焊接自動化實用技術

前言

我國鋼產(chǎn)量已突破年產(chǎn)5億t，近50％的鋼材要經(jīng)過焊接加工成為有用的構件或產(chǎn)品，現(xiàn)在我國已是世界第一焊接大國。近年來，計算機技術、信息和控制技術及光機電一體化技術的快速發(fā)展，促進了焊接生產(chǎn)的自動化、精密化、智能化和高效化。本書主要論述了基于數(shù)控與智能控制的現(xiàn)代焊接自動化技術，主要內(nèi)容包括：焊接自動化技術概述、焊接自動化設備結構組成、焊接自動化設備機械結構、焊接自動化傳感技術與控制系統(tǒng)、焊接自動化設備設計與應用等。蔣力培教授及他所領導的團隊長期從事焊接自動化裝備與技術的科研與開發(fā)工作，在電焊機的計算機控制、管道全位置自動焊機、爬行焊接機器人及水下遙控自動焊接等領域取得了多項國際先進水平的創(chuàng)新成果。本書的編寫浸透了蔣力培教授及所領導的團隊在長期科研及開發(fā)工作中的創(chuàng)新成果和智慧，在論述焊接裝備自動化原理的基礎上，給出了豐富的開發(fā)實例。這些實例對于開闊焊接自動化研發(fā)人員的思路、推進焊接自動化在我國的發(fā)展和應用，具有重要啟示作用。同時本書還探討了國內(nèi)外焊接自動化的發(fā)展趨勢。全書內(nèi)容通俗易懂，具有顯著實用價值，可供從事焊接自動化裝備研發(fā)或技術改造的工程技術人員參考，也可供相關專業(yè)大專、本科學生與研究生學習參考。我相信，本書的出版將推動焊接自動化裝備與技術的發(fā)展及其在我國焊接結構制造和大型焊接工程中的應用，為實現(xiàn)焊接強國做出貢獻。

內(nèi)容概要

本書主要講述基于數(shù)控與智能控制的現(xiàn)代焊接自動化技術的應用與開發(fā)知識。本書的主要內(nèi)容有：焊接自動化技術概述、焊接自動化設備結構組成、焊接自動化設備機械結構、焊接自動化傳感技術與控制系統(tǒng)、焊接自動化設備設計與應用實例以及焊接自動化熱點技術研究與發(fā)展前景等。書中列舉了大量實例進行分析說明，通俗易懂，具有實用性與先進性?？晒氖潞附由a(chǎn)的工程技術人員閱讀和參考，也可供焊接方向的大專、本科學生與研究生參考。

作者簡介

蔣力培，1942年生，教授，北京石油化工學院光機電裝備技術北京市重點實驗室主任。1964年畢業(yè)于西安交通大學，1980～1983年公派赴美訪問學者。曾任吉林工業(yè)大學焊接教研室主任、金屬材料工程系主任。長期從事焊接智能化、自動化及光機電體化技術的研究，負責完成國家“六五”、“七五”科技攻關項目，“九五”863項目，“十五”863重大項目研究獲北京市科學技術二等獎、中國石油和化學工業(yè)協(xié)會科學技術一等、二等獎各一項，獲中石化集團公司勞動模范稱號、首都五一勞動獎章。享受政府特殊津貼，薛龍薛龍，1966年生，教授、北京石油化工學院光機電裝備技術北京市重點實驗室副主任。主要從事機電液伺服傳動技術、特種機器人技術及應用等領域研究，先后承擔國家“九五”863項目、“十五”863重大項目、“十一五”863重大項目，研發(fā)出多種焊接機器人產(chǎn)品，并已在“鳥巢”等重大工程項目中應用－獲北京市科學技術二等獎、中國石油和化學工業(yè)協(xié)會科學技術等獎和二等獎、中國石油化工集團公司科技進步三等獎各一項申請國家專利28項，其中發(fā)明專利10項。鄒勇，1976年生，北京石油化工學院實驗師，北京航空航天大學博士研究生、主要從事焊接機器人智能控制、焊接電源及工藝的研究工作，主持北京市級科研項目1項，擔任“十一五”863專題項目副組長，作為主要成員參與多項國家級、省部級科研項目申請國家專利22項，其中發(fā)明專利8項。

書籍目錄

序 前言 第1章　焊接自動化技術概述 　1.1　焊接自動化現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 　1.2　現(xiàn)代焊接自動化技術特點 　1.3　焊接自動化設備分類 　　1.3.1　專用型自動弧焊設備 　　1.3.2　焊接機器人 　1.4　典型產(chǎn)品的焊接自動化設備 　　1.4.1　儲罐自動焊設備 　　1.4.2　天然氣管道自動焊設備 　　1.4.3　船舶焊接自動化設備 　　1.4.4　鍋爐集箱焊接機器人工作站 　1.5　焊接自動化實用技術要點 第2章　焊接自動化設備結構組成 　2.1　概述 　2.2　機械裝置結構組成與功能特點 　2.3　激光視覺傳感系統(tǒng)結構組成與功能特點 　2.4　控制系統(tǒng)結構組成與功能特點 第3章　焊接自動化設備機械結構 　3.1　概述 　3.2　機床式焊接設備機械結構 　　3.2.1　機床式焊接設備機械結構概述 　　3.2.2　典型工件自動化專用焊接設備機械結構實例 　3.3　關節(jié)式機器人機械結構 　　3.3.1　點焊機器人機械結構 　　3.3.2　弧焊機器人機械結構 　3.4　導軌式移動焊接機器人機械結構 　　3.4.1　直軌道焊接機器人機械結構 　　3.4.2　軌道式管道全位置焊接機器人機械結構 　　3.4.3　柔性軌道全位置焊接機器人機械結構 　3.5　無導軌焊接機器人機械結構 　　3.5.1　無導軌焊接機器人機械結構概述 　　3.5.2　無導軌焊接機器人應用實例 　3.6　水下自動焊接設備機械結構 　　3.6.1　水下高壓自動焊接設備機械結構 　　3.6.2　水下無導軌局部干法自動焊接設備機械結構 第4章　焊接自動化傳感技術 　4.1　概述 　4.2　接觸式焊縫跟蹤傳感技術 　　4.2.1　探針接觸式傳感器 　　4.2.2　探針觸摸式傳感器 　　4.2.3　電極接觸式傳感器 　　4.2.4　接觸式焊縫跟蹤傳感關鍵技術 　4.3　電磁式焊縫跟蹤傳感技術 　　4.3.1　電磁傳感器 　　4.3.2　渦流傳感器 　4.4　電弧式焊縫跟蹤傳感技術 　　4.4.1　電弧傳感焊縫跟蹤的基本原理 　　4.4.2　擺動式電弧傳感器 　　4.4.3　旋轉電弧傳感器 　4.5　視覺焊縫跟蹤傳感技術 　　4.5.1　光學傳感器 　　4.5.2　CCD視覺傳感器 　　4.5.3　被動光視覺傳感技術 　　4.5.4　主動光視覺傳感技術 　　4.5.5　焊縫跟蹤圖像處理技術 　　4.5.6　焊縫跟蹤控制技術 　4.6　超聲波焊縫跟蹤傳感技術 　　4.6.1　超聲波的傳播及特點 　　4.6.2　超聲波焊縫跟蹤檢測傳感器原理 　　4.6.3　超聲波傳感器檢測精度問題 　4.7　紅外輻射焊縫跟蹤傳感技術 　　4.8　實例分析 　　4.8.1　光電接觸式焊縫跟蹤傳感器 　　4.8.2　新型機械接觸式焊縫跟蹤傳感器 　　4.8.3　CCD光電式焊縫跟蹤傳感器 　　4.8.4　光纖式激光焊縫跟蹤傳感器 第5章　焊接自動化控制系統(tǒng) 第6章　焊接自動化設備設計  第7章　焊接自動化技術應用實例 第8章　焊接自動化熱點技術研究與發(fā)展前景 附錄　S7-200型PLC指令摘要 參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：近年來，我國鋼結構生產(chǎn)成倍增長，而鋼鐵工業(yè)遠不能滿足各種規(guī)格型鋼的需求，特別是用于鋼結構建筑的H型鋼。實踐證明，采用焊接方法將板條組焊成H型鋼材是最經(jīng)濟的生產(chǎn)方式，受到工程界的高度重視。各種型鋼自動焊機的開發(fā)研制發(fā)展迅速。H型鋼自動焊機可將翼板和腹板通過四條角焊縫焊成H型鋼。該自動焊機由立柱式或龍門式焊接操作機、工作平臺和壓緊機構、焊頭及調(diào)整機構、焊槍、焊接電源、送絲機構、翻轉裝置和控制系統(tǒng)等組成，可同時焊接翼板與腹板之間的兩條角焊縫。型鋼自動焊機通常配用埋弧焊。對于薄壁工字型鋼可采用MAG焊，以減少焊接變形。立柱式或龍門式操作機及焊頭調(diào)整機構具有較寬的調(diào)節(jié)范圍，以適應不同規(guī)格工字型鋼的生產(chǎn)。目前，最大的工字型鋼自動焊機可焊接最大長度為20m、最大寬度為12m的型鋼。在某些鋼結構型材生產(chǎn)廠，為有效利用鋼材，在H型鋼焊接生產(chǎn)線上配備翼緣和腹板拼焊機。焊接操作機的結構形式多為龍門式，焊接方法按板厚可分別采用埋弧焊和MAG焊。4.管道對接自動焊機目前，在鋼鐵工業(yè)中約有10％的鋼材是各種規(guī)格的管子和管材，而且不銹鋼管的產(chǎn)量在不斷增長。在石油、化工、飲料、食品、航空等部門工業(yè)管道鋪設的工作量巨大，而且對接頭質量的要求十分嚴格。管路和管道的焊接迫切需要采用自動焊，管道自動焊機按管徑和壁厚的不同而有不同的結構形式。以天然氣管道自動焊機為例，有管外焊機與管內(nèi)焊機兩類。管外焊機國外產(chǎn)品有意大利的PWT專機、美國CRC公司的P系列與M系列專機，運用于各種壁厚與管徑的天然氣管道現(xiàn)場對口焊接。近年來廊坊管道局科學研究院等單位開發(fā)的全位置管道焊機已批量生產(chǎn)用于西線東輸天然氣管道工程。天津焊接研究所生產(chǎn)的一種小直徑薄壁管對接的全位置焊管機采用封閉式焊頭，采用脈沖鎢極氬弧焊，焊接電流范圍為5～300A.可焊最大壁厚為3mm。焊接時，對接管件水平固定或垂直固定，焊頭環(huán)繞管子外徑旋轉，完成全位置焊接或橫焊。對于3mm以上厚壁管，則采用帶送絲機構的開啟式焊頭，對接管端邊緣需開V形坡口，采用填絲IIG全位置焊。

編輯推薦

《焊接自動化實用技術》的編寫浸透了蔣力培教授及其所領導的團隊在長期科研及開發(fā)工作中的創(chuàng)新成果和智慧，在論述焊接裝備自動化原理的基礎上，給出了豐富的開發(fā)實例。這些實例對于開闊焊接自動化研發(fā)人員的思路，推進焊接自動化在我國的發(fā)展和應用，具有重要的啟示作用。同時《焊接自動化實用技術》還探討了國內(nèi)外焊接自動化的發(fā)展趨勢。

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