大型储油罐多目标控制高效自动焊接设备与工艺研究

摘要

研制大型储油罐多目标控制高效自动焊接设备，是为了适应我国能源战略发展的需要，在今后几年，将陆续建造15万方大型储油罐的石油战略储备库。同时中国石油天然气集团公司“十一五”科技发展规划中提出了15万方大型储罐的施工技术，因此本课题与工程实践相结合，将具有很好的实际应用前景。
　　 本课题研制的大型储油罐横、立、角焊缝焊机，首次提出了多目标控制思想，对三种不同的自动焊接设备实行统一的多目标、模块化控制，使三种焊接设备使用相同的主控电路硬件，系统升级非常方便，且控制简化，公用性强，性能得以明显提升，并且现场维护保养更为简捷方便，并易于实现系列化。
　　 本课题对横缝焊机的结构及施工工艺进行了改进。横焊焊接采用自动埋弧焊的工艺，改以往的单面焊接工艺为为双面同时焊接，使根焊产生的药皮、焊渣等，被背面的熔池翻到焊缝外面，从而免除了清根，达到提高焊接生产率、保证焊缝质量的目的。
　　 立焊焊接采用的是药芯焊丝加气体保护焊一次强制成形焊接工艺，并采用强制水冷方式完成焊缝和焊枪的冷却，控制焊接热输入量小于50KJ/cm，减小了焊接热影响区，保证了焊接质量。立焊机还采用折叠式自动升降操作平台，减轻施工人员的劳动强度，同时保证了施工人员的安全。
　　 角焊焊接采用埋弧自动焊多遍强制成形的焊接工艺。角焊机无轨道、靠磁铁吸附于大型油罐底节壁板，匀速行走完成底节壁板与罐底板的焊接作业，角焊缝焊机还将以往的送丝方式改为拉丝方式，保证了送丝的流畅，减小了焊丝与送丝管及焊丝与焊枪之间的磨擦。
　　 本课题还对横焊缝埋弧自动焊焊接工艺进行技术研究，总结了焊接工艺参数及焊接规范和焊接要领等，能够为今后的现场焊接施工起到指导作用。
　　 本课题中的横、立、角焊缝焊机，先后经过6个月的室内试验，并在大连储罐施工现场中试，总体情况良好，受到施工单位及现场技术人员和现场施工人员的一致好评。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1概述

1.2研究目标

1.3课题的研究意义及主要研究内容

1.4技术难点

第二章自动焊机多目标控制技术

2.1系统硬件结构

2.2软件与程序流程

2.3系统设计中相关的配置定义和计算

2.4立焊机焊丝伸出长度调节与送丝速度的换算

2.5电压电流显示的CPLD实现

第三章大型储油罐自动焊机机械结构及原理

3.1横缝自动焊机

3.2立缝自动焊机

3.3角缝自动焊机

第四章焊接工艺试验

4.1焊接工艺试验方法步骤：

4.2试验方法选择及难点：

4.3焊接工艺试验条件

4.4试验设备及材料：

4.5试验的结论及建议

第五章结论

附录

参考文献

发表学术论文情况

致谢