弯头生产企业会对冲压成型后的弯头冲压单 片进行边部余料切割，割制出所需的坡口，然后进 入组焊工序进行组对和焊接。目前，弯头圆弧坡口 焊缝主要采用焊条手工焊、手工半自动气体保护横 焊或下坡焊、上坡焊。手工焊由焊工手持电焊钳或 气体保护的焊枪对静止的弯头坡口进行焊接。由于弯头焊缝为圆弧形，焊工在手工焊接过程中，需要 一直集中精力观察焊缝轨迹，并实时调整焊枪与弯 头坡口之间的距离。焊接质量靠焊工个人技术熟练 程度保证，受人为因素影响较大，加大了焊工操作 的劳动强度，也造成焊接质量的不稳定，整体生产 效率较低，因此不适用于规模化高效生产。为解决 该问题，设计了弯头焊缝自动气体保护焊(简称气 保焊)横焊机，以提高弯头焊接的质量和效率。

弯头焊缝自动气保焊横焊机主要包括平台装 置、小车旋转行走定位装置、行走小车、焊枪粗调装 置、弹簧顶紧装置、支撑轮装置、十字滑板装置、焊 枪夹持装置和焊枪等。

小车旋转行走定位装置包括紧固在平台上的中 心轴、连杆转轴、顶丝、连杆、连杆立柱连接件、 小车立柱、行走小车。行走小车利用MZ—1000埋 弧焊小车改造而成．主要包括小车长方体壳体、安 装在壳体前面内部的驱动电机、减速器总成、减速 器输出轴两端的两个驱动轮以及壳体后面外部的两 个万向轮。焊枪定位装置主要包括带齿条立杆一连 杆连接件、顶丝、带齿条立杆、齿轮、与齿轮连接 的升降手轮、带齿条立杆下部的顶紧装置连接件及 其内部的齿轮、与该齿轮连接的升降手轮。 十字滑板装置主要包括旋转手轮、垂直框架、 丝杠、垂直滑块、紧固螺钉、光轴压板、螺钉、 滑杆、水平框架、水平滑块。焊枪夹持装置主要 包括调节螺母、焊枪夹头、焊枪压板、焊枪、螺 钉。


弹簧顶紧装置主要包括光轴、导向板、箱式 滑块、套在光轴上的弹簧、固定在光轴后端的导 向块。支撑轮装置主要包括支撑轮安装架、轮 轴、支撑轮。用于弯头摆放定位的平台装置包括 1个带梯形槽的工作平台、3个用于弯头定位的V 形垫铁、垫铁紧固螺栓。

弯头焊缝自动横焊机的行走小车通过小车立 柱、连杆立柱连接件、连杆、连杆转轴和顶丝等 零件与中心轴相连接，并以中心轴为圆心做圆周 轨迹运动，并依次通过上述焊枪粗调定位装置、 弹簧顶紧装置、十字滑板装置、焊枪装夹及角度 调节装置等将行走小车圆周运动传递给焊枪。实 现弯头内外圆弧上两把焊枪的圆周运动。弯头内 外圆周轨迹上的两把焊枪可以同时进行焊接。也 可以单独进行焊接。 其支撑轮与焊枪之间位置关系固定。弹簧顶 紧装置中的弹簧预压缩后使得支撑轮在沿弯头焊 缝上边沿圆弧运动的过程中。始终保持与弯头圆 弧表面紧密接触。从而确保焊枪端部与弯头坡口 之间的位置恒定不变。实现焊枪对圆弧形焊缝坡 口的仿形跟踪。

该弯头焊缝自动横焊机可以根据被焊弯头 规格大小．通过上述的焊枪粗调定位装置粗调 位于弯头内、外圆弧处的焊枪运动半径及高度。 另外还可以通过调节十字滑板装置微调焊枪端 部焊丝与支撑轮的高低、前后距离。通过对水 平滑块螺纹连接的焊枪装夹角的调节来调整焊 枪的角度，以达到合适的焊丝角度。从而可以 实现直径400 nun到1 420咖各种规格弯头横 焊缝的多层多道焊接。

利用该自动横焊机进行弯头焊接生产时，先 将行走小车移动到预摆放弯头的90。范围以外， 将3个V形垫铁按照相应规格弯头中轴线半径 尺寸，分别用螺栓紧固在平台的3条梯形槽中， 再将组合好的弯头平放在V形垫铁上。用焊枪 压板、螺钉将焊枪紧固在焊枪夹头中，松开焊枪 夹头后部螺杆上的调节螺母，转动焊枪带动焊枪 夹头螺杆转动，将焊丝调整至合适焊接角度，再 拧紧调节螺母，固定焊枪角度。将行走小车移动 到弯头的一个管端。根据待焊弯头半径大小，通 过旋转顶紧装置连接件上的升降手轮将分别对应 待焊弯头内外圆弧的两把焊枪调整至合适的高 度。松开分别对应弯头内外圆弧的2个带齿条立 杆连接件上的2个顶丝，将2个带齿条立杆分别 移动至连杆上合适的半径位置。并使弹簧顶紧装 置上的弹簧产生足够的压缩量，使支撑轮装置上 的支撑轮紧密接触在紧靠弯头坡口上沿的管壁 上，然后紧固顶丝，完成焊枪位置的粗调工作。 最后通过固定在弹簧顶紧装置最前端的十字滑板 装置微调焊枪高低、前后位置。通过角度调节装 置调整焊枪的角度并通过螺母紧固焊枪夹头，通 过上述调整将焊丝调整至最佳焊接姿态。完成上 述调整之后即可以开始进行弯头圆弧焊缝的自动 横焊，顺时针完成一道焊缝焊接，再根据第二道 焊缝位置．通过十字滑板装置微调一次焊丝位 置，逆时针完成第二道焊缝的焊接，如此往复直 至完成整个弯头的多层多道横焊缝焊接。每次开 始焊接时，应先起弧焊接，延时2 s再启动行走小车。结束焊接时，应先停止小车行走，延时2 s 再熄灭电弧，这样可以防止弧坑的产生，减少弧 坑缺陷。



该自动横焊机克服了手工焊的不足，可以实 现弯头圆弧形坡口焊缝的自动横焊。其主要优点 如下： (1)采用圆规画圆的原理实现了弯头圆弧 焊缝自动横焊工艺，弯头装夹定位容易，实现一次 装夹即可完成弯头内、外两道圆弧焊缝焊接。 (2)由于采用弹簧顶紧装置，有效克服弯 头圆弧不规则造成的误差。实现焊枪对焊缝坡口 的距离跟踪。从而可以保证焊缝的正确位置及焊 接质量。 (3)由于采用了焊枪粗调定位装置、弹簧 顶紧装置前端固定的十字滑板调节装置以及焊枪 角度调节装置，可以调整各种规格弯头每道横焊 焊缝焊接时焊枪的角度和位置。从而实现直径 400mm到1 420mm各种规格弯头多层多道圆弧 焊缝的自动横焊。 (4)焊枪回转半径、高度、角度可调，适 用于现有弯头石油行业标准所涉及的全系列弯头 内外圆弧焊缝的自动焊接。 (5)结构简单，制造容易，成本低，焊接 速度可调，运行平稳，操作方便。