本發(fā)明涉及一種大型低合金高強(qiáng)鋼球罐全位置自適應(yīng)焊接工藝。
背景技術(shù)：
：受運(yùn)輸?shù)葪l件的限制，大型壓力容器如球形儲罐等一般都需要在現(xiàn)場進(jìn)行焊接組裝。我國從上世紀(jì)九十年代開始就開展球罐現(xiàn)場自動焊的研究，但前期開發(fā)的現(xiàn)場自動焊設(shè)備自動化水平較低，不能自動感知焊接位置，不同位置的焊接工藝參數(shù)需要操作人員實(shí)時進(jìn)行調(diào)節(jié)，裝置對現(xiàn)場的適應(yīng)能力差，產(chǎn)品焊接質(zhì)量受人為因素的影響較大，難以保證焊縫成形和焊接質(zhì)量，無法滿足現(xiàn)代高參數(shù)壓力容器對焊接質(zhì)量的要求。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供了一種大型低合金高強(qiáng)鋼球罐全位置自適應(yīng)焊接工藝，本焊接工藝能夠?qū)崿F(xiàn)不同焊接部位的焊接工藝參數(shù)的自動調(diào)整，從而自動化水平較高，不但大大提高了工作效率，而且有效地確保了球罐縱縫的焊接質(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種大型低合金高強(qiáng)鋼球罐全位置自適應(yīng)焊接工藝，包括如下步驟：S1，在球罐施焊前，按照球罐縱縫上的不同區(qū)域設(shè)定不同的焊接工藝參數(shù)，并將此不同的焊接工藝參數(shù)按焊接區(qū)域分別輸入到焊接小車的中央控制單元中；S2，在球罐上預(yù)置軌道，所述軌道沿著球罐的縱縫方向設(shè)置，所述焊接小車設(shè)置在所述軌道上，且所述焊接小車上設(shè)置有位置檢測裝置；S3，現(xiàn)場焊接過程中，所述位置檢測裝置實(shí)時檢測焊接小車所處的焊接區(qū)域，位置檢測裝置并將檢測到的焊接小車的焊接區(qū)域發(fā)送至所述中央控制單元；所述中央控制單元根據(jù)接收到的焊接小車的焊接區(qū)域，實(shí)時調(diào)整焊接小車的焊接工藝參數(shù)，直至焊接結(jié)束。優(yōu)選的，步驟S1中，球罐上的每條縱縫按照其長度均分為若干焊接區(qū)域，每個焊接區(qū)域?qū)?yīng)不同的焊接工藝參數(shù)。優(yōu)選的，所述焊接工藝參數(shù)包括焊接電流值、焊接的電弧電壓值以及焊接小車的行走速度值。優(yōu)選的，所述位置檢測裝置為傾角傳感器。更為優(yōu)選的，步驟S1中，每條所述縱縫處于球罐外壁上的部分為外壁縱縫，處于球罐內(nèi)壁上的部分為內(nèi)壁縱縫；所述外壁縱縫自球罐的底部至球罐的頂部均分為八個焊接區(qū)域，分別為外壁縱縫第一焊段、外壁縱縫第二焊段、外壁縱縫第三焊段、外壁縱縫第四焊段、外壁縱縫第五焊段、外壁縱縫第六焊段、外壁縱縫第七焊段、外壁縱縫第八焊段；所述內(nèi)壁縱縫自球罐的頂部至球罐的底部均分為八個焊接區(qū)域，分別為內(nèi)壁縱縫第一焊段、內(nèi)壁縱縫第二焊段、內(nèi)壁縱縫第三焊段、內(nèi)壁縱縫第四焊段、內(nèi)壁縱縫第五焊段、內(nèi)壁縱縫第六焊段、內(nèi)壁縱縫第七焊段、內(nèi)壁縱縫第八焊段；所述外壁縱縫第一焊段和內(nèi)壁縱縫第一焊段的焊接工藝參數(shù)如下：焊接電流值為170A，焊接的電弧電壓值為20V,焊接小車的行走速度值為180mm/min；所述外壁縱縫第二焊段和內(nèi)壁縱縫第二焊段的焊接工藝參數(shù)如下：焊接電流值為180A，焊接的電弧電壓值為20.5V,焊接小車的行走速度值為170mm/min；所述外壁縱縫第三焊段和內(nèi)壁縱縫第三焊段的焊接工藝參數(shù)如下：焊接電流值為185A，焊接的電弧電壓值為21V,焊接小車的行走速度值為160mm/min；所述外壁縱縫第四焊段和內(nèi)壁縱縫第四焊段的焊接工藝參數(shù)如下：焊接電流值為190A，焊接的電弧電壓值為21V,焊接小車的行走速度值為160mm/min；所述外壁縱縫第五焊段和內(nèi)壁縱縫第五焊段的焊接工藝參數(shù)如下：焊接電流值為190A，焊接的電弧電壓值為21V,焊接小車的行走速度值為160mm/min；所述外壁縱縫第六焊段和內(nèi)壁縱縫第六焊段的焊接工藝參數(shù)如下：焊接電流值為200A，焊接的電弧電壓值為22V,焊接小車的行走速度值為155mm/min；所述外壁縱縫第七焊段和內(nèi)壁縱縫第七焊段的焊接工藝參數(shù)如下：焊接電流值為210A，焊接的電弧電壓值為22.5V,焊接小車的行走速度值為155mm/min；所述外壁縱縫第八焊段和內(nèi)壁縱縫第八焊段的焊接工藝參數(shù)如下：焊接電流值為220A，焊接的電弧電壓值為23V,焊接小車的行走速度值為150mm/min。本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明中的焊接小車具有感知能力，能夠自動識別焊接位置，中央控制單元根據(jù)焊接小車的焊接位置查詢與焊接位置相對應(yīng)的工藝參數(shù)，在根據(jù)預(yù)先輸入的工藝參數(shù)實(shí)時調(diào)整焊接小車的技術(shù)參數(shù)，不但極大的提高了工作效率，也有效地確保了大型球罐的整體焊接質(zhì)量。附圖說明圖1為球罐自動焊接系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為球罐表面某一條縱縫的焊接區(qū)域的分割示意圖。圖3為焊接小車在球罐的下半球內(nèi)壁以及上半球外壁時的工作示意圖。圖4為焊接小車在球罐的下半球外壁以及上半球內(nèi)壁時的工作示意圖。圖5為傾角傳感器檢測所得到的球罐表面某一條縱縫的焊接區(qū)域的分區(qū)圖。圖6為球罐自動焊控制實(shí)施過程示意圖。圖5、圖6中的所標(biāo)數(shù)據(jù)，括號前的數(shù)字為外壁縱縫焊接時的角度分區(qū)，括號內(nèi)的數(shù)字為在內(nèi)壁縱縫焊接時的角度分區(qū)。圖中標(biāo)記的含義如下：10-焊接小車11-送絲機(jī)12-傾角傳感器20-軌道30-焊接電源40-中央控制柜50-球罐51-外壁縱縫511-外壁縱縫第一焊段512-外壁縱縫第二焊段513-外壁縱縫第三焊段514-外壁縱縫第四焊段515-外壁縱縫第五焊段516-外壁縱縫第二焊段517-外壁縱縫第二焊段518-外壁縱縫第二焊段52-內(nèi)壁縱縫521-內(nèi)壁縱縫第一焊段522-內(nèi)壁縱縫第二焊段523-內(nèi)壁縱縫第三焊段524-內(nèi)壁縱縫第四焊段525-內(nèi)壁縱縫第五焊段526-內(nèi)壁縱縫第二焊段527-內(nèi)壁縱縫第二焊段528-內(nèi)壁縱縫第二焊段具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖1所示，球罐自動焊接系統(tǒng)由焊接小車10、送絲機(jī)11、傾角傳感器12、預(yù)置的柔性軌道20、焊接電源30以及內(nèi)置有中央控制單元的中央控制柜40等構(gòu)成；所述送絲機(jī)11以及傾角傳感器12安裝在焊接小車10即焊機(jī)上，所述柔性軌道20則沿著球罐縱縫的走向預(yù)置安裝在球罐50上。下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的焊接過程進(jìn)行詳細(xì)說明。S1，球罐施焊前，對球罐50上的每一條縱縫，均按照縱縫的不同區(qū)域的位置進(jìn)行相應(yīng)的焊接工藝評定，確定各焊接區(qū)域的焊接工藝參數(shù)。如圖2所示，每條所述縱縫處于球罐外壁上的部分為外壁縱縫51，處于球罐內(nèi)壁上的部分為內(nèi)壁縱縫52；所述外壁縱縫51自球罐的底部至球罐的頂部均分為八個焊接區(qū)域(即沿著球罐的經(jīng)線方向自下而上依次分為八段)，分別為外壁縱縫第一焊段511、外壁縱縫第二焊段512、外壁縱縫第三焊段513、外壁縱縫第四焊段514、外壁縱縫第五焊段515、外壁縱縫第六焊段516、外壁縱縫第七焊段517、外壁縱縫第八焊段518；所述內(nèi)壁縱縫52自球罐的頂部至球罐的底部均分為八個焊接區(qū)域(即沿著球罐的經(jīng)線方向自上而下依次分為八段)，分別為內(nèi)壁縱縫第一焊段521、內(nèi)壁縱縫第二焊段522、內(nèi)壁縱縫第三焊段523、內(nèi)壁縱縫第四焊段524、內(nèi)壁縱縫第五焊段525、內(nèi)壁縱縫第六焊段526、內(nèi)壁縱縫第七焊段527、內(nèi)壁縱縫第八焊段528。再將不同的焊接工藝參數(shù)按焊接區(qū)域分別輸入到焊接小車的中央控制單元中；具體的，可以通過傾角傳感器12測出焊接小車10所處的焊接區(qū)域。如圖3所示，圖3為焊接小車10在球罐50的下半球內(nèi)壁縱縫以及上半球外壁縱縫工作時的工作示意圖，此時傾角傳感器12所測得的角度α為焊接小車10的前進(jìn)方向與鉛垂錢之間夾角的那個較大的角度；圖4為焊接小車10在球罐50的下半球外壁縱縫以及上半球內(nèi)壁縱縫工作時的工作示意圖，此時傾角傳感器12所測得的角度α為焊接小車10的前進(jìn)方向與鉛垂錢之間夾角的那個較小的角度。即傾角傳感器12是通過鉛垂線與焊接小車10前進(jìn)方向的夾角來判斷當(dāng)前焊接位置的。如圖5所示，一般球罐50的現(xiàn)場焊接均采用由下向上焊接的方式，所以傾角傳感器12所測得的角度α沒有焊接角度小于90°和大于270°的焊接位置。結(jié)合圖5，由傾角傳感,12測量的角度與焊接位置分區(qū)的關(guān)系見表1。表1.球罐焊接位置分區(qū)表焊接角度α90-112.5112.5-135135-157.5157.5-202.5202.5-225225-247.5247.5-270位置代號ABCDEFG焊接工藝仰焊立仰2立仰1立焊立平1立平2平焊本發(fā)明所采用的焊接工藝將球罐50的每一條縱縫均分成8個區(qū)域，對應(yīng)焊接位置代號為A、B、C、D、E、F、G(其中D區(qū)為兩個，兩個D區(qū)的焊接工藝參數(shù)相同)，如圖5所示，分別對應(yīng)7個不同的焊接工藝，球罐的所有縱縫的焊接位置均可歸入這7個區(qū)域。焊接過程中焊接小車在某焊接區(qū)域內(nèi)的焊接工藝參數(shù)保持不變，變更區(qū)域時焊接工藝參數(shù)需要實(shí)時調(diào)整，以滿足不同焊接區(qū)域的焊縫成形和焊接質(zhì)量要求。球罐施焊前，按縱縫上各焊接區(qū)域的位置進(jìn)行相應(yīng)的焊接工藝評定，確定各焊接區(qū)域?qū)?yīng)的焊接工藝參數(shù)，如表2所示。表2.各焊接區(qū)域的焊接工藝參數(shù)焊接角度代號ABCDEFG焊接位置仰焊立仰2立仰1立焊立平1立平2平焊焊接電流A170180185190200210220電弧電壓V2020.521212222.523行走速度mm/min180170160160155155150將各焊接區(qū)域的焊接工藝參數(shù)通過中央控制柜40的人機(jī)界面按焊接區(qū)域分別輸入到中央控制單元中。S2，在球罐50上預(yù)置軌道，所述軌道沿著球罐50的縱縫方向設(shè)置，所述焊接小車10按照圖3、4所示方式設(shè)置在所述軌道20上，且所述焊接小車10上設(shè)置有傾角傳感器12。S3，現(xiàn)場焊接過程中，傾角傳感器12實(shí)時檢測焊接小車10所處的焊接區(qū)域，如運(yùn)行到圖6所示的P點(diǎn)位置時，傾角傳感器12檢測到的焊接角度α為210°，按表1的規(guī)定判斷當(dāng)前焊接位置代號為“E”，即“立平1”，系統(tǒng)將此信息傳遞給中央控制柜40中的中央控制單元；中央控制單元不斷掃描傾角傳感器12輸入的信息，根據(jù)當(dāng)前得到的焊接位置代號“E”，從存儲系統(tǒng)中查詢當(dāng)前位置對應(yīng)的焊接參數(shù)，即入表2中所記載的，分別為：焊接電流＝200A，電弧電壓＝22V，焊接速度＝155cm/min。中央控制單元將焊接電流和電弧電壓信息傳遞給焊接電源30和送絲機(jī)11以實(shí)時調(diào)整焊接電流為200A和電弧電壓為22V；中央控制單元將焊接速度信息傳遞給焊接小車10的行走控制器，實(shí)時控制焊接小車10的行走速度為155cm/min。本發(fā)明施焊前將經(jīng)過焊接工藝評定合格的焊接工藝按各焊接位置輸入到中央控制系統(tǒng)中，施焊過程中，在焊接機(jī)頭即焊接小車上安裝的傾角傳感器將焊接位置信息傳送到中央控制單元，系統(tǒng)根據(jù)表1預(yù)先設(shè)置的區(qū)域參數(shù)判斷當(dāng)前位置所對應(yīng)的焊接分區(qū)號，然后根據(jù)各區(qū)域預(yù)先設(shè)置的焊接工藝參數(shù)，輸出控制信號給焊接電源和焊接小車的行走機(jī)構(gòu)，實(shí)時調(diào)整焊接工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)球罐全位置自動焊接工藝的正確實(shí)施，從而保證球罐各位置焊縫的成形和焊接質(zhì)量。當(dāng)前第1頁1 2 3