在油氣輸送、海洋工程、電力等行業(yè)中，管道環(huán)縫焊接占焊接生產(chǎn)中的較大部分．在現(xiàn)場因各種原因無法實現(xiàn)管道旋轉(zhuǎn)焊接時，可通過管道全位置自動焊機實現(xiàn)．由于全位置焊接設備具有焊接效率高、焊接成本低、焊縫質(zhì)量好及對焊工技能水平無特殊要求等優(yōu)點［１－４］，因此國內(nèi)外都已開始大力發(fā)展全位置焊接技術。

目前，應用于現(xiàn)場焊接比較成熟的管道全位置自動焊方法主要有ＴＩＧ焊和ＭＡＧ焊，但ＴＩＧ焊接效率低，而ＭＡＧ焊的焊縫成形比較差［５－６］．基于此現(xiàn)狀，廣東省焊接技術研究所（廣東省中烏研究院）研發(fā)出了管道全位置等離子自動焊機．該設備能夠?qū)崿F(xiàn)管道全位置自動焊接，可一次性焊透壁厚８．８ｍｍ鈦合金管，而且焊縫成形良好、焊接效率高．該焊接設備可以焊接鈦及其合金、鎳及其合金，以及不銹鋼等材料的管道．１機械結(jié)構(gòu)焊接系統(tǒng)的機械部分是實現(xiàn)等離子弧全位置焊接的硬件基礎，主要由剖分式軌道裝置、焊接小車行走機構(gòu)、背面保護及觀察裝置、等離子弧焊接設備、控制系統(tǒng)等五部分組成．圖１為全位置等離子弧自動焊接設備。

剖分式軌道裝置

軌道裝置由兩個半圓的軌道體、剖分式側(cè)齒圈、定位調(diào)整機構(gòu)及鎖緊裝置所組成．軌道裝置裝夾于管道之上，安裝在軌道裝置上的焊接小車行走機構(gòu)帶動等離子弧焊槍完成環(huán)向焊接，并保證焊槍的運動軌跡與待焊管道同軸．機械結(jié)構(gòu)設計見圖２．軌道裝置本體采用超硬質(zhì)鋁合金，經(jīng)反復熱處理加工而成．熱處理可以控制開口軌道圈的加工變形量，以及在使用過程中的尺寸穩(wěn)定性．剖分式側(cè)齒圈經(jīng)螺釘固定于軌道體一側(cè)，用于驅(qū)動焊接小車的回轉(zhuǎn)運動．為了與焊接小車定位輪相配合，齒圈的截面為Ｖ形，以保證焊接時焊槍的行走軌跡不會偏離待焊焊縫．軌道另一側(cè)面配有定位銷，可保證在反復裝卸時軌道的重復精度．軌道通過定位調(diào)整裝置安裝在工件上，其可調(diào)整軌道與管道同軸，以滿足焊接需要。