港機中自動化焊接的應用

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1引言

20世紀70年代，集裝箱式的港口運輸模式開始在世界范圍內流行，尤其是在國際標準化組織國際集裝箱系列標準確定后，在全世界范圍內，越來越多的國家和地區開始建立集裝箱碼頭，同時，一大批生產港口碼頭機械設備的企業也如雨后春筍般相繼成立。南通振華重型裝備制造有限公司是一家專門從事海上重工以及港口機械的制造企業。港機焊接自動化也成為重型裝備制造企業業務開展的關鍵工作，這要求南通振華重型裝備制造有限公司在現有港機焊接技術的基礎上，結合自身的實際情況，通過技術創新方式，提升自身港機的自動化焊接水平。

2自動化焊接簡介

2.1港機自動焊接技術

南通振華重型裝備制造有限公司的軌道吊箱梁焊接采用的自動化焊接技術主要為自動角焊技術，即通過對軌道吊箱梁構造的分析，從箱梁通條外角以及箱梁構件縱向筋外角進行焊接作業。目前，使用較為普遍的2種焊接模式為基于焊接位置差異的側吸式自動角焊和平吸角焊接。

2.2港機焊接要求

目前，國際上港機焊接作業主要遵從的焊接規范為美國所提出的AWS規范，同時，結合ANSI/AWSD1.1《鋼結構焊接規范》的要求進行港機焊接操作。目前，南通振華重型裝備制造有限公司在港機焊接要求上主要遵從于ANSI/AWSD1.1《鋼結構焊接規范》，并結合ANSI/AWSD1.5《橋梁焊接規范》進行操作。在具體的焊接操作過程中，所采用焊接方法均需要在圖紙上標明采用的焊接方法，在重點焊接部分還需要在圖中明確標記出應采用的檢測方法。在對港機進行焊接的過程中，主要存在以下幾點焊接要求：

（1）進行焊接操作的施焊人員必須是經過專門培訓后的工作人員，港機焊接中的一些重要的焊接工作，必須由通過國家產品技術要求驗證后的焊接人員進行焊接操作；

（2）露天焊接時，在大霧、大風、下雨、下雪以及溫度小于-18℃時，不得進行焊接；

（3）焊接操作前，需要對焊縫附近大于2cm的邊緣進行清洗，并且在完全清理油漬、成塊的鐵銹氧化皮等雜質后才能施焊；

（4）對于低合金鋼結構件，焊接時必須嚴格基于其要求、用途、環境溫度進行預熱操作。按照規定，當δ（δ為鋼板厚度）≤16mm時，－10℃環境下進行焊接操作前需要在150～200℃下進行預熱；δ＞16～25mm時，－5℃環境下進行焊接操作前需要在150～200℃下進行預熱；δ＞25～50mm時，0℃環境下進行焊接操作前需要在150～200℃下進行預熱；δ＞50mm時，任何環境下進行焊接操作前需要在150～200℃下進行預熱規定施焊，并且在焊接完成后，還要進行保溫緩冷，以避免在焊接過程中因為低溫導致脆性形變；

（5）對于部分碳素鋼結構件，如焊接成型后δ＞50mm的厚板結構因為一些特殊原因需要在環境溫度在0℃以下時進行低溫施焊以及無法自由進行變形、角位移約束以及四周線位移約束結構的焊接作業，焊接時，為避免出現脆性斷裂以及裂紋，需要在焊接操作前基于工藝文件規定以及技術要求進行緩冷和預熱操作；

（6）對于部分需要對其進行力學性能試驗的重要結構，需要事先焊接試驗板，焊接試驗板的厚度、材質、坡口形式以及尺寸上必須做到和焊接工件之間的絕對一致，以避免在對工件焊接時出現問題；

（7）多層焊接時，應將已完成焊層的金屬飛濺物和熔渣物清除后再進行焊接；

（8）雙面對接焊需要去除焊根，可采用的去除方法主要有機械加工法以及碳弧氣剖法2種；

（9）多層焊接時，應盡可能地選擇平焊位置，以確保焊接質量。

3側吸式角焊小車

側吸式角焊小車是目前南通振華重型裝備制造有限公司在軌道吊箱梁焊接中應用十分廣泛的一種自動化焊接技術，主要用于軌道的支腿以及大梁處的外角焊接作業，其工作強度較低，焊接效率高且焊接后成形外觀十分美觀。

4平吸角焊小車

平吸角焊小車也是目前在南通振華重型裝備制造有限公司軌道吊箱梁焊接中應用十分廣泛的一種自動化焊接技術。單面連續焊接作為一種自動化焊接技術，較之傳統的人工操作的縱向間斷焊接技術，其優勢主要集中在5個方面：

（1）單面連續焊接基于自動角焊小車完成焊接作業，對焊接操作的人工需求較低；

（2）單面連續焊接中使用的自動焊接小車十分輕便，體積小，操作便捷，在現場操作中可以很好地適應現場作業，較之傳統手工焊接的方式，在焊接效率和質量上都有很大的提升；

（3）焊接作業很大部分都是依托于自動角焊小車完成，因此，對操作人員的技術要求很低，只需要通過較短的培訓便可以操作自動角焊小車，在人工成本上可以大大降低；

（4）焊接操作連續完成，因此，焊接完成后的外形十分美觀，無須再進行大量的打磨操作，節約打磨成本，同時提升焊接效率；

（5）避免了人工操作可能存在的失誤情況，因此，焊接質量更有保障。較之傳統的手工焊接方式，采用自動化單面連續焊接方式對同等長度的焊縫進行焊接時，在焊接總費用上減少了42%，在焊接人工上降低了17%，同時實現了焊材的節省，起到了焊接成本降低，焊接效率提升的效果。

5結語

本文以南通振華重型裝備制造有限公司軌道吊箱梁焊接為例，就側吸式角焊小車、平吸角焊小車2種自動化焊接技術和傳統工人焊接操作的費用和人工進行了比較，證明自動化焊接焊接在焊接效率和成本上都更有優勢，值得在我國港機焊接作業中推廣使用。