所谓平焊，就是将待焊接的板材水平放置，因此其难度最低，且效率最高；所谓横焊，就是板材垂直放置，焊缝的轴线为水平位置，如图1b；所谓立焊，就是板材垂直放置，焊缝轴线为垂直位置，如图1c；所谓仰焊，就是板材水平放置，焊接时从板材的下部进行焊接，如图1d所示。通常，立焊、仰焊难度大，对焊工要求高且质量相对差。不锈钢筒体对接焊接属于环形对接，需要涉及平焊、立焊、仰焊位置，比较复杂，尤其是在大直径筒体的情况下，难度更加巨大。
发明内容
因此，为了减少在不锈钢筒体尤其是大直径诸如超过三米的筒体的焊接中出现焊接变形，同时还可以确保在筒体焊接尤其是对接特别是环形对接的情况下在任意位置均可以方便焊接，而且还能够提高效率并且降低成本，按照本发明的第一方面，提出一种不锈钢筒体焊接方法，包括如下步骤：
根据待焊接的滚筒的尺寸和重量提供用于支承和转动所述待焊滚筒的焊接辅助单元；
对所述焊接辅助单元进行水平调节；
将待焊接的滚筒根据焊接位置放置在所述焊接辅助单元上；
焊接执行单元在适合进行平焊焊接的特定位置随着所述焊接辅助单元转动待焊接的滚筒同时执行平焊焊接。
本发明的构思在于，借助于焊接辅助单元在支承待焊接的滚筒的同时转动待焊接的滚筒，同时随着滚筒的转动，焊接执行单元在适合进行平焊焊接的特定位置进行焊接，从而随着焊接沿焊缝的顺序完成，总是有待焊接的滚筒周边转向焊接执行单元接收焊接，从而随着滚筒在焊接辅助单元的带动下的转动，焊接执行单元也以难道比较低的平焊方式完成其整个圆周的全部焊接。由此可以实现，待焊接的滚筒根据需求借助于焊接辅助单元以一定的速度转动，尤其是在环形对接的情况下，滚筒的整条对接环缝均可以实现平焊的方式，大大提高了焊缝质量及焊接效率。
有利地，在将待焊接的滚筒根据焊接位置放置在所述焊接辅助单元上之前对所述焊接执行单元进行调节，以便使得其可以带动待焊接的滚筒同步进行滚动。由此进一步确保焊接的精度和焊接质量。
有利地，所述焊接辅助单元可以是两台焊接滚轮架，在该情况下通常将两台滚轮架设备调整水平至2mm以内，由此可以确保其待支承的滚筒的焊接精度以及可能的偏差在误差允许范围之内。
有利地，可以借助于焊接工装将焊接执行单元移动到适合进行平焊焊接的特定位置。由此焊接执行单元的位置是可调的，从而可以针对不同直径或大小的待焊接的滚筒灵活调节其相对位置。
有利地，焊接执行单元可以是焊接机器人，也可以是携带焊接工具的焊接人员。如果通过焊接人员进行焊接，那么焊接人员可以通过焊接工装转移到适合进行平焊焊接的特定位置，那么焊接人员可以随着待焊接的滚筒的滚动进行平焊焊接，直至全部完成。同时，焊接人员在专用焊接工装的保护下非常安全，而且不需要大量活动，大大降低了出现人员高空坠落的风险。
有利地，如果焊接执行单元是焊接机器人，那么可以通过自动控制的方式，协调焊接辅助单元对待焊接的滚筒的转动与焊接机器人的焊接，从而使得两者在速度配合的同时并且确保焊接质量的前提下，完成全部焊接任务。
按照本发明的第二方面，提出一种不锈钢筒体焊接系统，该焊接系统包括：中央处理器、焊接辅助单元、焊接执行单元、输入单元和输出单元，其中焊接辅助单元、焊接执行单元、输入单元和输出单元分别与中央处理器电连接并且可以交换数据和接收控制命令。焊接辅助单元可以构成为用于支承和滚动待焊接的滚筒的两台焊接滚轮架，并且可以通过来自中央处理器的命令执行启动、滚动以及调节其滚动的速度。焊接执行单元可以构成为焊接机器人并且通过接收来自中央处理器的命令执行焊接任务。输入单元可以构成为用于根据要焊接的滚筒的尺寸大小、工艺要求设定必要的参数，例如可以构成为键盘或者其他输入装置。输出单元可以构成为显示屏用于显示在焊接过程中有可能出现的错误或者紧急情况，以便在利用焊接机器人而不是利用焊接人员进行焊接的情况下对焊接过程进行监控。当然，有利地，输入单元和输出单元也可以构成为一体式的触摸屏。
按照本发明的第二方面提出的不锈钢筒体焊接系统，通过中央处理器的控制和调节，使得实现如下，即：在借助于焊接辅助单元在支承待焊接的滚筒的同时转动待焊接的滚筒，同时随着滚筒的转动，焊接执行单元在适合进行平焊焊接的特定位置进行焊接，从而随着焊接沿焊缝的顺序完成，总是由待焊接的滚筒周边转向焊接执行单元接收焊接，从而随着滚筒在焊接辅助单元的带动下的转动，焊接执行单元也以难道比较低的平焊方式完成其整个圆周的全部焊接。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅描述本发明的一部分实施例。这些附图对于本发明来说并不是限制性的，而是起示例性的作用。其中：
图1a-1d示出根据现有技术的四种焊机方法的示意图；
图2示出按照本发明的一个实施例的提出的不锈钢筒体焊接系统的示意方框图；
图3示出按照图2的示例性的不锈钢筒体焊接系统的应用示例；
图4示出按照本发明提出的不锈钢筒体焊接方法的示意流程图。
具体实施方式
图2示出按照本发明的一个实施例的提出的不锈钢筒体焊接系统100的示意方框图。该不锈钢筒体焊接系统100包括：构成为PLC(可编程逻辑器件)的中央处理器101、作为焊接辅助单元的两个焊接滚轮架102、作为焊接执行单元的焊接机器人103、构成为输入单元(104)和输出单元(105)的一体式触摸屏，其中焊接滚轮架102、焊接机器人103、触摸屏(104、105)分别与上述作为中央处理单元的PLC电连接并且可以交换数据和接收控制命令，其中PLC构成为用于协调整个系统中的各个构件在焊接流程中的运行，PLC可以通过与焊接辅助单元102和焊接执行单元103通信并且发送控制命令，使得在借助于焊接滚轮架102在支承待焊接的滚筒的同时转动待焊接的滚筒，同时使得焊接机器人103在适合进行平焊焊接的特定位置执行焊接。自然，备选地，除了焊接机器人之外，其他可以通过与中央处理器进行通信来进行焊接过程调节的焊接构件或焊接单元也是可以考虑的。
图3示出按照图2的示例性的不锈钢筒体焊接系统的应用示例。如图所示，在该示例中，应用按照本发明提出的不锈钢筒体焊接系统100来焊接大直径比如3米的脱硫塔筒体2，该筒体2由奥氏体不锈钢材料构成，在该示例中需要将两个脱硫塔筒体2(图3中只能看到截面)环形对接延长，那么首先将筒体2放置在焊接滚轮架102上，放置之前，还必须将两台焊接滚轮架102进行必要的调整，在此为调整水平至2mm以内。随后，通过PLC调试滚轮架102，确保两台滚轮架102可以同时启动并转速一致。随后通过PLC将焊接机器人103升到合理焊接位置，如图所示在滚筒最高部，由此实现筒体平焊焊接，在该位置可以实现难度最低和精度最高的焊接，从而确保焊接质量。在将焊接机器人103移动到适合的焊接位置之后，通过PLC控制焊接滚轮架102使得筒体2转动的同时控制焊接机器人103进行焊接，直至滚筒转动一圈之后，完成全部焊接任务。
图4示出按照本发明提出的不锈钢筒体焊接方法的示意流程图。该方法200包括如下步骤：
根据待焊接的滚筒的尺寸和重量提供用于支承和转动所述待焊滚筒的焊接辅助单元201；
对所述焊接辅助单元进行水平调节202；
将待焊接的滚筒根据焊接位置放置在所述焊接辅助单元上203；
焊接执行单元在适合进行平焊焊接的特定位置随着所述焊接辅助单元转动待焊接的滚筒同时执行平焊焊接204。
对所提出的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。应当理解，以上实施例中所公开的特征，除了有特别说明的情形外，都可以单独地或者相结合地使用。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本文所公开的本发明并不局限于所公开的具体实施例，而是意在涵盖如所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围之内的修改。

Claims (11)

1.一种不锈钢筒体焊接方法(200)，包括如下步骤：
根据待焊接的滚筒的尺寸和重量提供用于支承和转动所述待焊滚筒的焊接辅助单元(201)；
对所述焊接辅助单元进行水平调节(202)；
将待焊接的滚筒根据焊接位置放置在所述焊接辅助单元上(203)；
焊接执行单元在适合进行平焊焊接的特定位置随着所述焊接辅助单元转动待焊接的滚筒同时执行平焊焊接(204)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将待焊接的滚筒根据焊接位置放置在所述焊接辅助单元上(203)之前对所述焊接执行单元进行调节，以便使得其带动待焊接的滚筒同步进行滚动。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊接辅助单元是两台焊接滚轮架。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于焊接工装将焊接执行单元移动到适合进行平焊焊接的特定位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊接执行单元是焊接机器人。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊接执行单元是是携带焊接工具的焊接人员。
7.一种不锈钢筒体焊接系统(100)，包括：中央处理器(101)、焊接辅助单元(102)、焊接执行单元(103)、输入单元(104)和输出单元(105)，其中焊接辅助单元(102)、焊接执行单元(103)、输入单元(104)和输出单元(105)分别与中央处理器(101)电连接并且交换数据和接收控制命令，其中中央处理器(101)构成为，通过与所述焊接辅助单元(102)和焊接执行单元(103)通信并且发送控制命令的方式，使得在借助于焊接辅助单元(102)在支承待焊接的滚筒的同时转动待焊接的滚筒，同时使得焊接执行单元(103)在适合进行平焊焊接的特定位置执行焊接。
8.根据权利要求7所述的焊接系统(100)，其特征在于，焊接辅助单元构成为用于支承和滚动待焊接的滚筒的两台焊接滚轮架。
9.根据权利要求7所述的系统(100)，其特征在于，所述中央处理器(101)构成为可编程逻辑器件。
10.根据权利要求7所述的系统(100)，其特征在于，焊接执行单元构成为焊接机器人并且通过接收来自中央处理器的命令执行焊接任务。
11.根据权利要求7所述的系统(100)，其特征在于，输入单元(104)和输出单元(105)构成为一体式的触摸屏。
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