汽包縱焊縫是指什麼

Ⅰ 大型洞內壓力鋼管自動化工藝研究

下面是中達咨詢給大家帶來關於大型洞內壓力鋼管自動化工藝的相關內容，以供參考。
摘要：在水電站安裝工程中，壓力鋼管的設計製造安裝始終是工程式控制制的關鍵環節之一，本文著重於鋼管洞內施工的現代機械自動化工藝研究，為水電站的規劃設計和施工組織設計的優化提供技術支持。
一、前言
繼十三陵、二灘等國內已建工程和三峽、龍灘在建的重大水電工程之後，大型電站輸水壓力鋼管和鋼襯（以下簡稱鋼管）的結構等變化十分明顯，第一：尺寸巨大，長江三峽大壩的管鋼直徑為12.4m，烏江彭水水電站管鋼最大直徑為14m，超過了國內外已有的大型壓力鋼管尺寸；第二：管壁鋼板強度等級高，500MPa級應用廣泛，600MPa級調質鋼得到了較大范圍的推廣。第三：工程數量大而建設工期短，製造安裝生產強度高。為了適應這樣的形勢變化，鋼管製造安裝技術在傳統的技術基礎上得到了大的發展，自動焊接技術在壓力鋼管製造中得到了較為廣泛的運用，大型專用施工設備在壩內鋼管安裝中發揮了重要的作用，相對而言，由於施工空間的限制，大型鋼管在洞內埋管方面受到限制，通常的運輸吊裝設備不能發揮作用，特別對於地處高山峽谷地帶的大型水電工程，鋼管在工地運輸和安裝時存在較大困難，目前的施工方法還過多地依賴於傳統的土法運輸和手工焊接，這些問題將導致施工工期較長並可能在支洞開挖等方面多花費數以百萬計的費用。因此，針對近期即將大規模開發建設的水電站（如瀑布溝、溪洛渡、向家壩、錦屏等）大型洞內鋼管工程的共同特點，結合現代工程的先進技術，研究與之相適應的洞內鋼管製造安裝工藝是十分必要的。
二、國內外相關行業發展狀態
為提高生產效率，降低工人勞動強度，國外焊接生產機械化、自動化已達到很高的程度。工業發達國家焊接機械化、自動化程度已達到熔敷金屬量的65%以上。氣體保護焊作為高效優質節能節材的焊接方法在國外已得到廣泛應用，日本在1998年已達到熔敷金屬量的77.6%.國外大型造船廠開始應用的門架式鋼板縱縫拼焊機技術，採用多絲高速埋弧焊工藝，配真空吸盤平台或電磁平台，其最大焊接行程達12m，一次行程可焊板厚最大為40mm.一些高效優質的焊接方法如電子束焊、激光焊、等離子焊、焊接機器人工作站、焊接柔性生產系統、窄間隙焊接技術、雙絲高效氣體保護焊技術等在國內已經得到運用，但我國焊接自動化率為熔敷金屬量的約30%-50%，應用的廣度和水平與工業發達國家相比尚有一定的差距。
目前，國際上技術先進的重型焊接滾輪架最大的承載重量達1600T，自動防竄滾輪架的最大承載重量達800T，採用PLC和高精度位移感測器控制，防竄精度為±0.5mm.變位機的最大的承載重量達400T，轉矩可達450KNm.框架式焊接翻轉機和頭尾架翻轉機的最大承載重量達160T.焊接回轉平台的最大承載重量達500T.立柱橫梁操作機和門架式的操作機的最大行程達12m.龍門架操作機的最大規格為8m×8m.我國已能生產6m×6m以上大型立柱—橫梁埋弧焊或窄間隙埋弧焊操作機，500T重型滾輪架及重型、輕型自動防竄滾輪架，防竄精度為±1.5mm，100T大型變位機和大、中型翻轉機等。批量生產H型鋼和箱形梁焊接生產線以及各種類型的按用戶需要定製的專用成套焊接設備，並大量採用交流電機變頻調整技術，PLC控制技術和伺服驅動及數控系統，焊接裝備的自動化程度有了很大的提高，某些操作機還配備了焊縫自動跟蹤系統和工業電視監控系統。近年來，在厚壁管道生產中，窄間隙MAG焊、窄間隙熱絲TIG焊等工藝的應用范圍日趨擴大，因此為窄間隙設備發展提供了有利的條件。從600MW鍋爐開始採用了8000噸油壓機壓制汽包筒體瓦瓣片和窄間隙埋弧自動焊工藝焊接筒體縱縫，實現了厚壁長筒節（單節最大長度7000mm，最大厚度250mm）壓制工藝自動化和焊接工藝高效率化。新型燃氣加熱器和電加熱設備得到廣泛的應用，例如，紅外燃氣加熱器，引射式液化氣加熱器等比傳統的燃氣加熱器提高熱效率30%以上，而且更加安全和方便。
自動控制技術在製造業中的廣泛應用正在徹底改變傳統製造業的面貌，其中焊接生產過程的全自動化已成為一種迫切的需求，它不僅可大大提高焊接生產率，更重要的是可確保焊接質量，改善操作環境。隨著整個製造業水平的提高，企業的經營理念發生了很大的變化，高產量已讓位於高質量、勞動密集型已逐步被知識密集型所取代。大量採用自動化焊接專機，生產線和柔性製造系統已成為一種不可阻擋的趨勢，這同樣也是水電金屬結構專業發展的大方向。
三、大型鋼管結構及現有工藝分析
大型洞內鋼管的結構型式由設計根據發電樞紐結構要求及岩土力學條件，結合施工要求確定，一般為單管單機布置，基本的結構有四種：
一、水平管，包括水平或接近水平的直管、錐管（漸變段），二、彎管，分上彎管和下彎管。三、斜井直管。四、豎井直管。實際鋼管結構多為水平管與其它結構的組合，形成「？N」型、單梯度或多梯度型式布置，也有完全以水平管布置的。不難理解，對於施工而言採用水平管是最有利的，電站輸水隧洞工程的優化方案多採用此種結構，而多梯度型式的施工較為困難。隧洞結構要求每個鋼管的內徑是漸變的，但主要部分的公稱尺寸相同且變化幅度不大，說明每個工程的鋼管結構的單一性，其直徑相對最大有約30%的變化，事實上每個大型鋼管工程都是由數百以至上千個結構尺寸相近的瓦片組成。
在現有工藝方面，以龍灘為例，典型的大型洞內鋼管的整個製造安裝工藝流程是：
①材料采購；②鋼材運輸；③鋼管下料；④坡口加工；⑤卷板：1/3（或1/4圓弧）；⑥鋼管組圓；⑦縱縫焊接；⑧矯形；⑨加勁環安裝焊接；⑩內支撐安裝；11焊接檢驗；12廠內防腐；13出廠驗收；14凹心台車公路立運（鋼管軸線與汽車軸線平行，高度大於寬度，故名）運輸；15交通支洞運輸（台車平運）；16主洞運輸（台車立運）；17安裝就位；18安裝環縫焊接；19安裝檢驗；20鋼管砼回填後安裝防腐。其中，①～②由業主方直接負責，③～12由製造承包方在現場鋼管廠完成，14～20由安裝承包商實施。部分工程（例如三峽、天生橋等）在現場鋼管廠內進行管節大組和環縫焊接。
根據鋼管的施工時間順序和工作狀況可以整個製造安裝過程分為五個方面：
（1）材料采購供應，（2）運輸，（3）製造，（4）安裝，（5）防腐，以下分別進行針對性的工藝分析。
（1）材料采購供應
通常在正式的施工設計圖具備後，即具備采購條件。鋼板的長度和寬度尺寸應當由製造安裝工藝確定。可以計算，鋼管焊縫總長度為管壁的縱縫環縫與加勁環環縫之和，即
F＝mLπDL／B2πDn（1）
m為鋼管製造分瓦片數量，L為鋼管長度，D為鋼管直徑，B為鋼管板寬，
n為鋼管加勁環數量
大型鋼管的瓦片數量為2個到5個，鋼板的長度尺寸為1/3或1/4周長，這對材料運輸和保證卷板速度更為有利。當鋼管直徑長度加勁環等結構尺寸確定後，焊接工作量的大小與板寬成正比。以往，我國工業基礎較差，鋼板軋制、卷板等配套設備能力不足，大多採用了2m左右寬度的鋼板。現在，不僅我國水電、石化、冶金等行業均有現代化的數控卷板機，寬度均按3-4m寬度設計，而且市場上可以采購到國內外生產的3m以上板寬鋼管用材。在設備條件許可時，鋼管板寬增加自然地形成了施工效率同比例的增長，若以2m板寬為基準，板寬每增加10%，每條鋼管的環縫數量可以相應減少約10%，減少比率Q
Q＝（B-2）/B×100%（2）
可以節省的實際焊縫數量W
W＝L×πD×（B-2）/B（3）
現有的情況是：我們在采購鋼板時可能少花費10%的費用，卻增加了30%的製造安裝成本及50%的施工時間。這是目前的一個盲點，站在社會經濟宏觀價值角度考慮，我們可以制定相應的行業技術標准，從一個方面提高我國節能降耗水平。可以認為，鋼管寬度的確定只是受到了鋼鐵廠生產能力和陸路運輸的限制（例如汽車、火車），綜合分析，對於大多數鋼管工程2.5m-3.2m板寬是一個適合的寬度選擇范圍。
（2）鋼管製造
最常用的製作程序是：劃線、切割、刨邊、卷板、對圓、縱縫焊接、縱縫矯正、探傷、調圓、裝加勁環、焊加組環、除銹、塗裝、大節組裝、環縫焊接、出廠檢驗。
鋼管廠規劃方式的不同形成不同的生產工藝，主要有兩種，一種是鋼管全部在現場加工的模式，另一種為全部瓦片在水工廠卷制的模式。龔嘴、隔河岩等水電站的實踐證明，將劃線到卷板的程序放在工廠完成，是一種很有特點的做法，特別是在現有技術和市場條件下更據優勢，原因在於：
一、瓦片製作工藝簡單，質量易於保證，為提高鋼管的拼裝質量和自動焊接工藝提供有利條件；
二、在工廠易於實現規模化生產，大型的卷板機、數控切割機和刨邊機等設備利用率可以大大增加，工效高成本低，一台大型的數控卷板機年產量可以達到20000噸左右，而目前一般只有20%的利用率；
三、氧氣乙炔等主要消耗性材料可就近采購；
四、臨建工程量投入減少，施工人員減少，工程建設期征地相應減少。有利於鋼管生產的節能降耗和施工環保，對所有在高山峽谷地區電站的施工規劃有重要的借鑒意義。
鋼管的對圓傳統上採用了平組（管口向上）的方式，其投入小，可同時多位焊接、矯形、安裝加勁環內支撐容易等，其適應尺寸范圍大，應用非常普遍。但我們也不應忽略實現鋼管立組（軸線水平）後可能帶來的優點，管壁的縱縫和環縫均為平焊，在立組狀態下可容易地實現更高效的自動焊接，鋼管在對圓中逐步用縱向操作的全自動焊機完成縱縫焊接以及矯正，並完成加勁環的安裝和焊接，可以在鋼管製造階段形成機械化，所有的縱縫和環縫實現自動化焊接，可以有效地減小翻身等吊裝工作。它的另一個優點是佔地面積小，以直徑10m的鋼管為例，立組時每個平台的面積為120m2，而平組只需要50m2，即使在隧洞狹小的作業空間內也能夠方便地組裝鋼管，這為大型洞內鋼管工藝改進提供了必要的條件。當然，實現鋼管立組的關鍵在於設計製造一種大型專業的立式回轉平台，要求其結構穩定，操作方便，外形尺寸緊湊，具有旋轉驅動機構，設備自身運輸安裝拆卸方便，配備專用的活動內支撐、裝夾工具和多台自動焊接設備後，具備完成鋼管對圓、縱縫焊接、縱縫矯正、探傷、調圓、安裝加勁環焊接的工作條件。
無論如何，高效的自動焊接設備是優先的選擇，因大多數鋼管的壁厚設計在20-50mm之間，將多絲高速埋弧焊工藝應用到水電站鋼管的焊接中是非常必要的，這與水電金屬結構業目前流行的全自動氬弧焊工藝比較在效率和成本上存在較大的優勢，而加勁環的焊接採用CO2氣體保護自動焊則是既高效又經濟的工藝。
（3）鋼管運輸
運輸工作包括材料運輸、管節公路運輸和洞內運輸，運輸工具為汽車、火車或輪船，其中汽車運輸是必不可少的，材料運輸可以使用通用的運輸工具完成，國內水電工程較多地採用了火車和汽車運輸方式，部分水運條件較好的採用輪船遠程運輸後，汽車或火車倒運到現場，管節運輸除個別工程外，都採用特製汽車拖車運輸。運輸的最後階段是由平板台車完成的（垂直管例外），平板台車由卷揚機進行牽引。
實際上，鋼管在現場的運輸是工程規劃和施工的一個關鍵點。絕大部分水電工程施工道路設計為二級公路，根據國家公路技術標准，其寬度在7m～9m之間，當鋼管外形尺寸在9m以內時，公路具備鋼管平運條件，但必須在鋼管節運輸時對所經過的路段實施交通管制，由專用運輸車通過，特殊情況下，可以採用凹心台車的方式拖運，但由於運輸時鋼管重心高，鋼性差，裝車難，運輸速度低，近年較少採用。若管徑大於9m時，可能為此提高公路的設計等級，當然施工交通洞的等級也要相應地提高，鋼管運輸所經過的公路和隧洞將產生大量的土石擴挖和砼回填工程量，產生的直接費用是以百萬計算的。與此相對應，最大程度地減小汽車運輸尺寸可能產生的數以百萬計的經濟價值，同時可以減少交通干擾、節省施工時間，並且有利於環境保護，無疑對工程建設是十分有利的。
（4）鋼管安裝
大量的工程實踐表明，鋼管安裝質量和進度的關鍵控制點的是其焊縫的焊接，這一點在大中型鋼管中更為明顯。我國在雲峰電站建設中首次將埋弧自動和焊滾焊台車結合應用於鋼管環縫焊接，可以將兩節鋼管組成大節後運輸，有效地減少了安裝焊縫，較好地提高了環縫焊接效率和質量，被廣泛地用於在工地鋼管廠鋼管製造，但是由於運輸尺寸和重量的限制，四十多年來滾焊台車和埋弧自動焊的工藝設備技術在水電行業中沒有得到大的發展，與國內外相關行業技術發展水平形成了巨大的差異，同時也表明，在鋼管安裝技術上存在巨大的開發潛力。我們完全可以設想，直接將大型的滾焊台車安裝施工部位，比如輸水隧洞的主洞內，這樣，可以進行兩節或兩節以上的大節組裝，70%以上的環縫可以實現自動化焊接，鋼管安裝環縫減到更少，與此同時，鋼管主洞以外的運輸的尺寸可以繼續減小，鋼管主洞內的運輸的尺寸反而可以增大，事實上，尺寸越大的鋼管越有這種必要，主洞以外的運輸工具通常用汽車，尺寸越小其穩定性更好，速度可以相應提高，對施工交通的干擾減少，而鋼管主洞內的運輸由於洞挖結構的限制只能立運，在鋼管大節組裝之後其寬高比成倍增加，無論在平洞還是斜洞段運輸的穩定性變得更好了，有利於整個的施工安全。更一步地設想，若在滾焊台車上設置行走驅動機構，代替以往結構功能簡單的運輸台車，鋼管水平運輸的效率有望從根本上得到提高，可以達到一舉多得的效果，這對以水平結構為主的鋼管工程無疑是理想的施工設備。
（5）防腐
現在水電站鋼管絕大部分防腐工作是分兩個階段進行：大面積的工廠防腐和鋼管安裝後防腐。目前我國的防腐技術標准和國外是基本一致的，國外類似工程的防腐使用壽命可以達到20～30年，而我國普遍為3-5年，差別巨大。在岩灘等工程中，鋼管防腐在安裝和澆築混凝土後一次完成，質量明顯較好，這與國外成功經驗相同的。由於安裝過程和混凝土回填施工中不可避免要傷害到工廠防腐的部位，這些部位與安裝焊縫區域的防腐一樣成為鋼管內壁防腐的薄弱環節。用「圍桶理論」的觀點分析，提高安裝階段的防腐質量是提高其使用壽命的關鍵板。現在，越來越多的工程技術專家達成一致，應當在安裝後一次性地完成防腐塗裝工作，為了進一步提高我國鋼管施工水平，我們不僅應當在鋼管工程設計和施工規范中加以明確，而且借簽國內外石油、化工等相關行業的先進技術工藝以及設備應用經驗，可以研製高效、清潔的自動噴砂和自動噴塗設備，解決長期以來鋼管防腐用簡易的設備進行大量的手工操作產生的高污染、低效率局面，滿足防腐質量要求和工程的進度要求。
四、現代大型鋼管工程的基本要求
1、滿足工程設計工期和質量的要求
針對目前鋼管製造安裝量在和質量要求高的趨勢，應當盡可能選用技術成熟、自動化程度高的工藝和設備。無論是在材料采購，還是在鋼管製造、安裝、焊接、防腐及相應的檢測過程都應當體現。
在我國大規模開發大中型水電站的背景下，為符合鋼管工程結構的單一性、高強度和質量要求，研製大型鋼管製造的自動化焊接單機十分必要，借鑒國內外的先進焊機技術，採用多絲高速埋弧焊工藝，完全可以從根本上解決大型鋼管工程的焊接效率和質量控制難題。
2、降低工程總造價
根據洞內鋼管工程的特點，其成本包括材料采購和製造安裝等直接費用，同時應計算為此工程產生的臨時工程投入的大小，並盡可能減少後期運行管理成本。
3、生產系統具有柔性，可以適應結構和尺寸相近的鋼管需要
由具有自適應焊縫跟蹤系統功能的單台或多台焊接操作機與工件裝夾，機械組合而成的加工中心適用於產品規格多變的小批量生產。大型自動化焊接裝備或生產線的一次投資額相對較高，在設計這種焊接裝備時必須考慮柔性化，形成柔性製造系統，以充分發揮裝備的效能，滿足同一工程或類似工程不同的生產需要。
4、減少交叉作業，避免施工互相干擾：
這一點在洞內施工時尤為關鍵，不合理的工藝線路設計不僅影響到鋼管的安裝安全和質量，而且極可能影響到整個隧洞工程的施工進度。
5、實現均衡生產，避免勞動力、施工設備等資源使用出現大的波動，工程施工易於實現過程式控制制，可以有效地降低施工管理難度。
6、創造有利的施工環境，這既符合國家相關法律（《勞動法》《環境保護法》等），又是現代企業以人為本的文化價值觀的直接體現。
五、大型洞內鋼管新型自動化工藝及其特點
在以上的工藝分析的基礎上，結合現代技術的原則，我們可以確定這樣一個新的大型洞內鋼管的自動化工藝，它分為三個階段：
1、鋼板加工卷制；2、鋼管組圓焊接及安裝；3、鋼管防腐。
1、鋼板加工卷制
一鋼管下料、切割刨邊：鋼板寬度在3m左右較為合理；
二鋼管卷板（根據情況製作成1/2、1/3或1/4圓弧）；
三加勁環製造：可以數控切割；
四圓弧鋼板運輸，包括長途運輸到施工洞內，或倉儲後二次運輸到施工洞內。
2、鋼管組圓焊接及安裝
一洞內組圓及縱縫焊接：組圓採用大型的立式組圓回轉平台，焊接方法為全自動埋弧焊接或氣體保護焊接；
二鋼管矯圓，採用可移動的半自動液壓校形機；
三安裝鋼管活動內支撐；
四兩個或多個管節組圓及環縫焊接：在大型滾焊台車上進行全自動埋弧焊接或氣體保護焊接；
五鋼管加勁環安裝及焊接；
六台車運輸到安裝部位，調正，焊接，檢驗。
「這是新工藝最關鍵的部分，採用了洞內立組的方法，結合立式回轉平台、大型或超大型滾焊台車和高效的自動焊接設備，將形成一套移動的鋼管拼裝焊接生產線，代替現有工地鋼管廠的功能，同時調整現有的安裝工藝，拼裝和焊接的自動化程度大大地提高了，大量復雜的鋼管大件運輸吊裝以及翻身換位工作沒有了，起重、安裝、焊接及其探傷的勞動強度降低了，施工安全和質量可靠性增加，鋼管製造安裝的強度易於提高。此項工藝突破了現有技術的限制，將促使水電站壓力鋼管製造安裝實現量變到質變的飛躍發展，更能體現我國大型水電站建設規劃中高技術高質量高效率低投入少（施工）人員的現代設計理念。」
3、鋼管防腐：回填管壁外混凝土及灌漿後，內壁防腐，採用高效、清潔的自動噴砂、噴塗設備。
新型鋼管工藝的特點是：
1.鋼管初步加工可由設備完善的機械廠或鋼結構製造廠完成，將切割劃線、下料、刨邊、卷板形成流水線作業。大型鋼管專用的弧形鋼板形成集中工廠加工的方式，促進鋼管製造向標准化、專業化和規模化方向發展。可能形成一個工廠對多個中小工程或多個工廠對一個大工程的市場網格狀態的分布，實現市場資源的合理配製。
2.現場的鋼管製造和安裝由專業化的機械設備進行組圓，焊接和防腐工作自動化程度大大提高，既能保證施工質量，又可以加快總體施工進度。
3.施工安全性提高，鋼管運輸只在主洞內進行，大件的運輸和吊裝工作量大為減少，運輸效率易於提高，完全避免了現有工程中通常存在的大型鋼管運輸造成施工交通受阻的現象。
4.節省了現場鋼管廠的建造，與此相關的公路、施工支洞等可以按普通標准設計施工等級降低，此方面可以節省大量前期投入。不僅如此，還將節省了工地鋼管廠的建設費用和數控切割機、刨邊機、數控卷板機等大型設備的一次性投入。目前一個中等規模的工地鋼管廠的臨時建設費用在300萬以上，相應的設備投入約1000萬，佔地總面積在10000m2以上。
5.專用設備投入增加，需要設計製造大型鋼管立式旋轉組裝平台，選擇適合大型鋼管的滾焊台車，並開發鋼管內壁防腐專用的自動化設備，但這些在技術上沒有大的難題，而且相關設備費用可由多個工程分攤，總體設備投入與現有工藝相當或適當降低。
6.工作環境改善，勞動強度降低，現場施工人員減少，主要表現為焊接和起重技術工人數量減少，通常一個中型規模的工地鋼管廠需要200人左右，而按照此工藝只需要50-60人左右，施工人員勞動生產率將提高2-4倍，管理工作量相應減少。
7.與此相關的土建工程開挖量和臨時建築減少，相應地減少了對施工區域自然環境的影響。
8.隨著整個施工過程機械化自動化程度的提高，特別是手工焊條電弧焊只在少量環縫和加勁環接頭等局部使用，焊接自動化程度將達到熔敷金屬量的70%以上，生產能耗相對降低，使鋼管製造安裝工藝技術得到大的提升，達到甚至超過發達國家的先進水平。
9.既適用於交通運輸或場地條件有限的水電站大型鋼管工程，也非常適用於鋼管直徑大數量不多的水電站中小型鋼管工程。
六、結束語
水電站鋼管工程是一個系統的工程，涉及到水電站建設的規劃、設計和施工等多個環節，其發展與現代冶金、機械製造、交通運輸以及水電建築等基礎工業的發展密切相關，鋼管的新型自動化工藝是一個既符合我國大規模水電站開發建設的高質量快速施工原則，又能大幅提升鋼管製造安裝水平的現代化施工工藝，它可以綜合鋼板機械加工、數控卷板與全自動焊接等多項國內外成熟的工程技術，可以應用先進的大型數控卷板機、大型鋼管滾焊台車、多絲高速埋弧焊焊接工藝及設備等，同時提出了大型鋼管立式組圓回轉平台、大型鋼管內壁自動噴砂、自動噴塗設備研發的新課題。
水電站洞內鋼管的新工藝十分適應我國目前日益發展的工業化水平和市場經濟要求，符合改革開放條件下的中國現代水電建設管理思想，通過進一步的技術開發利用，不僅可以為水電建設的優化方案提供技術支持，有利於節約電站投資，有利於改善施工環境，有利於提高工效，有利於工程質量控制，有利於提高施工管理效率，而且，在大規模推廣應用之後，能充分利用市場資源，提高能源利用效率，展示我國水電站建設現代化水平，使我國水電站鋼管製造安裝的技術達到國際領先水平。
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Ⅱ 焊接操作機的應用與組成

焊接操作機應用：焊接操作機是與焊接滾輪架、焊接變位機等組合，對構件的內外環縫、角焊縫、內外縱縫進行自動焊接的專用設備，有固定式、回轉式、全位置等多種結構形式。可根據用戶的需求選擇結構並配套各種焊機以及增加跟蹤、擺動、監控、焊劑回收輸送等輔助功能.
焊接操作機組成原理：主要由操作裝置、控制裝置、動力源裝置、工藝保障裝置組成。
一、 操作裝置包括導軌、傾角調節機構、垂直導向機構、焊槍夾和焊槍，傾角調節機構可使焊槍能繞中心進行正負旋轉。
二、 控制裝置由電氣控制系統組成，可以控制焊接操作機的工作狀態。
三、 動力源裝置由氣缸組成，採用氣壓驅動進行動力傳送。
四、 工藝保障裝置由導絲機構、焊絲導管和導絲嘴組成，能實現焊絲的自動導向定位，可保證焊縫質量。
焊接操作機可與專用的焊件變位機械配合，實現缸體一次裝夾，兩根焊槍同時焊接左右兩側，使得加工精確度和生產效率很大幅度的提高
焊接操作機一般由立柱、橫梁、回轉機構、台車等部件組成。各部件為積木式結構，一般立柱、橫梁為其基本部件，其餘部件可據用戶使用要求選配。立柱及橫梁採用折彎焊接結構件，具有很好的剛性。 輕、中型、重型焊接操作機均採用三角型導軌，超重型採用平面方形導軌，均經刨床加工。 保證了導軌的高精度及其耐磨性。 應用於壓力容器中鍋爐汽包， 石化容器等圓筒形工件的內外縫的縱縫焊和環縫焊焊接。
獨特的橫梁和立柱截面設計，焊後去應力處理，經刨、磨成型。重量輕、強度高、穩定性好。橫梁內伸縮臂的設計，可有效增加橫梁的水平伸縮距離。
橫梁升降採用交流電機恆速方式，升降平穩、均勻，安全系數高。帶安全防墜裝置。
橫梁伸縮、立柱電動回轉、電動台車均採用交流電機變頻無級調速，恆轉矩輸出，速度平穩（特別是低速下），啟動或 停止迅捷，速度數字顯示並可預置。
立柱回轉分為手動、電動兩種，回轉支承採用國內名牌廠家的產品，自帶高精度齒輪，轉動靈活，並可手動鎖緊，安全可靠。
台車採用標准鐵路路軌為行走軌道，分為手動及電動兩種。手動適用於輕型及移動范圍較小的操作機，電動則適用於重型或移動范圍較大的操作機。
載人型操作機設有載人操作平台，隨橫臂一起移動。
採用手控盒、機頭控制箱（焊接控制箱）構成近控與遠控方式，操作靈活方便，並在電氣箱預留聯動介面，可與滾輪架、變位機、圓形回轉工作台等實現同步聯動。 焊接操作機的結構形式很多，使用范圍廣，長與焊件變位機械相配合，完成各種焊接作業。 按其結構形式及應用特點可分為三種：
1、平台式焊接操作機：平台式焊接操作機又分為單軌台車式和雙軌台車式兩種。單軌台車式焊接操作機實際上還有一條軌道，不過該軌道一般設置在車間的立柱上，車間橋式起重機移動往往引起平台振動，從而影響焊接過程的正常進行。平台式焊接操作機的機動性、使用范圍和用途均不如伸縮臂式焊接操作機，在國內的應用已逐年減少。
2、橫臂式焊接操作機：這類焊接操作機根據橫臂的結構不同有分為懸臂式焊接操作機和伸縮臂式焊接操作機。
3、門式焊接操作機：這種焊接操作機有兩種結構：一種是焊接小車座落在沿門架可升降的工作平台上，並可沿平台上的軌道橫向移動；另一種是焊接機頭安裝在一套升降裝置上，該裝置又座落在可沿橫梁軌道移動的跑車上。 作用
1、准確、可靠的定位和夾緊，可以減輕甚至取消下料和劃線工作。減小製品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可換性；
2、有效的防止和減輕了焊接變形；
3、使工件處於最佳的施焊部位，焊縫的成型性良好，工藝缺陷明顯降低，焊接速度得以提高；
4、以機械裝置代替了手工裝配零件部位時的定位、夾緊及工件翻轉等繁重的工作，改善了工人的勞動條件；
5、可以擴大先進的工藝方法的使用范圍，促進焊接結構的生產機械化和自動化的綜合發展；
設計的基本要求
（1）工裝夾具應具備足夠的強度和剛度。夾具在生產中投入使用時要承受多種力度的作用，所以工裝夾具應具備足夠的強度和剛度；
（2）夾緊的可靠性。夾緊時不能破壞工件的定位位置和保證產品形狀、尺寸符合圖樣要求。既不能允許工件松動滑移，又不使工件的拘束度過大而產生較大的拘束應力；
（3）焊接操作的靈活性。使用夾具生產應保證足夠的裝焊空間，使操作人員有良好的視野和操作環境，使焊接生產的全過程處於穩定的工作狀態；
（4）便於焊件的裝卸。操作時應考慮製品在裝配定位焊或焊接後能順利的從夾具中取出，還要製品在翻轉或吊運使不受損害；
（5）良好的工藝性。所設計的夾具應便於製造、安裝和操作，便於檢驗、維修和更換易損零件。設計時還要考慮車間現有的夾緊動力源、吊裝能力及安裝場地等因素，降低夾具製造成本。
分類與組成
焊接工裝夾具是將捍件准確定位並夾緊，甩於裝配和焊接的工藝設備。
在焊接結構生產中，裝配和焊接是兩道重要的生產工序，根據工藝通常以兩種方式完成這兩道工序：—種是先裝配後焊接；一種是邊裝配邊焊接。我們把用來裝配以進行定位焊的夾具稱做裝配夾具；專門用來焊接焊件的夾具稱做焊接夾具；把既用來裝配又用來焊接的工具稱做裝焊夾具。它們統稱為焊接工裝夾具。
一個完整的夾具，是由定位器、夾緊機構、夾具體三部分組成的。在裝焊作業中，多使用在夾具體上裝有多種不同夾緊機構和定位器的復雜夾具。其中，除夾具體是根據焊結構形式進行專門設計外，夾緊機構和定位器多是通用的結構形式。
定位器大多數是固定式的，也有一些為了便於焊件裝卸，做成伸縮式或轉動式的，並採用手動、氣動、液壓等驅動方式。夾緊機構是夾具的主要組成部分，其結構形式很多，且相對復雜。驅動方式也多種多樣。在一些大型復雜的夾具上，夾緊機構的結構形式有多種，而且還使用多種動力源，有手動加氣動的、氣動加電磁的等等。這種多動力源夾具，稱作混合式夾具。在先進工業國家裡，對廣泛採用的一些夾緊機構已經標准化、系列化，在工藝設計時進行選用即可。我國焊接工作者，正進行著這方面的研究開發工作，相信不久也會有我們自己的系列化、標准化的夾緊機構出現。
特點
焊接工裝夾具的特點，是由裝配焊接工藝和焊接結構的形式決定的，有如下特點：
(1)、由於焊件一般由多個簡單零件組焊而成，而這些零件的裝配和定位焊，在焊接工裝夾具上是按順序進行的，因此，它們的定位和夾緊是一個個單獨進行的。
(2)、在焊接過程中，零件會因焊接加熱而伸長或因冷卻而縮短，為了減少或消除焊接變形，要求工裝夾具能對某些零件給予反變形或者作剛性的夾固；為了減少焊接應力，又要允許某些零件在某一方向可自由伸縮。因此，焊接工裝夾具不是對所有的零件都作剛性夾固。
(3)、對焊接工裝夾具而言，裝焊完的結構尺寸增大，重量增加，形狀變得復雜，增加了從工裝夾具上卸下的難度。
(4)、對於熔焊的夾具，工作時主要承受焊件的重力、焊接應力和夾緊力。有的還要承受裝配時的錘擊力；用於壓焊的夾具還要承受頂鍛力。
(5)、焊接工裝夾具往往是焊接電源二次迴路的一個組成部分，因此絕緣和導電是設計中必須注意的一個問題。例如，在設計電阻焊用的夾具時，如果絕緣處理不當，將引起分流，使接頭強度降低。
(6)、裝配夾具和裝焊夾具上的夾緊點、定位點比機床夾具上的多達幾倍甚至十幾倍，因此，設計難度較大，特別是定位點、夾緊點的數量、選位和兩者的對應關系，都會影響夾具的功能和質量。
(7)、焊接工裝夾具主要用來保證焊接結構各連接件的相對位置精度和整體結構的形狀精度。
焊接工裝夾具的設計
(1) 、焊接工裝夾具應動作迅速、操作方便，操作位置應處在工人容易接近、最宜操作的部位。特別是手動夾具，其操作力不能過大，操作頻率不能過高，操作高度應設在工人最易用力的部位，當夾具處於夾緊狀態時，應能自鎖。
(2) 、焊接工裝夾具應有足夠的裝配，焊接空間，不能影響焊接操作和焊工觀察，不妨礙焊件的裝卸。所有的定位元件和夾緊機構應與焊道保持適當的距離，或者布置在焊件的下方或側面。夾緊機構的執行元件應能夠伸縮或轉位。
(3) 、夾緊可靠，剛性適當。夾緊時不破壞焊件的定位位置和幾何形狀，夾緊後既不使焊件松動滑移，又不使焊件的拘束度過大而產生較大的應力。
(4) 、為了保證使用安全，應設置必要的安全連鎖保護裝置。
(5) 、夾緊時不應損壞焊件的表面質量，夾緊薄件和軟質材料的焊件時，應限制夾緊力，或者採取壓頭行程限位、加大壓頭接觸而積、加添銅、鋁襯墊等措施。
(6) 、接近焊接部位的夾具，應考慮操作手把的隔熱和防止焊接飛濺物對夾緊機構和定位器表面的損傷。
(7) 、夾具的施力點應位於焊件的支承處或者布置在靠近支承的地方，要防止支承反力與夾緊力、支承反力與重力形成力偶。
(8) 、注意各種焊接方法在導熱、導電、隔磁、絕緣等方面對夾具提出的特殊要求。例如，凸焊和閃光焊時，夾具兼作導電體；釺焊時，夾具兼作散熱體，因此要求夾具本身具有良好的導電、導熱性能。再如，真空電子束焊所使用的夾具，為了不影響電子束聚焦，在槍頭附近的夾具零件，不能用磁性材料製作，夾具也不能帶有剩磁。
(9) 、用於大型板焊結構的夾具，要有足夠的強度和剛度，特別是夾具體的剛度，對結構的形狀精度、尺寸精度影響較大，設計時要留有較大的余度。
(10) 、在同一個夾具上．定位器和夾緊機構的結構形式不宜過多，並且盡量只選用一種動力源。
(11) 、工裝夾具本身應具有較好的製造工藝性和較高的機械效率。
(12) 、盡量選用已通用化、標准化的夾緊機構以及標準的零部件來製作焊接工裝夾具。

Ⅲ 鍋爐鍋筒焊接工藝設計怎麼做

一． 工業爐的概念：工業用爐
工業爐：分為電爐和燃燒爐（狹義的工業爐指燃燒爐）
二． 鍋爐的主要產品
七大類：電阻爐、感應爐、真空爐、電子束爐、熱處理（或熔煉）機組、熱處理輔助設備、燃燒爐。
三． 電阻爐：三大部件：加熱器、爐襯、耐熱構件
1． 分為周期式及連續式兩大類
2． 周期式爐的特徵：
A． 爐料同時加入同時取出
B． 加熱時爐料基本不動（特殊情況除外：如滾筒爐，輥底爐）
C． 工作區內力求溫度均勻
3． 周期式電阻爐的分類
A． 箱式爐
B． 台車爐（分為自行式和牽引式），用作退火之用，加熱後工件隨爐冷卻
C． 井式爐
D． 罩式爐（主要用於退火，加熱罩可吊移）
E． 底升式罩式爐（罩子固定，升降底座，適用於大型爐子）
F． 轉筒式爐
G． 密封箱式爐（又稱為多用爐，可進行滲碳、光潔淬火、碳氮共滲等熱處理工藝。採用輻射管加熱，輻射管是由耐火陶瓷盤固定的電阻絲裝於一個密封耐熱鋼管中，這樣的結構使爐內氣氛對加熱元件不會有影響）
4． 連續式電阻爐
A． 推送式爐
B． 傳送帶式爐
C． 網帶爐（適用於薄小零件的退火、燒結、釺焊及固溶處理。結構類似傳送帶式爐）
D． 連續式轉筒爐
E． 輥底爐（料盤在輥子上運動）
F． 轉底爐
鍋筒對接焊縫邊緣偏差應符合下列要求
（1）對於縱縫，焊縫兩邊鋼板中心線應一致。當鋼板厚度相同時，c(=e)≤0.1×鈑厚，且≤3mm。當鋼板厚度不同，且其邊緣偏差c>0.1b』，或＞3mm時，必須將厚板兩邊均勻地削薄，使其一薄板平滑相接，削薄部分的長度d≥4c。
（2）對於環縫，當鋼板厚度相同時，c≤0.1×板厚＋1mm，且≤4mm。當鋼板厚度不同，且c>0.1b』+1mm或＞4mm時，厚板邊緣應削薄，削薄長度d≥4c。
第32條 工作壓力≥100kgf／cm2的鍋爐，其鍋筒或集箱與管子進行角焊連接時，必須在管端或鍋筒、集箱上開坡口。
鍋筒和集箱的焊縫無咬邊。管子焊縫咬邊深度不超過0.5mm，總長度（焊縫兩側之和）有超過管子周長的1／4，且不超過40mm。
鍋爐是一種將煤炭、木材、甘蔗渣、石油、可燃氣體等能源所儲藏的化學能以及工業生產中的余熱或其它能源，轉化為一定溫度和壓力的水或蒸汽的換熱設備。 鍋爐設備是由鍋爐本體和輔助設備兩部分構成 鍋爐本體是由「鍋」（接受高溫煙氣的熱量並將其傳給工質的受熱系統）和「爐」（將燃料的化學能轉變為熱能的燃燒系統）兩大部分組合在一起構成的。 ▽「鍋」是指承受內部或外部作用壓力、構成封閉系統的各種部件，包括鍋殼、鍋筒（汽包）、下降管、集箱（聯箱）、水冷壁、凝渣管、鍋爐管束、汽水分離裝置、汽溫調節裝置、排污裝置、蒸汽過熱器、省煤器等。 ▽「爐」是指構成燃料燃燒場所的各組成部件，包括爐膛（燃燒室）和爐前煤斗、煤閘門、爐排（爐箅）、除渣板、分配送風裝置等組成的燃燒設備。 ▲燃料供應系統設備 －保證供應鍋爐連續運行所需要的符合質量要求的燃料。 ▲送、引風設備 －給爐子送入燃燒所需要的空氣或給磨煤系統輸送熱空氣乾燥劑，並從爐膛內引出燃燒產物-煙氣，以保證鍋爐正常燃燒。 ▲汽、水系統設備 －包括蒸汽、給水、排污等三大系統。 �6�1鍋爐輔助設備 ▲除灰渣設備 －將鍋爐的燃燒產物-灰渣，連續不斷地除去並運送到灰渣場。 ▲煙氣凈化系統設備 －除去鍋爐煙氣中夾帶的固體微粒-飛灰和二氧化硫、氮氧化物等有害物質，改善大氣環境。包括煙氣的除塵、脫硫、脫硝設備，▲儀表及自動控制系統設備 －對運行的鍋爐進行自動檢測、程序控制、自動保護和自動調節。 �6�1主要爐型 層燃爐－燃料在爐排上鋪層燃燒的燃燒設備。 �6�1室燃爐－又稱懸燃爐，它沒有爐排，燃料全部懸浮在爐室空間中燃燒。既可燃用固體燃料，也可燃用液體或氣體燃料。煤粉爐、燃油爐、燃氣爐、水煤漿鍋爐。 �6�1半懸浮爐－指燃料在爐內一部分懸浮在爐膛內燃燒，另一部分在爐排上燃燒的鍋爐。拋煤機爐、循環流化床爐 鍋筒是鍋爐產品中一個非常重要的部件，鍋筒的焊接質量歷來是各鍋爐廠家最為關心的，但以往大家一般主要將注意力集中在鍋筒的縱縫、環縫及集中下降管、給水管上，對於Φ133mm及Φ159mm引出管管座的焊接一直沒有引起足夠重視，但隨著用戶對管座焊接要求的不斷提高，鍋筒管座的焊接已成為鍋爐行業關注的焦點。

以往在220t/h、420t/h鍋筒的Φ133×12引出管管座焊接時，選用全焊透的結構型式，焊接採用內孔氬弧焊封底、手工電弧焊蓋面，焊後僅進行表面磁粉探傷，然而在採用超聲波探傷檢查後，連續兩台產品的鍋筒管座角焊縫一次合格率低得實在確實令人難以接受，也立即引起了大家的高度重視，經過實物解剖的分析，發現鍋筒管座焊接缺陷主要分布在內孔氬弧封底焊根部和手工焊焊縫底部，大部分呈整圈分布，缺陷的性質為未焊透、夾渣和氣孔。

從目前生產情況來看，現有的設備，管座加工精度，焊接坡口的具體尺寸，焊工的操作技能等均不能滿足要求，因而焊接質量難以達到超聲波探傷合格標准。根據前兩台鍋筒管座焊接的實際情況分析，我們發現由於管座的壁厚、橢圓度公差及管座的加工精度使得管座的鈍邊尺寸過大或不均勻，管座裝配時，由於沒有仔細控制又造成錯邊量過大，從而造成了管座根部內孔焊未焊透、焊穿，而管座底部的手工焊缺陷，則主要是由於坡口間距過小，造成焊工運條不當以及操作環境惡劣等因素引起。

二、管座焊接質量改進

1．改變設計坡口型式，完成焊接工藝評定

由於1000t/h和2000t/h鍋筒上Φ159×20管座的坡口型式全部採用從美國CE公司引進的根部不焊透的J型坡口，難於滿足超聲波探傷的要求，我們根據220t/h、420t/h鍋筒的Φ133×12引出管管座焊接經驗，將根部不焊透的J型坡口全部改成全焊透的D型坡口，並重新設計滿足要求的坡口型式，重新進行工藝評定，為了保證生產的順利進行，我們設計了新的內孔氬弧焊工裝，包括導電桿、導電嘴、外保護氣套、定位芯棒等工裝。對焊接坡口也作了新的設計，為了檢驗重新設計的工裝及焊接坡口的合理性，工藝部門在生產車間的配合下先後制備了近百個管座試樣，邊焊邊調整規范參數及坡口型式的具體尺寸，邊焊邊總結經驗，在短時間內完成了試驗及工藝評定，滿足了生產的正常進行。

2．細化提高管座角焊縫一次合格率的措施

針對管座角焊縫的一次合格率奇低問題，先後數次組織了工藝、車間、探傷、標准、設計的有關人員進行了會診，並與車間操作工人一起對缺陷產生的原因進行了分析、探討，根據缺陷主要集中在根部及整圈的特點，制訂了新的工藝方案，並在第三台鍋筒管座焊接時採取如下措施：

①針對坡口間距過小，在加工坡口時，常有加工不到位的情況，決定將鍋筒筒體上的坡口角度由原來的30°改為15°,坡口盆口尺寸加工須滿足圖紙要求的尺寸。

②針對鈍邊尺寸太大或不均勻的情況，決定從第三台起管座內孔全部內鏜，並對管座的加工要求提出更高的要求，管座的壁厚適當放厚以滿足內鏜的需要。

③針對手工焊時焊條運條不暢，難以擺動的情況，決定手工焊第一層焊接時由原來的Φ4.0焊條全部改為Φ3.2焊條。

④針對錯邊過大的情況，採取了裝配點焊時使用定位芯棒，對管座縱、環向偏差暫不考核，以滿足內孔氬弧焊的需要。

⑤焊前向焊工進行交底，焊接過程中，工藝人員到現場進行跟班、指導，以進一步掌握第一手資料，車間將原生產周期從2天改為7～10天，以保證質量。

經過連續10天的精心焊接，第3台鍋筒管座的一次焊接合格率終於從第1台的3個合格，第2台的9個合格提高到了31個合格，但合格率仍僅41.9%，這無疑極大地打擊了焊工的信心，也使很多人產生了管座焊後採用超聲波探傷是否能行的疑問。在公司領導的關心和支持下，工藝部門和生產車間協手合作對第3台鍋筒管座的缺陷情況進行了分析，並在產品上抽颳了3個管接頭進行仔細觀察、研究，並讓操作焊工一起來觀看，使焊工對缺陷的位置、性質有一個直觀了解。為此，我們又組織了工藝人員與焊工進行了交流，通過交流，工藝部門充分聽取了焊工的意見並進行分析，對焊接工藝又作了如下修改：

①將原來一直進大爐進行預熱的工藝改為局部預熱，以改善焊工的操作條件。

②打破常規改變原來的操作工藝，對打底層焊接由原來的運條電弧不能給在中間，改為運條時電弧直接給在中間，並適當增加焊接電流，以保證根部焊透。

③根據第3台管座角焊縫缺陷已由原來的整圈變為主要集中在起弧及收弧接頭處的特點，要求焊工加強責任心，對接頭處要求進行修磨。

④生產車間根據實際情況又發出了「關於加強鍋筒上內孔氬弧焊管接頭質量的幾點要求」，對鍋筒管座的焊接作出了詳細規定，並分發到各有關工段和有關人員。

採取了如上措施後，第4台鍋筒管座的焊接質量有了很大提高，經超聲波探傷檢查，一次合格率為73.4%，基本達到了預定的質量指標。在以後的鍋筒管座焊接過程中，我們又不斷總結經驗，使鍋筒管座的一次合格率不斷提高，現在鍋筒管座的一次合格率已基本達到90%以上，截至2002年底統計結果，15台產品中有6台鍋筒管座焊接的一次合格率達到100%。

三、管座角焊縫自動焊接技術的研究

為了保證鍋筒、壓力容器上管座的焊接質量，並使管座角焊縫的一次合格率穩定地保持在90%以上，減少電焊工操作技能等人為因素引起的質量問題，有必要開發用自動焊進行管座焊接的新型焊機，為此工藝部門開始立項研製管座自動焊機，並與國內某焊接設備專業生產廠家合作開發管座自動焊機。

1．管座自動焊焊機的主要技術參數

a.管接頭外徑適用范圍:Ф100～Ф300mm
b.管接頭壁厚適用范圍:8～30mm
c．管接頭高度:150～200mm
d．管接頭最小凈距(軸向、環向):100mm
e．最大馬鞍形落差量:50mm
f．筒節本體及管接頭材料:碳鋼、低合金鋼
g．適應的最高預熱溫度:250℃

2．設備組成

設備由馬鞍形焊接主機、控制箱、進口送絲機、可擺動鵝頸式空冷焊槍以及進口IGBT逆變式焊接電源組成。適用於細絲埋弧焊、熔化極氣保護焊。

焊接設備系適用於管座坡口馬鞍形落差較大的氣保護焊機，焊接設備為適用於管座坡口馬鞍形落差較小的埋弧焊機。

3．焊接工藝性能試驗

（1）試驗用母材：BHW35Ф1743*145；20GФ133*12、Ф168*15、Ф159*20。

（2）焊接材料：H10Mn2Ф1.6mm；SJ101。

（3）焊接方法：內孔氬弧焊封底，埋弧自動焊焊妥。

（4）試樣數量：2付對接，3種規格18隻角焊縫。

（5）焊後檢驗：100%磁粉探傷、100%超聲波探傷。

（6）力學性能試驗：2個接頭抗拉、4個橫向彎曲和6個沖擊韌性。

（7）宏觀金相檢驗：每個管座角焊縫檢查12個宏觀剖面。

（8）試驗結果：磁粉和超聲波探傷合格率100%，理化性能的各項指標均符合標准要求。

四、結論

1．通過改進設計，優化工藝以及操作技能的培訓，鍋筒管座角焊縫的一次合格率明顯提高，產品質量上等級。

2．研製、開發了管座角焊縫自動焊機，提高焊接技術水平，填補國內空白。 資料就這些你自己看著寫。。。

Ⅳ 焊接操作機介紹

科技名詞定義
中文名稱：焊接操作機英文名稱：manipulator定義：將焊接機頭或焊槍送到並保持在待焊位置，或以選定的焊接速度沿規定的軌跡移動焊接機頭或焊槍的裝置。應用學科：機械工程（一級學科）；焊接與切割（二級學科）；焊接與切割工藝裝備與設備（三級學科）
以上內容由全國科學技術名詞審定委員會審定公布 將焊接機頭或焊槍送到並保持在待焊位置，或以選定的焊接速度沿規定的軌跡移動焊劑的裝置。
編輯本段
焊接操作機應用與組成：

焊接操作機應用：焊接操作機是與焊接滾輪架、焊接變位機等組合，對構件的內外環縫、角焊縫、內外縱縫進行自動焊接的專用設備，有固定式、回轉式、全位置等多種結構形式。可根據用戶的需求選擇結構並配套各種焊機以及增加跟蹤、擺動、監控、焊劑回收輸送等輔助功能.
焊接操作機組成原理：主要由操作裝置、控制裝置、動力源裝置、工藝保障裝置組成。
一、 操作裝置包括導軌、傾角調節機構、垂直導向機構、焊槍夾和焊槍，傾角調節機構可使焊槍能繞中心進行正負旋轉。
二、 控制裝置由電氣控制系統組成，可以控制焊接操作機的工作狀態。
三、 動力源裝置由氣缸組成，採用氣壓驅動進行動力傳送。
四、 工藝保障裝置由導絲機構、焊絲導管和導絲嘴組成，能實現焊絲的自動導向定位，可保證焊縫質量。
焊接操作機可與專用的焊件變位機械配合，實現缸體一次裝夾，兩根焊槍同時焊接左右兩側，使得加工精確度和生產效率很大幅度的提高
焊接操作機一般由立柱、橫梁、回轉機構、台車等部件組成。各部件為積木式結構，一般立柱、橫梁為其基本部件，其餘部件可據用戶使用要求選配。立柱及橫梁採用折彎焊接結構件，具有很好的剛性。 輕、中型、重型焊接操作機均採用三角型導軌，超重型採用平面方形導軌，均經磨削、 高頻淬火。 保證了導軌的高精度及其耐磨性。 應用於壓力容器中鍋爐汽包， 石化容器等圓筒形工件的內外縫的縱縫焊和環縫焊焊接。
獨特的橫梁和立柱截面設計，焊後去應力處理，經刨、磨成型。重量輕、強度高、穩定性好。橫梁內伸縮臂的設計，可有效增加橫梁的水平伸縮距離。
橫梁升降採用交流電機恆速方式，升降平穩、均勻，安全系數高。帶安全防墜裝置。
橫梁伸縮、立柱電動回轉、電動台車均採用交流電機變頻無級調速，恆轉矩輸出，速度平穩（特別是低速下），啟動或 停止迅捷，速度數字顯示並可預置。
立柱回轉分為手動、電動兩種，回轉支承採用國內名牌廠家的產品，自帶高精度齒輪，轉動靈活，並可氣動鎖緊，安全可靠。
台車採用標准鐵路路軌為行走軌道，分為手動及電動兩種。手動適用於輕型及移動范圍較小的操作機，電動則適用於重型或移動范圍較大的操作機。
載人型操作機設有載人操作平台，隨橫臂一起移動。
採用手控盒、機頭控制箱（焊接控制箱）構成近控與遠控方式，操作靈活方便，並在電氣箱預留聯動介面，可與滾輪架、變位機、圓形回轉工作台等實現同步聯動