CN111822816A - 一种使用新型堆焊装备自动堆焊三通阀的方法 - Google Patents

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CN111822816A CN202010704233.5A CN202010704233A CN111822816A CN 111822816 A CN111822816 A CN 111822816A CN 202010704233 A CN202010704233 A CN 202010704233A CN 111822816 A CN111822816 A CN 111822816A
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Abstract

本发明公开了一种使用新型堆焊装备自动堆焊三通阀的方法，针对需要堆焊的三通阀体，在新型紧凑型装备上输入不同区域的尺寸进行编程设置，三通阀体参数设置好之后，用装备上的焊枪对工件进行校圆，保证阀体与堆焊装备上的焊枪处于同圆心位置。设置好后堆焊过程中装备可自动避开球通道，起弧熄弧整齐平整，降低焊接缺陷，提高堆焊效率。

Description

一种使用新型堆焊装备自动堆焊三通阀的方法
技术领域
本发明涉及堆焊领域，尤其涉及一种使用新型堆焊装备自动堆焊三通阀的方法。
背景技术
在堆焊行业中，针对三通阀体工件的堆焊作业，就国内现有的设备而言，三通阀体堆焊区域比较复杂，在主通道区域有相贯线，无法实现自动化焊接，堆焊主通道与相贯线里面时需要操作工手动控制起弧和熄弧；手动起弧和熄弧会造成焊接未熔合、以及缺肉(尺寸不足)等焊接缺陷，相贯线一圈区域高低不平，且堆焊层数越多，造成焊接缺陷的可能性越大。往往存在堆焊效率低，设备操作工操作复杂的问题。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足与缺陷，本发明提供一种使用新型堆焊装备自动堆焊三通阀的方法，设置好后堆焊过程中装备可自动避开球通道，起弧熄弧整齐平整，降低焊接缺陷，提高堆焊效率。
技术方案：本发明的一种使用新型堆焊装备自动堆焊三通阀的方法，其特征在于：包括下述步骤：
1)将三通阀摆放至新型堆焊装备的转台上；
2)打开总电源、焊接电源、焊接保护气体，设备开机运行稳定后在遥控器上进入工件堆焊模式界面，并选择三通阀堆焊模式；
3)通过遥控器控制移动横梁，将焊枪移至三通阀阀体内孔上对点，旋转转台进行焊枪与工件的校圆，保证焊枪与阀体内孔处于同圆心位置；
4)遥控器点击工件模式界面，选择堆焊工件模式为三通阀堆焊；并输入具体的工件数据包括内孔总高、主通道直径与总长度、左侧相贯线与右侧相贯线的开裆距离、相贯线直径、步进距离；
5)将焊枪移动至主通道处左侧点位，遥控器点到标定界面，在变位机标定中点击变位机标定一，让设备记录左侧点位的位置；将焊枪移动至主通道处右侧点位，遥控器点到标定界面，在变位机标定中点击变位机标定二，让设备记录右侧点位的位置；
6)将焊枪移动至工件主通道最上端，遥控器点击到标定界面，点击竖梁位置标定，并输入左侧通道、右侧通道侧孔中心距高度；
7)标定位置后，遥控器回到自动界面，输入焊接参数包括焊接速度28cm/min～30cm/min，送丝速度1.8m/min～2.0m/min，焊接电压12V～15V，热丝电流40A～60A，热丝电压5V～6V，脉冲频率2.5Hz，占空比60％，弧压跟踪精度0.5V，弧压调节增量0.1V，焊后回退2.0mm；
8)开始焊接，起弧位置在主通道的左侧相贯线与右侧相贯线处，采用120％的起弧电流，先形成熔池，起弧后按照设定好的焊接参数正常堆焊焊接，当焊接至两侧相贯线时设备会停止焊接，并自动旋转至另一侧，再自动起弧堆焊；直至堆焊区已经越过相贯线区域，设备便开始整个圆周方向的堆焊，直至完成堆焊。
其中，所述的步骤(1)中三通阀在焊接前打磨清理待焊接区域表面，去除工件表面杂质与氧化物；使用电动角磨机装百叶片打磨，打磨后使用丙酮浸泡过的抹布进行打磨区域的擦拭，去除打磨的残留杂质。
其中，所述的步骤(3)中焊枪的枪头选用喷嘴内径为12mm，钨针为
Figure BDA0002594101580000021
铈钨，气体为Ar气，气流量12L/min～15L/min，送丝方式为前送丝。
其中，所述的新型堆焊装备的转台包括底座部分、划架部分、焊接部分与装备控制系统部分；所述底座部分包括底板并在底板底部设有若干个水平调节支架；所述划架部分包括固定柱、相互活动连接的横梁与竖梁；所述焊接部分包括焊接电源、送丝机、高频发生装置、焊枪与固定支架；所述装备控制系统部分包括转台、控制柜与遥控器。
其中，所述的竖梁位于固定柱上方且竖梁与横梁之间通过固定板上的凹槽嵌合连接，竖梁上设有竖向齿条并通过竖梁上的第二伺服电机来配合竖向齿条的捏合转动实现横梁的上下移动；所述横梁上设有横向齿条并通过横梁上的第一伺服电机来配合横向齿条捏合转动实现横梁的左右移动。
其中，所述的焊接电源位于底板上方且焊接电源与送丝机、高频发生装置分别通过数据线连接；所述固定支架与横梁连接并在固定支架上设有送丝盘；所述焊枪通过固定扣与固定支架连接且焊枪端部与送丝机连接；所述固定扣与焊枪位于同一中心线。
其中，所述的控制柜设有电源总开关、屏幕、紧急停止按钮与状态指示灯且控制柜与遥控器通过数据线连接，控制柜与第一伺服电机、第二伺服电机分别通过数据线连接；所述转台位于底板上方且转台内部设有碳刷与电机，电机与控制柜通过电源线连接，碳刷与焊接电源的地线连接；所述转台与焊枪位于同一中心线。
其中，所述的高频发生装置与固定支架之间通过第一连接板固定连接；所述的送丝机与固定支架之间通过第二连接板固定连接。
其中，所述的新型堆焊装备的转台使用时，包括下述步骤：
1)焊接配置选用FRONIUS TT5000 DC TIG焊接电源，焊接电源为TT5000恒压电源，焊接电弧恒压≤0.5V，额定电流400A～500A；水箱配比FRONIUS FK4000原配水箱，水流量6L/min～7L/min；送丝机配比FRONIUS KD1500D-11，额定送丝速度0～22M/min，附加TT2200热丝电源；
2)行程设备为堆焊使用新型紧凑型装备，伺服立柱，垂直升降行程1200mm～1500mm，伺服横梁，水平伸缩行程1200mm～1300mm；转台承重≤5000Kg，转台台面直径
Figure BDA0002594101580000031
Figure BDA0002594101580000032
转速0.039rpm～3.9rpm；
3)PLC控制系统由Simens PLC逻辑编程、Profinet总线通讯接口、AVC弧长控制功能组成；
4)打开控制柜上的电源总开关，将工件摆放至转台上，通过遥控器控制横梁移动至工件位置；
5)用焊枪在工件上寻找点位，再转动转台进行校圆，直至工件与转台、焊枪在同一圆心；遥控器设置具体对应工件的参数，进行堆焊。
其中，所述的三通阀包括阀体且阀体中部设有主通道并在两端分别设有左侧通道、右侧通道；所述主通道与左侧通道、右侧通道连接处为堆焊区；所述堆焊区设有若干根环形的焊缝且焊缝并排平行设置或并排叠加设置；所述焊缝之间中心间距为2.5mm～3.5mm。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：本发明针对需要堆焊的三通阀体，在新型紧凑型装备上输入不同区域的尺寸进行编程设置，三通阀体参数设置好之后，用装备上的焊枪对工件进行校圆，保证阀体与堆焊装备上的焊枪处于同圆心位置。设置好后堆焊过程中装备可自动避开球通道，起弧熄弧整齐平整，降低焊接缺陷，提高堆焊效率。
附图说明
图1为本发明的新型堆焊装备的结构示意图；
图2为本发明的新型堆焊装备的左视结构示意图；
图3为本发明的三通阀的结构示意图；
图4为本发明的左侧点位与右侧点位的结构示意图；
图中1为转台、2为控制柜、3为屏幕、4为紧急停止按钮、5为状态指示灯、6为固定柱、7为横梁、8为第一伺服电机、9为送丝盘、10为送丝机、11为固定支架、12为固定扣、13为焊枪、14为竖向齿条、15为竖梁、16为遥控器、17为底板、18为水平调节支架、19为高频发生装置、20为第二伺服电机、21为横向齿条、22为焊接电源、23为固定板、24为第一连接板、25为电源总开关、26为第二连接板、27为左侧相贯线、28为右侧相贯线、29为阀体、30为主通道、31为左侧通道、32为右侧通道、33为左侧点位、34为右侧点位。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的描述。
本发明的一种使用新型堆焊装备自动堆焊三通阀的方法，包括下述步骤：
1)将三通阀摆放至新型堆焊装备的转台1上；
2)打开总电源、焊接电源22、焊接保护气体，设备开机运行稳定后在遥控器16上进入工件堆焊模式界面，并选择三通阀堆焊模式；
3)通过遥控器16控制移动横梁7，将焊枪13移至三通阀阀体29内孔上对点，旋转转台1进行焊枪13与工件的校圆，保证焊枪13与阀体29内孔同圆心；
4)遥控器16点击工件模式界面，选择堆焊工件模式为三通阀堆焊；并输入具体的工件数据包括内孔总高、主通道30直径与总长度、左侧相贯线27与右侧相贯线28的开裆距离、相贯线直径、步进距离；
5)将焊枪13移动至主通道30处左侧点位33，遥控器16点到标定界面，在变位机标定中点击变位机标定一，让设备记录左侧点位33的位置；将焊枪13移动至主通道30处右侧点位34，遥控器16点到标定界面，在变位机标定中点击变位机标定二，让设备记录右侧点位34的位置；
6)将焊枪13移动至工件主通道30最上端，遥控器16点击到标定界面，点击竖梁15位置标定，并输入左侧通道31、右侧通道32侧孔中心距高度；
7)标定位置后，遥控器16回到自动界面，输入焊接参数包括焊接速度28cm/min～30cm/min，送丝速度1.8m/min～2.0m/min，焊接电压12V～15V，热丝电流40A～60A，热丝电压5V～6V，脉冲频率2.5Hz，占空比60％，弧压跟踪精度0.5V，弧压调节增量0.1V，焊后回退2.0mm；
8)开始焊接，起弧位置在主通道30的左侧相贯线27与右侧相贯线28处，采用120％的起弧电流，先形成熔池，起弧后按照设定好的焊接参数正常堆焊焊接，当焊接至两侧相贯线时设备会停止焊接，并自动旋转至另一侧，再自动起弧堆焊；直至堆焊区已经越过相贯线区域，设备便开始整个圆周方向的堆焊，直至完成堆焊。
其中，所述的步骤(1)中三通阀在焊接前打磨清理待焊接区域表面，去除工件表面杂质与氧化物；使用电动角磨机装百叶片打磨，打磨后使用丙酮浸泡过的抹布进行打磨区域的擦拭，去除打磨的残留杂质。步骤(3)中焊枪13的枪头选用喷嘴内径为12mm，钨针为
Figure BDA0002594101580000051
铈钨，气体为Ar气，气流量12L/min～15L/min，送丝方式为前送丝。
其中，新型堆焊装备的转台1包括底座部分、划架部分、焊接部分与装备控制系统部分；底座部分包括底板17并在底板17底部设有若干个水平调节支架18；划架部分包括固定柱6、相互活动连接的横梁7与竖梁15；焊接部分包括焊接电源22、送丝机10、高频发生装置19、焊枪13与固定支架11；装备控制系统部分包括转台1、控制柜2与遥控器16。竖梁15位于固定柱6上方且竖梁15与横梁7之间通过固定板23上的凹槽嵌合连接，竖梁15上设有竖向齿条14并通过竖梁15上的第二伺服电机20来配合竖向齿条14的捏合转动实现横梁7的上下移动；横梁7上设有横向齿条21并通过横梁7上的第一伺服电机8来配合横向齿条21捏合转动实现横梁7的左右移动。焊接电源22位于底板17上方且焊接电源22与送丝机10、高频发生装置19分别通过数据线连接；固定支架11与横梁7连接并在固定支架11上设有送丝盘9；焊枪13通过固定扣12与固定支架11连接且焊枪13端部与送丝机10连接；固定扣12与焊枪13位于同一中心线。控制柜2设有电源总开关25、屏幕3、紧急停止按钮4与状态指示灯5且控制柜2与遥控器16通过数据线连接，控制柜2与第一伺服电机8、第二伺服电机20分别通过数据线连接；转台1位于底板17上方且转台1内部设有碳刷与电机，电机与控制柜2通过电源线连接，碳刷与焊接电源22的地线连接；转台1与焊枪13位于同一中心线。高频发生装置19与固定支架11之间通过第一连接板24固定连接；送丝机10与固定支架11之间通过第二连接板26固定连接。
新型堆焊装备的转台1使用时，包括下述步骤：
1)焊接配置选用FRONIUS TT5000 DC TIG焊接电源22，焊接电源22为TT5000恒压电源，焊接电弧恒压≤0.5V，额定电流400A～500A；水箱配比FRONIUS FK4000原配水箱，水流量6L/min～7L/min；送丝机10配比FRONIUS KD1500D-11，额定送丝速度0～22M/min，附加TT2200热丝电源；
2)行程设备为堆焊使用新型紧凑型装备，伺服立柱，垂直升降行程1200mm～1500mm，伺服横梁，水平伸缩行程1200mm～1300mm；转台1承重≤5000Kg，转台1台面直径
Figure BDA0002594101580000061
Figure BDA0002594101580000062
转速0.039rpm～3.9rpm；
3)PLC控制系统由Simens PLC逻辑编程、Profinet总线通讯接口、AVC弧长控制功能组成；
4)打开控制柜2上的电源总开关25，将工件摆放至转台1上，通过遥控器16控制横梁7移动至工件位置；
5)用焊枪13在工件上寻找点位，再转动转台1进行校圆，直至工件与转台1、焊枪13在同一圆心；遥控器16设置具体对应工件的参数，进行堆焊。
其中，三通阀包括阀体29且阀体29中部设有主通道30并在两端分别设有左侧通道31、右侧通道32；主通道30与左侧通道31、右侧通道32连接处为堆焊区；堆焊区设有若干根环形的焊缝且焊缝并排平行设置或并排叠加设置；焊缝之间中心间距为2.5mm～3.5mm。
其中，主通道30与左侧通道31、右侧通道32均连通，主通道30与左侧通道31连通处为弧形的左侧相贯线27结构，主通道30与右侧通道32连通处为弧形的右侧相贯线28结构。左侧相贯线27与右侧相贯线28最接近处设有对应的左侧点位33与右侧点位34。主通道30为顶部开口、底部密封的圆柱形通道，主通道30顶部为圆台结构。左侧通道31、右侧通道32均为两端开口的圆柱形通道，左侧通道31、右侧通道32侧部均为圆台结构。堆焊区的焊缝的堆焊厚度为1.5mm～2.5mm。其中，当堆焊区的焊缝并排叠加设置时，设有2～3个焊缝层且相邻焊缝层的焊缝交错排列。焊缝为625镍合金焊缝。
本发明针对需要堆焊的三通阀体，在新型紧凑型装备上输入不同区域的尺寸进行编程设置，三通阀体参数设置好之后，用装备上的焊枪13对工件进行校圆，保证阀体29与堆焊装备上的焊枪13处于同圆心位置。设置好后堆焊过程中装备可自动避开球通道，起弧熄弧整齐平整，降低焊接缺陷，提高堆焊效率。

Claims (10)

1.一种使用新型堆焊装备自动堆焊三通阀的方法，其特征在于：包括下述步骤：
1)将三通阀摆放至新型堆焊装备的转台(1)上；
2)打开总电源、焊接电源(22)、焊接保护气体，设备开机运行稳定后在遥控器(16)上进入工件堆焊模式界面，并选择三通阀堆焊模式；
3)通过遥控器(16)控制移动横梁(7)，将焊枪(13)移至三通阀阀体(29)内孔上对点，旋转转台(1)进行焊枪(13)与工件的校圆，保证焊枪(13)与阀体(29)内孔处于同圆心位置；
4)遥控器(16)点击工件模式界面，选择堆焊工件模式为三通阀堆焊；并输入具体的工件数据包括内孔总高、主通道(30)直径与总长度、左侧相贯线(27)与右侧相贯线(28)的开裆距离、相贯线直径、步进距离；
5)将焊枪(13)移动至主通道(30)处左侧点位(33)，遥控器(16)点到标定界面，在变位机标定中点击变位机标定一，让设备记录左侧点位(33)的位置；将焊枪(13)移动至主通道(30)处右侧点位(34)，遥控器(16)点到标定界面，在变位机标定中点击变位机标定二，让设备记录右侧点位(34)的位置；
6)将焊枪(13)移动至工件主通道(30)最上端，遥控器(16)点击到标定界面，点击竖梁(15)位置标定，并输入左侧通道(31)、右侧通道(32)侧孔中心距高度；
7)标定位置后，遥控器(16)回到自动界面，输入焊接参数包括焊接速度28cm/min～30cm/min，送丝速度1.8m/min～2.0m/min，焊接电压12V～15V，热丝电流40A～60A，热丝电压5V～6V，脉冲频率2.5Hz，占空比60％，弧压跟踪精度0.5V，弧压调节增量0.1V，焊后回退2.0mm；
8)开始焊接，起弧位置在主通道(30)的左侧相贯线(27)与右侧相贯线(28)处，采用120％的起弧电流，先形成熔池，起弧后按照设定好的焊接参数正常堆焊焊接，当焊接至两侧相贯线时设备会停止焊接，并自动旋转至另一侧，再自动起弧堆焊；直至堆焊区已经越过相贯线区域，设备便开始整个圆周方向的堆焊，直至完成堆焊。
2.根据权利要求1所述的使用新型堆焊装备自动堆焊三通阀的方法，其特征在于：所述的步骤(1)中三通阀在焊接前打磨清理待焊接区域表面，去除工件表面杂质与氧化物；使用电动角磨机装百叶片打磨，打磨后使用丙酮浸泡过的抹布进行打磨区域的擦拭，去除打磨的残留杂质。
3.根据权利要求1所述的使用新型堆焊装备自动堆焊三通阀的方法，其特征在于：所述的步骤(3)中焊枪(13)的枪头选用喷嘴内径为12mm，钨针为
Figure FDA0002594101570000021
铈钨，气体为Ar气，气流量12L/min～15L/min，送丝方式为前送丝。
4.根据权利要求1所述的使用新型堆焊装备自动堆焊三通阀的方法，其特征在于：所述的新型堆焊装备的转台(1)包括底座部分、划架部分、焊接部分与装备控制系统部分；所述底座部分包括底板(17)并在底板(17)底部设有若干个水平调节支架(18)；所述划架部分包括固定柱(6)、相互活动连接的横梁(7)与竖梁(15)；所述焊接部分包括焊接电源(22)、送丝机(10)、高频发生装置(19)、焊枪(13)与固定支架(11)；所述装备控制系统部分包括转台(1)、控制柜(2)与遥控器(16)。
5.根据权利要求4所述的使用新型堆焊装备自动堆焊三通阀的方法，其特征在于：所述的竖梁(15)位于固定柱(6)上方且竖梁(15)与横梁(7)之间通过固定板(23)上的凹槽嵌合连接，竖梁(15)上设有竖向齿条(14)并通过竖梁(15)上的第二伺服电机(20)来配合竖向齿条(14)的捏合转动实现横梁(7)的上下移动；所述横梁(7)上设有横向齿条(21)并通过横梁(7)上的第一伺服电机(8)来配合横向齿条(21)捏合转动实现横梁(7)的左右移动。
6.根据权利要求4所述的使用新型堆焊装备自动堆焊三通阀的方法，其特征在于：所述的焊接电源(22)位于底板(17)上方且焊接电源(22)与送丝机(10)、高频发生装置(19)分别通过数据线连接；所述固定支架(11)与横梁(7)连接并在固定支架(11)上设有送丝盘(9)；所述焊枪(13)通过固定扣(12)与固定支架(11)连接且焊枪(13)端部与送丝机(10)连接；所述固定扣(12)与焊枪(13)位于同一中心线。
7.根据权利要求4所述的使用新型堆焊装备自动堆焊三通阀的方法，其特征在于：所述的控制柜(2)设有电源总开关(25)、屏幕(3)、紧急停止按钮(4)与状态指示灯(5)且控制柜(2)与遥控器(16)通过数据线连接，控制柜(2)与第一伺服电机(8)、第二伺服电机(20)分别通过数据线连接；所述转台(1)位于底板(17)上方且转台(1)内部设有碳刷与电机，电机与控制柜(2)通过电源线连接，碳刷与焊接电源(22)的地线连接；所述转台(1)与焊枪(13)位于同一中心线。
8.根据权利要求4所述的使用新型堆焊装备自动堆焊三通阀的方法，其特征在于：所述的高频发生装置(19)与固定支架(11)之间通过第一连接板(24)固定连接；所述的送丝机(10)与固定支架(11)之间通过第二连接板(26)固定连接。
9.根据权利要求1所述的使用新型堆焊装备自动堆焊三通阀的方法，其特征在于：所述的新型堆焊装备的转台(1)使用时，包括下述步骤：
1)焊接配置选用FRONIUS TT5000 DC TIG焊接电源(22)，焊接电源(22)为TT5000恒压电源，焊接电弧恒压≤0.5V，额定电流400A～500A；水箱配比FRONIUS FK4000原配水箱，水流量6L/min～7L/min；送丝机(10)配比FRONIUS KD1500D-11，额定送丝速度0～22M/min，附加TT2200热丝电源；
2)行程设备为堆焊使用新型紧凑型装备，伺服立柱，垂直升降行程1200mm～1500mm，伺服横梁，水平伸缩行程1200mm～1300mm；转台(1)承重≤5000Kg，转台(1)台面直径
Figure FDA0002594101570000031
转速0.039rpm～3.9rpm；
3)PLC控制系统由Simens PLC逻辑编程、Profinet总线通讯接口、AVC弧长控制功能组成；
4)打开控制柜(2)上的电源总开关(25)，将工件摆放至转台(1)上，通过遥控器(16)控制横梁(7)移动至工件位置；
5)用焊枪(13)在工件上寻找点位，再转动转台(1)进行校圆，直至工件与转台(1)、焊枪(13)在同一圆心；遥控器(16)设置具体对应工件的参数，进行堆焊。
10.根据权利要求1所述的使用新型堆焊装备自动堆焊三通阀的方法，其特征在于：所述的三通阀包括阀体(29)且阀体(29)中部设有主通道(30)并在两端分别设有左侧通道(31)、右侧通道(32)；所述主通道(30)与左侧通道(31)、右侧通道(32)连接处为堆焊区；所述堆焊区设有若干根环形的焊缝且焊缝并排平行设置或并排叠加设置；所述焊缝之间中心间距为2.5mm～3.5mm。
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