彎頭生產企業會對沖壓成型后的彎頭沖壓單 片進行邊部余料切割，割制出所需的坡口，然后進 入組焊工序進行組對和焊接。目前，彎頭圓弧坡口 焊縫主要采用焊條手工焊、手工半自動氣體保護橫 焊或下坡焊、上坡焊。手工焊由焊工手持電焊鉗或 氣體保護的焊槍對靜止的彎頭坡口進行焊接。由于彎頭焊縫為圓弧形，焊工在手工焊接過程中，需要 一直集中精力觀察焊縫軌跡，并實時調整焊槍與彎 頭坡口之間的距離。焊接質量靠焊工個人技術熟練 程度保證，受人為因素影響較大，加大了焊工操作 的勞動強度，也造成焊接質量的不穩定，整體生產 效率較低，因此不適用于規模化高效生產。為解決 該問題，設計了彎頭焊縫自動氣體保護焊(簡稱氣 保焊)橫焊機，以提高彎頭焊接的質量和效率。

彎頭焊縫自動氣保焊橫焊機主要包括平臺裝 置、小車旋轉行走定位裝置、行走小車、焊槍粗調裝 置、彈簧頂緊裝置、支撐輪裝置、十字滑板裝置、焊 槍夾持裝置和焊槍等。

小車旋轉行走定位裝置包括緊固在平臺上的中 心軸、連桿轉軸、頂絲、連桿、連桿立柱連接件、 小車立柱、行走小車。行走小車利用MZ—1000埋 弧焊小車改造而成．主要包括小車長方體殼體、安 裝在殼體前面內部的驅動電機、減速器總成、減速 器輸出軸兩端的兩個驅動輪以及殼體后面外部的兩 個萬向輪。焊槍定位裝置主要包括帶齒條立桿一連 桿連接件、頂絲、帶齒條立桿、齒輪、與齒輪連接 的升降手輪、帶齒條立桿下部的頂緊裝置連接件及 其內部的齒輪、與該齒輪連接的升降手輪。 十字滑板裝置主要包括旋轉手輪、垂直框架、 絲杠、垂直滑塊、緊固螺釘、光軸壓板、螺釘、 滑桿、水平框架、水平滑塊。焊槍夾持裝置主要 包括調節螺母、焊槍夾頭、焊槍壓板、焊槍、螺 釘。


彈簧頂緊裝置主要包括光軸、導向板、箱式 滑塊、套在光軸上的彈簧、固定在光軸后端的導 向塊。支撐輪裝置主要包括支撐輪安裝架、輪 軸、支撐輪。用于彎頭擺放定位的平臺裝置包括 1個帶梯形槽的工作平臺、3個用于彎頭定位的V 形墊鐵、墊鐵緊固螺栓。

彎頭焊縫自動橫焊機的行走小車通過小車立 柱、連桿立柱連接件、連桿、連桿轉軸和頂絲等 零件與中心軸相連接，并以中心軸為圓心做圓周 軌跡運動，并依次通過上述焊槍粗調定位裝置、 彈簧頂緊裝置、十字滑板裝置、焊槍裝夾及角度 調節裝置等將行走小車圓周運動傳遞給焊槍。實 現彎頭內外圓弧上兩把焊槍的圓周運動。彎頭內 外圓周軌跡上的兩把焊槍可以同時進行焊接。也 可以單獨進行焊接。 其支撐輪與焊槍之間位置關系固定。彈簧頂 緊裝置中的彈簧預壓縮后使得支撐輪在沿彎頭焊 縫上邊沿圓弧運動的過程中。始終保持與彎頭圓 弧表面緊密接觸。從而確保焊槍端部與彎頭坡口 之間的位置恒定不變。實現焊槍對圓弧形焊縫坡 口的仿形跟蹤。

該彎頭焊縫自動橫焊機可以根據被焊彎頭 規格大小．通過上述的焊槍粗調定位裝置粗調 位于彎頭內、外圓弧處的焊槍運動半徑及高度。 另外還可以通過調節十字滑板裝置微調焊槍端 部焊絲與支撐輪的高低、前后距離。通過對水 平滑塊螺紋連接的焊槍裝夾角的調節來調整焊 槍的角度，以達到合適的焊絲角度。從而可以 實現直徑400 nun到1 420咖各種規格彎頭橫 焊縫的多層多道焊接。

利用該自動橫焊機進行彎頭焊接生產時，先 將行走小車移動到預擺放彎頭的90。范圍以外， 將3個V形墊鐵按照相應規格彎頭中軸線半徑 尺寸，分別用螺栓緊固在平臺的3條梯形槽中， 再將組合好的彎頭平放在V形墊鐵上。用焊槍 壓板、螺釘將焊槍緊固在焊槍夾頭中，松開焊槍 夾頭后部螺桿上的調節螺母，轉動焊槍帶動焊槍 夾頭螺桿轉動，將焊絲調整至合適焊接角度，再 擰緊調節螺母，固定焊槍角度。將行走小車移動 到彎頭的一個管端。根據待焊彎頭半徑大小，通 過旋轉頂緊裝置連接件上的升降手輪將分別對應 待焊彎頭內外圓弧的兩把焊槍調整至合適的高 度。松開分別對應彎頭內外圓弧的2個帶齒條立 桿連接件上的2個頂絲，將2個帶齒條立桿分別 移動至連桿上合適的半徑位置。并使彈簧頂緊裝 置上的彈簧產生足夠的壓縮量，使支撐輪裝置上 的支撐輪緊密接觸在緊靠彎頭坡口上沿的管壁 上，然后緊固頂絲，完成焊槍位置的粗調工作。 最后通過固定在彈簧頂緊裝置最前端的十字滑板 裝置微調焊槍高低、前后位置。通過角度調節裝 置調整焊槍的角度并通過螺母緊固焊槍夾頭，通 過上述調整將焊絲調整至最佳焊接姿態。完成上 述調整之后即可以開始進行彎頭圓弧焊縫的自動 橫焊，順時針完成一道焊縫焊接，再根據第二道 焊縫位置．通過十字滑板裝置微調一次焊絲位 置，逆時針完成第二道焊縫的焊接，如此往復直 至完成整個彎頭的多層多道橫焊縫焊接。每次開 始焊接時，應先起弧焊接，延時2 s再啟動行走小車。結束焊接時，應先停止小車行走，延時2 s 再熄滅電弧，這樣可以防止弧坑的產生，減少弧 坑缺陷。



該自動橫焊機克服了手工焊的不足，可以實 現彎頭圓弧形坡口焊縫的自動橫焊。其主要優點 如下： (1)采用圓規畫圓的原理實現了彎頭圓弧 焊縫自動橫焊工藝，彎頭裝夾定位容易，實現一次 裝夾即可完成彎頭內、外兩道圓弧焊縫焊接。 (2)由于采用彈簧頂緊裝置，有效克服彎 頭圓弧不規則造成的誤差。實現焊槍對焊縫坡口 的距離跟蹤。從而可以保證焊縫的正確位置及焊 接質量。 (3)由于采用了焊槍粗調定位裝置、彈簧 頂緊裝置前端固定的十字滑板調節裝置以及焊槍 角度調節裝置，可以調整各種規格彎頭每道橫焊 焊縫焊接時焊槍的角度和位置。從而實現直徑 400mm到1 420mm各種規格彎頭多層多道圓弧 焊縫的自動橫焊。 (4)焊槍回轉半徑、高度、角度可調，適 用于現有彎頭石油行業標準所涉及的全系列彎頭 內外圓弧焊縫的自動焊接。 (5)結構簡單，制造容易，成本低，焊接 速度可調，運行平穩，操作方便。