CN201913365U - 水电站压力钢管加劲环埋弧自动焊焊接装置 - Google Patents

Abstract

一种水电站压力钢管加劲环埋弧自动焊焊接装置，地坑的与地面呈45度夹角的一个侧壁上安装有用于承托压力钢管的两台滚焊台车，且两台滚焊台车的轴线与地面呈45度夹角；地坑的与地面呈45度夹角的另一个侧壁上安装有用作支撑压力钢管的高度较低的一端管口的三个导向轮，地坑上方置放有可移动龙门架，可移动龙门架上搭设有焊接平台，焊接平台上安装有埋弧焊机，且埋弧焊机的焊枪呈竖直方向布置。本实用新型结构简单、操作方便。与现有手工焊方式相比，生产效率和焊接质量均大为提高。

Description

水电站压力钢管加劲环埋弧自动焊焊接装置

技术领域

本实用新型涉及焊接装置，特别是大直径压力钢管上焊接加劲环的埋弧焊接装置。

背景技术

水电站用压力钢管材质为Q345R，内径4600mm，板厚22-42mm不等，加劲环板厚同主管壁厚，不开坡口角焊缝焊脚高度16-28mm。压力钢管总长约840米，加劲环分布间距下弯段1m，其他段2m。

加劲环是为了提高钢管抗外压稳定性而在钢管外壁设置的环状结构，传统的压力钢管加劲环角焊缝焊接仍多采用手动电弧焊方法，但是面对现在水电站压力钢管直径越来越大，板厚越来越厚的趋势，传统加劲环手动电弧焊生产效率太低已经严重制约到压力钢管的生产工作，手工电弧焊的生产效率只能达到埋弧自动焊的1/6～1/8，不但生产效率低，而且焊接质量较低。

以板厚34mm加劲环角焊缝焊接为例，图纸要求焊脚高度24mm，单节钢管长度两米，加劲环数量为2件，单道焊缝长14665mm，单节钢管加劲环焊缝总长58660mm，如若采用传统手工焊焊接，每道焊缝约需工日数量为5，58660mm的焊缝约需工日为20。生产效率极为低下，在焊工人员数量不足的情况下会严重制约项目的生产能力。

二氧化碳气体保护焊受气体供应限制和风力的影响适应性不强。传统加劲环手工电弧焊由于生产效率太低以及焊接质量不高已经严重制约到压力钢管的生产进度，无法满足生产的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种水电站压力钢管加劲环埋弧自动焊焊接装置，以提高生产效率、改善焊缝质量。

本新型的目的是这样实现的：一种水电站压力钢管加劲环埋弧自动焊焊接装置，地坑的与地面呈45度夹角的一个侧壁上安装有用于承托压力钢管的两台滚焊台车，且两台滚焊台车的轴线与地面呈45度夹角；地坑的与地面呈45度夹角的另一个侧壁上安装有用作支撑压力钢管的高度较低的一端管口的三个导向轮，地坑上方置放有可移动龙门架，可移动龙门架上搭设有焊接平台，焊接平台上安装有埋弧焊机，且埋弧焊机的焊枪呈竖直方向布置。

本新型提供了一种简易的工装，它由一套焊接滚焊台车，三个导向（支撑）轮，焊接龙门架和两台埋弧焊机组成。将滚焊台车轴线倾斜成与地面夹角45度设置，将压力钢管吊放到台车上，在高度较低的管口一端加装三个导向轮，同时起导向作用和防止钢管转动过程中发生轴线窜动，加劲环角焊缝此时成船型位置，与竖直焊枪左右对称。设计制作一个可移动龙门架，上面搭设两个可升降的焊接平台（按照加劲环的位置），焊接时埋弧焊机固定在平台上，压力钢管及加劲环随台车转动，实现船型位置焊接。

与现有技术相比，本新型的有益效果是：

1、生产效率大为提高，生产成本大幅下降

以同一焊接工程为例（新疆波波娜水电站的调压井压钢管制作）

1）现有手工电弧焊：

单个加劲环焊接，人工工资：150×6=900元；

本工程全部加劲环焊接，总计人工工资：840×900=756000元；

2）本新型埋弧自动焊：

单个加劲环焊接，人工工资：3/4×150=112.5元；

本工程全部加劲环埋弧焊接，总计人工工资：840×112.5=94500元；

滚焊台车购置费：92000×1=92000元；

导向轮购置费：2000×3=6000元；

龙门架材料购置费：1.9×4110=7809元；

龙门架行走轮购置费：2000×4=8000元；

龙门架行走轨道购置费：0.774×6000=4644元；

龙门架制作人工费：80×45=3600元；

费用总计：216553元。

本工程可直接创造经济效益约53.9447万元。

本新型的社会效益：极大提高了加劲环角焊缝焊接速度和整个压力钢管制作进度，节约了大量的人力资源和设备资源，值得在具备同等类似条件的工程上推广应用。

2、焊接质量大幅提高：要实现压力钢管加劲环的自动焊接，有两种方法可以使用：1）、二氧化碳气体保护焊，但是二保焊焊丝直径过小，想堆焊出大的焊脚尺寸非常困难，项目所在地和田无二氧化碳气体出售，要从700公里外喀什运输成本过高，制作施工现场地势开阔，多风沙，二氧化碳气体的保护效果也不理想，所以采用二氧化碳气体保护焊存在诸多困难，不易实现优质高效；2）、采用埋弧自动焊。

如果想要实现压力钢管加劲环的埋弧自动焊，首先需要解决两个问题：

1、由于埋弧自动焊单位时间内热输入量巨大，同样是直径4mm的埋弧焊丝和焊条，埋弧焊的焊接电流是焊条的近4倍，单位时间内热输入量非常大，对焊枪及焊机的角度要求苛刻，如采用传统手工焊位置进行埋弧自动焊，会造成母材融化后熔池金属受重力影响往下流动来不及填充融化部分母材，咬边现象及焊脚不对称现象严重。要焊接出复合规范规定的焊缝必须采用竖直焊枪为对称，实现船型位置焊接。

2、实现压力钢管加劲环角焊缝和埋弧焊机的相对转动，但由于埋弧的工艺特点（熔池必须有焊机覆盖及焊剂的松散性）故只能使加劲环施焊部位角焊缝实现相对转动，埋弧焊机焊枪保持不动。

本新型针对上述情况解决了上述两个问题：1、将滚焊台车轴线倾斜成与地面夹角45度放置，将压力钢管吊放到台车上，在高度较低的管口一端加装三个导向轮，同时起导向作用和防止钢管转动过程中发生轴向窜动，加劲环角焊缝此时成船型位置，与竖直焊枪左右对称。2、设计制作一个可移动龙门架，上面搭设焊接平台，焊接时埋弧焊机固定在平台上，压力钢管及加劲环随台车转动，实现船型位置焊接。

焊接完成后进行焊缝外观检验，焊脚高度及对称度符合规范要求，无咬边及表面裂纹气孔等，焊缝成型质量优良。与传统手工焊相比，焊接质量大大提高了。

本新型工艺简单，可以适应不同直径的压力钢管加劲环的焊接，焊缝成型质量优良，焊接效率高。

附图说明

图1是本新型压力钢管加劲环埋弧自动焊焊接方法纵剖面示意图。

具体实施方式

图1中 1、（埋弧自动焊焊机）焊枪；2、可移动龙门架；3、导向轮；4、滚焊台车。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种水电站压力钢管加劲环埋弧自动焊焊接装置，地坑6的与地面呈45度夹角的一个侧壁上安装有用于承托压力钢管7（其上有加劲环5）的两台滚焊台车4，且两台滚焊台车4的轴线与地面呈45度夹角；地坑6的与地面呈45度夹角的另一个侧壁上安装有用作支撑压力钢管7的高度较低的一端管口的三个导向轮3，地坑上方置放有可移动龙门架2，可移动龙门架上搭设有焊接平台，焊接平台上安装有埋弧焊机，且埋弧焊机的焊枪1呈竖直方向布置。

本新型具体操作方法是将移动式焊接龙门架移动，离开焊接位置，利用门机将待焊接钢管吊入坑内（焊接位置），放在焊接滚焊台车上，使管壁紧靠滚焊台车，管口紧靠焊接转动倒向支撑轮，移动焊接龙门架，调节焊接升降平台，焊接开始。

本实用新型操作简单，焊接高效，质量优良。

Claims (1)

1.一种水电站压力钢管加劲环埋弧自动焊焊接装置，其特征是：地坑（6）的与地面呈45度夹角的一个侧壁上安装有用于承托压力钢管（7）的两台滚焊台车（4），且两台滚焊台车（4）的轴线与地面呈45度夹角；地坑（6）的与地面呈45度夹角的另一个侧壁上安装有用作支撑压力钢管（7）的高度较低的一端管口的三个导向轮（3），地坑上方置放有可移动龙门架（2），可移动龙门架上搭设有焊接平台，焊接平台上安装有埋弧焊机，且埋弧焊机的焊枪（1）呈竖直方向布置。

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