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1、電渣焊機在建筑鋼結構中的應用吳大炯王貞林!成 都振中電焊機廠 #成 都 T5/5/1摘 要 !簡 要介紹了熔嘴電渣焊機和絲級電焊焊機在建筑鋼結構中的應用及性能 !并 對兩種焊機從購買成本 使 用 成本及生產效率等方面進行了客觀比較#關鍵詞 !熔 嘴電渣焊機 $絲 極電渣焊機 $箱 型梁!#$%!&$( 1,#,%&+)#!0 5,#-$(0 /!%$#+),+ c#$:,B A;+G,# c&)V(!%G#B:*T5/5/1!%G,;&!3)&+!%&MG#+G,+;$L#)J&);+#;:;LL$,+;,&J!cSA4 ;+G,#;: !cSc ;+G,#,G#(#$()*+*)#(;)#,2、)&:*+#:-MG#+&L;),(& &J !cSA4 R,G !cSc ;+G,#J)& O*N,B +&(!*(#S+&(&#JJ,+,#+N;:(&G;(O#:@,2 5+-)!cSA4 ;+G,#$!cSc ;+G,#$O&QSO#;6 概 述從./ 世紀 8/ 年代以來#中 國建筑鋼結構得到 了空前的發展#隨 著箱型梁柱在建筑鋼結構中的廣 泛應用#作為 箱型梁柱隔板焊接的關 鍵 設 備&電 渣焊機也得到了長足的發展%本文就電渣焊機在建 筑鋼結構行業中的應用情況作一簡要介紹%8 電渣焊發展簡介50U5年蘇聯 巴 頓 焊 接 研 究 所 發 明 了 電 渣 焊 焊 接方法#我 國3、也在 50U8 年開始電渣焊的推廣工作% 電渣焊的發明#從 根本上改變了重型機械和大型結 構的制造和安裝過程#被廣泛應用在鍋爐制造重型 機械和石油化工等行業%電渣焊分為熔嘴電渣焊板 極電渣焊和絲極電 渣焊#而管極電渣焊屬于熔嘴電渣焊的一個特例#后 來應用到建筑鋼結構行業的熔嘴電渣焊機其實就是 管極電渣焊機#而 早期出 現 的 E!S5/ 絲 極 電 渣焊機因 其 導 電 桿 短 并 不 適 合 深 孔 !深 度 達 7/5U/ 的 箱 型 柱 隔 板 焊 縫 的 焊 接#只 適 合 采 用 高度為51/ 的水冷成形滑 塊 的 環 焊 縫鋼 板 對 接及 M 形焊縫的焊接%在建筑鋼結構發展之前#4、電 渣焊技術僅應用于鍋爐制造重 型機械和石油化工 等特定行業#但隨著建筑鋼結構的發展#電渣焊逐漸 在建筑鋼結構行業中得到應用%9 電渣焊機在建筑鋼結構中的應用976 熔嘴電渣焊機熔嘴電渣焊機以其設備簡單操作方便可靠性 高便于維護設 備價格低維 護費用低等特點率先 在建筑鋼 結 構 行 業 得 到 廣 泛 應 用% 圖 5 為 XE S 5.U/熔嘴電渣焊機#該種電 渣焊機可分為小車式和 懸掛式兩種%當箱型梁隔板厚度大于T/ 時#可 采用雙絲 熔嘴電渣焊 或 加 擺 動 器% 圖 . 是 雙 絲 熔 嘴 電 渣 焊 機#圖7是加擺動器的熔嘴電渣焊機%小車式電渣焊機具有輕便靈活不受場地限制的 特點5、#可以任意搬 動#并 可以在箱型梁上行走#由 于 不需要龍門或懸臂移動臺車等承載機構#設 備總體 投資低%懸掛式電渣焊機配套龍門或懸臂移動臺車 有更高的生產效率#機頭能快速到達焊接工位#并可 以采用更大的焊絲盤#減少焊絲更換次數%熔嘴電渣焊機采用熔嘴作為電極#熔 嘴單位重 量價格是焊絲價格的5/倍左右#所以熔嘴電渣焊機 焊接成本很高% 經過測算#熔 嘴電渣焊機焊接成本 是絲極電渣焊機的.倍左右%978 絲極電渣焊機隨著鋼結構行業的深入發展#有 些大型鋼結構 公司逐漸不再滿足于使用熔嘴電渣焊機#為 了進一第一作者 $吳 大炯 #男 #50T8年 5.月 出生 #工 程師%;,$R*:;D!5T76、-+&收稿日期 $./0S/3S/5!#$%&()*+,&-./0 !1#2&$-.3#4&-5.17; 小車式 !O 懸掛式圖 5 XES5.U/熔 嘴電渣焊機圖. XES= 雙絲熔嘴電渣焊機圖 7 XE 帶擺動熔嘴電渣焊機步降低焊接成本./.年前 后開始有大型鋼結構公 司從國外引進更先進的電渣焊設備#絲極電渣焊機但是因為其昂貴的身價絲極電渣焊機并未立即 在國內得到普及$針對當時鋼結構行業對高性價比絲極電渣焊機 的迫切需求國內 有廠家及時推出了具有高性價比 的絲極電渣焊 機 %圖 3&隨 著 國 產 絲 極 電 渣 焊 機 的日益成熟國產絲 極電渣焊機迅速在鋼結構行業中得到普遍應用并 為這些7、鋼結構企業創造了良好的 經濟效益$圖 3 XE!S5/絲 級電渣焊機97876 龍門和懸臂絲極電渣焊機為了提高生產效率絲 極電渣焊機往往要安裝 在龍門或懸臂移動臺車上而組成龍門和懸臂絲極電 渣焊機$圖U是廣東精工使用的一臺龍門絲極電渣焊機圖T是上海 五冶使用的一臺懸臂絲極電渣焊機$在焊接前焊接機頭能快速到達焊接工位快速 上下左右前后電動調節機頭的位置$XXS!cS7/龍門絲 極電渣焊機%圖 U&適 用箱型梁尺寸 7/5U/ 行 走變頻調速 ./ U/ ,升 降(橫 向電動移動集 中控制水冷( 照明(壁 扇啟停作 為 XE!S5/ 絲極電渣焊機的承載體為用戶提 供完善的全套的箱型柱電渣焊生 產設8、備$圖U XXS!cS7/龍 門絲極電渣焊機13鋼結構 ./0年 第 1期第 .3卷 總第 5.期圖T 懸臂絲極電渣焊機97878 絲極電渣焊機的技術性能以 XE!S5/為例#絲極電渣焊機的主要技術 參數如下$5額定焊接電流為5/Y!同采用的焊 接電源%.額 定焊接電壓 為 T/ 2%7額 定負載持圖 1 XE!S5/電 渣焊機控制器續率為5/_%3送絲 速度為 5-U5U &,%U電渣焊槍位置調節范圍為垂直5T/#水平0/#橫擺動#電流顯 示 值 會 擺 動 達./Y左 右#從 而 引 起 誤向U/ #旋轉角 度 7T/m%T電 渣焊槍提升速度為/57/ &,%1 電 渣 焊 槍 傾 斜 角9、 度 調 節 為 j7m#在十字方向 !G 軸和H 軸%8電 渣 焊 槍 長 度 為5/./ !以./ 進階%0擺 動軌跡 為往復直線運動%5/擺幅為/5/ %55擺 動 速度為/5T/ &,%5.最 大 擺 幅 時 的 擺 動 頻率 為 /8 回&,%57擺 動 停 止 時 間 為 / 或 55.(!左右分別可調目前#全球能夠制造用于建筑鋼結構行業的絲極 電渣焊機的廠家為數不多#形 成批量生產的則更少 各廠家生產的這類焊機名稱不盡相同#有XE!S5/ 絲極 電 渣 焊 機 !名 稱 根 據 中 國 國 家 標 準 命 名 (!cS5非熔嘴式電渣焊機(!4MSc 簡易短 焊縫電渣焊 機(!4M10、S! 非 消 耗 性 熔 絲 式 電 渣 焊機等無論這些焊機名稱是什么#按 其原理可分 為兩大流派$一是以 XE!S5/為代表的絲極電渣 焊機!控制器 見圖 1%二 是以 !4MS c 為代表的 !4M 焊 機 !控 制 器 見 圖 8 下 面 將 從 原 理 著手分析這兩大流派焊機各自的特點!4M 焊機最明 顯 的 標 志 是 采 用 渡 邊 !c;S ;O#c!%SU.d 電流表!見 圖 8 中右上角帶有旋 鈕的電流表#左邊為電壓表或其他同類的帶繼電器的電流表!#)#$;N#有的廠家采用 c!%SU.d! 分體式電流表#有 的則采用 c!%SU.d= 一 體 式 電 流表#這種電流表加了上11、限報警的功能#原理是當電 流表指針超過其設定指針時#其上繼電器觸點動作# 從而控制 焊 槍 的 提 升 這 是 一 種 很 古 老 的 控 制 方式#如果有震動#其 指針會隨之擺動#而 指針的輕微!#$%&()*+,&-./0 !1#2&$-.3#4&-5.動作#降低了系 統 控 制 的 可 靠 性 和 精 度#電 流 表 指針的偏 轉 是 機 械 動 作#其 響 應 速 度 也 很 慢 由 于 c!%SU.d 增加了電流上限報警的功能#使 得其價 格是日本橫河./07Y5/SY 電流表的3U倍#且在市 場上不容易買到#要么在焊機生產廠高價購買#要么 直接從日本訂購!有最少起訂量XE!S5/ 12、焊 機 采 用 電 子 控 制 的 方 式 來 控 制 焊槍的提升#具有 防震動(反 應快(精 度和可靠性高 的特點而電流表采用具有單純顯示電流功能的橫 河./07Y5/SY 電流表!圖1中左上角的電流表#中 間和右邊是電壓表#分別顯示焊接電壓&提升電壓和 送絲電壓#由于 電流表不帶控制功能#即 使電流表 損壞也不中斷焊接XE!S5/ 焊 機 還 有 一 個 顯 著 的 特 點 是 單 絲 可焊板厚為 5T5/ #!4M 焊 機 單 絲 可 焊 板厚僅為5TTU #在 板厚達到 T/5/ 之間時必須采用雙絲焊#單臺設備需要雙焊接電源(雙 水箱(雙送絲機(雙焊槍(雙管機頭等#這樣設備價格 幾乎是13、單絲焊的.倍979 熔嘴和絲極電渣焊機的對比熔嘴電渣焊機和絲極電渣焊機均能適合箱型梁 柱隔板的焊接#因此分別就購買成本(使用成本以及 生產效率等各方面進行客觀比較97976 購買成本目前#絲極電渣焊機價格較高#根據不同配置為 熔嘴電渣焊機的 . 倍 7 倍 從價格 方 面 來 看#熔 嘴電渣焊機具有最優的經濟性97978 生產效率從圖0中可以看出#絲極電渣焊機的焊接速度1U; 進口電渣焊機 !O 國產電渣焊機 圖 8 三種電渣焊機控制器經計算 單 孔 的 材 料 用 量 和 用 電 量 的 對 比 見 表5$表.#圖 0 熔嘴電渣焊和絲極電渣焊焊接速度對比高于熔嘴電渣焊機因而具有較高的生產效率14、#97979 使用成本 因各地人工成本不同為便于比較使用成本未計入人工成本而僅包括焊絲$熔嘴%或電渣焊槍折舊費& 和電費三項成本#本文通過以下實例進行分析#例(箱型柱為U/iU/i0/%圖5/&7. (.U 75 ( ./ W f.U 設 T 個 隔 板共5. 個 孔# 考 慮 引 弧 和 收 弧 的 損 耗焊 縫 長 度 !fU/aT/fUT/ #圖 5/ 算例由表5可見5根U/iU/i0/的箱型柱的 焊 接 成 本 XE! 為 .5-5Ui5.f.U7-8 元XE 為 3.-5.i5.fU/U-33 元# 在 本 例 中 XE! 的 焊 接 成 本僅相當于 XE 的U/-._#9797: 15、建議經分析比較 %表 .&熔 嘴 電 渣 焊 機 和 絲 極 電 渣 焊機各有優勢熔 嘴電渣焊機的最大優勢在于具有 極低的價格$使用維修簡單!而絲極電渣焊機的最大 優勢則在于極低的使用成本$較 高的生產效率# 用 戶可以根據自己的實際情況作出最佳的選擇#表 6 使用成本比較序號項 目單 價工藝用 量費 用)元費用差 額)元5焊絲%5-T%.-3U-8元)VB U-3元)VBXE!XE.-583VB5-13UVB5.-T10-3.7-.U.7熔嘴或焊槍焊槍 %5.i5/熔嘴 %5.iTT/用電量5./元)根.U元)根 5元)%Vc*G&XE! XEXE!5)7/根5根3-38 %Vc*G&3.U16、3-38.57-.單孔合計成本及差額XEXE!1-1 %Vc*G&+1-1.5-5U./-01XE+3.-5.注 ,費 用差額為相同項目中 采 用 XE!工 藝的費用與采用 XE 工藝的費用差#1T鋼結構 ./0年 第 1期第 .3卷 總第 5.期表 8 熔嘴電渣焊機和絲極電渣焊機綜合比較序號項目XE 熔嘴電渣焊機XE!絲 極電渣焊機5購買成本低高.使用成本高低7維修成本低較低3生產效率較高高U工藝參數較少較多1焊槍水冷不需要需要8系統復雜性簡單復雜0操作性簡單稍復雜: 結語電渣焊機在建筑鋼結構行業中正得到越來越廣 泛的應用#特別是 專門用于建筑鋼結構箱型梁柱焊 接的絲極電渣焊機的出現#打 破17、了熔嘴電渣焊機一 統天下的局面#與熔嘴電渣焊機相比#絲極電渣焊機 擁有極低的使用成本和較高的生產效率&中國大陸生產的絲極電渣焊機已經達到世界先 進水平#某些方面已經完全超過進口焊機的水平#如5/擺動隔板厚度 0T/ 才需擺動隔板厚度 07/ 即需擺動單絲可焊板厚焊槍提升控制技術成套設備的生產55 可焊板 厚$單絲 %5TT/單絲加擺動 %5T5/ 單 絲 加 擺 動 %5T5/ 5對于前期投資資金不 太寬裕的用戶#或 者箱 型柱生產批量不大的用戶#建議選購熔嘴電渣焊機&.對于前期投資資金較 寬裕的用戶#且 箱型柱 生產批量較大的用戶#建議選購絲極電渣焊機&能力成本控制能力等已經走在世界前面&展18、望未來#中國作為制造業大國以及世界第三大 經濟體#在電渣焊機設計制造領域將取得更大的成就&參考文獻(5) 中國機械工程學會焊 接 學 會- 焊 接 手 冊 !第 一 卷 焊 接 方 法 及 設備(A)6北 京 %機 械工業出版社 #./56!上接第T0頁這7點說起來很平常#但 在設計中嚴格遵照還是要 下一 番 功 夫& 另 外#KU/51./7(0)*鋼 結 構 設 計規范 +和 美 國 鋼 結 構 設 計 規 范 YI!%7T/ 都 是 本 國最新的鋼結構設計的指導文獻#兩 者對框架穩定 的分析方法既有相同之處#又有一定的差別#設計工 作者可對比學習#靈活運用&參考文獻(5) YI!%6!L19、#+,J,+;,&J&)!)*+*);$!#$*,$:,B(!)6./U6(.) YI!%6!L#+,J,+;,&J&)!)*+*);$!#$*,$:,B(%Y$&R;O$#!)#(=#(,B;:C$;(,+=#(,B(!)650806(7) YI!%6!L#+,J,+;,&J&)!)*+*);$!#$*,$:,B(%Z&;:;:H#(,(;+#d;+&)=#(,B(!)650006(3) 陳紹蕃- 鋼結構穩定設計 指 南 (A)6北 京 %中 國 建 筑 工 業 出 版 社 #./36(U) 陳紹蕃- 現代鋼結構設計 師 手 冊 (A)6上 冊- 北 京 %中 國 電 力 出版社 #./U620、(T) H&B#)Z# 6Y!%1/.6A,* =#(,BZ&;:(J&)*,$:,B(;: G#)!)*+*)#(!)6./.6(8) Y!35/5008 Y*();$,;!;:;):S!#$!)*+*)#(!)6(0) KU/51./7 鋼結構設計規范(!)6!信息!上海世博演藝中心979萬L鋼屋頂吊裝上海世博園區-一軸四館.即世博軸中國館主題館世 博中心和世博演藝中心五大永久性建筑中最晚 開工的世博演藝中心工程#經過上海建工四建公司和建工機施公司建設者一年多的連續奮戰#目前已進入屋 頂鋼結構吊裝的沖刺階段#建設者正在為實現./0年.月底7月初全面完成屋頂鋼結構吊裝目標而努力& 上海世博演21、藝中心工程占地5.-T萬 .#建筑面積8萬 .#其中地上建筑面積約3-U萬 .#地下建筑面積約7-U萬 .&工程于./1年5.月7/日開工#計劃于./0年底建成&工程建設的-重頭戲.之一 是總質量達7-7萬鋼結構的吊裝&由于工程開工相對較晚#到./8年8月底才進入地面鋼 結構吊裝& 承擔吊裝 任務的上海建工機施公司51/多名建設者發揚連續奮戰精神#不斷加快吊裝進度#至今已完成.萬余噸鋼結 構吊裝任務#其中屋頂鋼結構吊裝已完成.U_&據介紹#上海世博演藝中 心是一個以大型中央舞臺為主體# 擁有58/個觀眾席的大型 多功能室內演藝的綜合性娛樂場館& 其觀眾席可根據演出需要和觀眾 容 量 在 3/座8/座5./座和58/座中進行選擇 變換#舞 臺可根據演出內容在大小形 態及 7T/m空 間中 進行三維組合#為各類演出提供巨大的舞臺設計空間和藝術創意#為國內首創&!#$%&()*+,&-./0 !1#2&$-.3#4&-5.11