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福尼斯焊機

內孔及管/彎管內/外壁堆焊專機方案建議書

發布日期:19-06-19 21:35 人氣:

  
彎管內堆焊專機/外壁堆焊專機

一、 堆焊概述

1.1 內孔典型堆焊專機一覽

內孔典型堆焊專機-ETR-S焊槍旋轉堆焊專機 FCW-P I 管內壁堆焊專機 FCW-P II 管內壁堆焊專機
FCW-P III CMT 管內壁堆焊專機 FLC20 Fin tubCMT 管膜式壁堆焊專機


ETR-S焊槍旋轉係統適用工件

1.2 堆焊要求:
 
1978 年,ABB 維高格雷(Vetco Gray)研發了 Grayclad 耐腐蝕堆焊法,在低合金鋼表麵堆焊特種合金、不鏽鋼以滿足耐腐蝕需要,由於此種工藝其巨大的經濟性,因而在全世界被廣泛應用。據不同的工作環境要不然求,堆焊的材料包括 Cr-Mo 鋼、不鏽鋼、雙相不鏽鋼、超級雙相鋼、inconel 625,incoloy825、鋁青銅,蒙乃爾銅鎳合金、Stellite 6 斯太立硬合金等。典型應用行業核工業,海洋工程,石油行業,煤炭,鍋爐等。

堆焊由於其應用於各種特殊場合,有以下要求:
 為保證表層金屬的特殊性能,表麵堆焊要求母材稀釋率低,
 選用熱輸入量低的焊接工藝。
 盡可能采用全自動堆焊,減少人工因素。
 因堆焊材料昂貴,要求低運成本的焊接工藝
 
1.3 各種堆焊的工藝稀釋率比較
 
表麵堆焊的方法有很多種焊接工藝,
選擇何種堆焊工藝,應按照以下條件:
a) 堆焊麵積
b) 焊接可達性
c) 合金類型,堆焊的厚度和堆焊材料的化
學成份
d) 焊接位置
e) 檢測接受標準

堆焊要求

1.4 fronius 與堆焊
 
Fronius 公司是歐洲著名的焊接設備製造商,其堆焊曆史可追溯到 1985 年,當時蘇格蘭開采北海油田,為抗海洋腐蝕,采油用的閥門需要內壁堆焊,fronius 就開發出熱絲 TIG焊工藝,並製造出閥門內孔堆焊的閥門堆焊專機(目前閥門堆焊的專機占據了世界 90%以上的市場,包括中國)。自此行業積累經後,fronius 結合自已焊接工藝研發優勢,針對各行業開發出不同形式的堆焊專機,並率先將適合的先進工藝用在堆焊專機上,比如:熱絲 TIG堆焊工藝(上鍋,哈鍋,中國閥門行業..);CMT MIG/MAG 堆焊(中國煤機行業);激光-MIG複合焊堆焊工藝等,滿足堆焊行業高質量,低稀釋率的耐腐或耐磨等特殊要求。本文介紹 5款堆焊專機,用於不同的工件的堆焊。

二、 專機一:工件不動,焊槍無極轉動堆焊專機 ETR-S

2.1 ETR-S 設備用途:

ETR-S設備用途

2.2 運行描述:
 
Fronius 公司的 ETR-S 熱絲 TIG 自動堆焊設備,專門設計用於內孔堆焊,係統由脈衝 TIG焊電源,加熱焊絲的電源,十字操作架,回轉焊槍的機構,焊槍,係統控製器六大部份組成。堆焊的工作過程:由 CNC 數控的係統控製器 FPA9000 進行預先編程,集中控製各種焊接參數、十
字滑架的運動、ETR-S 焊槍旋轉機構的轉動的軌跡。焊接時 ETR-S 焊槍旋轉機構帶動焊槍旋轉,按預先編定焊接軌跡進行圓孔內壁焊,焊接過程中采有 AVC(弧長控製)技術,確保鎢針同工作的高度始終是一致的,對工件的不規則具有更好的容忍性。同時此套係統可手動將ETR-S 焊槍旋轉機構傾斜-45°~45°,用於斜孔的堆焊。

ETR-S 運行描述


2.3 部件組成:

堆焊專機 ETR-S 部件組成

堆焊控製係統部件


2.4 ETR-S 獨特的優點:
 
ETR-S 焊槍旋轉堆焊係統是 fronius 的獨有的,焊接時
隻需將工件放在地上,焊槍自動找中心,自動進行內孔
堆焊。
 焊接時工件是不動的,省去了定中心的時間
 可以堆焊各種複雜形狀的孔或工件的外圓(如跑道
形,相貫孔)
 采用熱絲 TIG 焊工藝,稀釋率可控製在 5%
 最小可堆焊的孔徑為 35mm
 一次堆焊深度可達 2 米
 3D 可視化操作,適用 CAD/CAM 圖紙
 可堆焊圓平麵,錐形工件,球形工件
 可焊接彎管接頭
ETR-S 獨特特點

三、 專機二:3 ~ 12m 長管內孔堆焊專機 FCW-PⅠ

3.1 FCW-P Ⅰ設備用途:

3-12m長管內孔堆焊專機FCW-P I


 
3.2 運行描述:
 
Fronius 公司的 FCW-PⅠ管子內壁堆焊機專為口徑小,且長度超過 3m 的管子而設計的,因為此種長度和直徑的管子,因空間原因和焊槍過長產生撓度的原因,以前是無法施焊的。FCW-PⅠ采用特殊的加長焊槍,長度依據工件的要求,一般為 3-12 米,整個堆焊係統長度約
30 米。為增加加長焊槍的鋼性,且又兼顧焊槍的可達性,此套堆焊係統采用鋼絲繩作焊槍移動導軌。FCW-P 長管內壁堆焊專機主要由空心轉台,焊槍移動機構,桶絲移動機構,2 個滾輪式的支承,鋼絲繩焊槍導軌,兩台 TIG 焊接電源,兩台熱絲電源,兩台送絲機,兩把內孔堆焊槍,1 台堆焊控製係統組成。焊接時,鋼管夾緊在空心轉台上,下部由兩個支承式滾輪作支承,兩把焊槍支承在鋼絲繩式導軌上。焊接時,轉台帶動管子作周向運動,移動機構推動兩把焊槍在鋼絲繩導軌上在管內作縱向移動,兩把熱絲 TIG 焊槍一前一後進行施焊,2 把焊槍同時熔化 4 根焊絲,焊接過程 AVC 自動控製電弧高度,整個焊接過程由 FPA2003 堆焊控製係統集中控製。

3.3 部件組成:
管內壁堆焊部件組成

 
3.4 FCW-PⅠ 獨特的優點:

 可焊接小口徑(109 -500mm),長度確良 3-12m 管道內孔堆焊
 熱絲 TIG 焊工藝,稀釋率低
 可實現雙槍雙絲焊或雙槍四絲焊,一次可焊接兩層焊縫,焊接效率高
 可可帶動 4 個桶絲(250 磅)焊接,節省焊絲材料(因焊槍較長,盤絲會造
成浪費)
 采用熱絲 TIG 焊工藝,稀釋率可控製在 5%
 焊接速度可以達 70cm/min,焊接效率高
 成熟的標準產品,並在多個客戶處得到應用
 
四、 專機三: FCW-PⅡ CMT 管內孔堆焊專機
 
4.1 FCW-PⅡ CMT 設備用途:

 FCW-PⅡ CMT 設備用途

 FCW-PⅡ CMT 設備用途-現場圖


 
4.2 FCW-PⅡ CMT 運行描述

Fronius 公司的 FCW-PⅡ管子內壁堆焊機專為口徑大,且長度不長的管子而設計的,由於此套係統采用最新的 CMT MIG/MAG 焊工藝,因而具有高效(達 6Kg/h,是熱絲 TIG 焊熔敷效率的 2.5 倍以上),高的焊接質量(低飛濺,低稀釋率),極高的性價比。
FCW-P 長管內壁堆焊專機主要由空心轉台,十字滑架,擺動機構,CMT 焊接電源,係統控製器組成。焊接時,夾在轉台上的管子旋轉,焊槍作步進的縱向運動,焊接過程據需要可作各種擺動。

 
4.3 部件組成:

FCW-PⅡ CMT部件組成


4.4 FCW-PⅡ CMT 的優點:
 
 低的熱輸入量
 非常穩定的電弧;真正的無飛濺焊接
 焊接變形小
 堆焊焊縫稀釋小(第一道焊縫稀釋率< 5%)
 焊接效率高熔敷效率,高達6Kg/h(同 TIG 相比焊接速度有 2~3 倍的提高)
 與 MAG 堆焊工藝相比,相同的送絲速度(如 12m/min),MAG 需要 300A電流,CMT 僅需 180A 電流,相應地熱輸入量也較小
 低的使用成本(小的堆焊厚度就可滿足要求,節省焊絲;焊後處理,節省氣電……
FCW-P II CMT 優點展示圖

五、 專機四: FCW-PⅢ CMT 單管外壁堆焊專機
 
5.1 FCW-PⅢ CMT 設備用途:

FCW-P III CMT 設備用途

CMT 參數


5.2 FCW-PⅢ CMT 運行描述

Fronius 公司的 FCW-PⅢ CMT 是設計用於小口徑,大長度的管子外壁堆焊,焊接這種類型的管徑,焊接速度越快,熱輸入量越低是首先。因而在此套係統中采用了 2 台 CMT 焊機進行單管焊接,以提高焊接效率,降低管子的變形。
FCW-PⅢ CMT 管子外壁堆焊係統,是由臥式鋼結構底座,底部帶可調節高度裝置,在底座一側可安裝帶通孔 FRT 轉台(通孔用於接冷卻水管),在底座縱方麵安裝了線性導軌,線性導軌可安裝兩個 FWD Head 120 環帶傳動行走機構;尾部轉台安裝在 12m+1mm 的位置,圓管支承和把持共 6 個;焊接時,將需堆焊的長管子夾持在轉台上,兩端接上冷卻水,將兩把焊槍旋轉至管件上方,手工調節焊槍高度和角度,然後通過 FPA2003 手持式遙控器設定焊接參數及轉動速度,即可雙槍焊接。

5.3 部件組成:

FCW-P III CMT部件組成圖1

FCW-P III CMT部件組成圖2


 
5.4 FCW-PⅢ CMT 的優點:
 
 焊接效率高。
 專機采用雙 CMT 焊槍堆焊,焊接效率比單槍快了一倍
 CMT 堆焊工藝可提高焊接速度。同普通 MAG 焊相比,相同的送絲速度(即熔敷率),CMT 需用的電流小很多。例如:送絲速度 12m/min,MAG 需要 300A電流,CMT 僅需 180A 電流。
 低的焊縫稀釋率,高抗腐蝕性能CMT 工藝熱輸入量低,熔化效率高,意味著稀釋率小。在德國 unlig 公司試驗數據:打底層焊縫稀釋率小於 5%(100%Ar);蓋麵層稀釋率小於 1%
 美觀的焊縫表麵質量
a) CMT 低的電壓特性,熔池在立向下位置容易控製,成形和顏色都優於普通MAG 焊
b) CMT 焊接時極低的飛濺
 焊接變形少,焊後矯正工作量降低
a) 管內通水冷卻,加強散熱,減少工件焊接變形
b) 采用低熱輸入量 CMT 工藝(相比 MAG,熱輸入量少 15-30%),有利於減少工件變形
 節約材料,降低生產製造成本
a) 傳統的 MAG 堆焊,由於稀釋率過大,通常需要更厚的堆焊層才能滿足耐腐蝕要求。而用 CMT 工藝熱輸入低,稀釋率小,堆焊層可以更薄。這意味著節省了昂貴的鎳基焊絲,也同時節省了時間和能源消耗。
b) 更高的熔敷效率意味著節省了電能和氣體
 運行穩定,安全可靠
a) 同人工焊相比,專機焊接質量更穩定,質量重複精度高
b) 焊機采用推-拉絲設計,拉絲機構選用的是交流伺服馬達,送絲平穩
c) CMT 工藝焊接過程中不停進行送絲-回抽,機械式調節弧長,不易受工件表麵(如灰法,鏽..)及焊槍擺動的影響,電弧穩定。

六、 專機五: FLC 20 Fin-Tube 膜式壁堆焊專機
 
6.1 FLC 20 Fin-tube 設備用途:

 FLC 20 Fin-tube 設備用途:


6.2 FLC 20 Fin-tube 運行描述
 
Fronius 公司的 FLC 20 Fin-tube 是設計用於膜式壁堆焊,焊接這種類型的產品,焊接速度越快,熱輸入量越低是首先。因而在此套係統中采用了 2 台 CMT焊機進行焊接,以提高焊接效率,降低管子的變形。
FLC 20 Fin-tube 膜式壁上下兩個橫梁,在橫梁之間安裝了一根立柱,立柱上帶有行走軌道,由一台重載型的行走小車,在立住上進行立同下移動。焊接時將連接好水循環的水冷壁吊裝在基座上,通過專機控製器將立向滑軌移到需焊工件上方,調節行走小車至需焊工件的頂部,雙槍開始立向下焊接。焊接過程中焊槍作橫向擺動。當一道焊縫結束後,通過小車在橫向軸的位置或者立向滑軌的位置進行第二道焊接。

6.3 部件組成:

FLC 20 Fin-tube部件組成

6.4 FLC 20 Fin-tube 的優點:
 
Fronius 專機通過成熟的膜式堆焊專機結合目前世界上最先進的 MIG 焊接工藝-CMT 冷金屬過渡工藝,為高質量的堆焊提供了重要的保障,它具有如下的優點:
 焊接效率高。
 專機采用雙 CMT 焊槍堆焊,焊接效率比單槍快了一倍
 CMT 堆焊工藝可提高焊接速度,尤其是在立向下的焊接位置。同普通 MAG焊相比,相同的送絲速度(即熔敷率),CMT 需用的電流小很多。
 低的焊縫稀釋率,高抗腐蝕性能
 立向下焊接,熔深淺,母材熔化少,焊縫稀釋率低
 CMT 工藝熱輸入量低,熔化效率高,意味著稀釋率小。在德國 unlig 公司試驗數據:打底層焊縫稀釋率小於 5%(100%Ar);蓋麵層稀釋率小於 1%
 美觀的焊縫表麵質量
 擺動焊接,焊縫平坦美觀
 CMT 低的電壓特性,熔池在立向下位置容易控製,成形和顏色都優於普通MAG 焊
 CMT 焊接時極低的飛濺
 焊接變形少,焊後矯正工作量降低
 管內通水冷卻,加強散熱,減少工件焊接變形
 立向下焊接,減少了焊接電流要求,有利於減少工件變形
 采用低熱輸入量 CMT 工藝(相比 MAG,熱輸入量少 15-30%),有利於減少工件變形
 節約材料,降低生產製造成本
 傳統的 MAG 堆焊,由於稀釋率過大,通常需要更厚的堆焊層才能滿足耐腐蝕要求。而用 CMT 工藝熱輸入低,稀釋率小,堆焊層可以更薄。這意味著節省了昂貴的鎳基焊絲,也同時節省了時間和能源消耗。
 更高的熔敷效率意味著節省了電能和氣體
 運行穩定,安全可靠
 同人工焊相比,專機焊接質量更穩定,質量重複精度高
 焊機采用推-拉絲設計,拉絲機構選用的是交流伺服馬達,送絲平穩
 CMT 工藝焊接過程中不停進行送絲-回抽,機械式調節弧長,不易受工件表麵(如灰法,鏽..)及焊槍擺動的影響,電弧穩定。
 立向行走小車除蝸輪傳動外,還有鋼絲吊掛機構。另外係統還有上下限位開關以及防墜安全保護功能

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