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建筑钢结构之埋弧焊（门焊）设备与焊接支架| 杨教高『建筑钢结构专业 / 智能制造』讲座系列NO.9

发布于：2022-10-18 10:45 作者：

固建机器人作为钢结构行业智能建造的先行者，探索者，为了帮助钢结构行业的相关从业人员对钢结构有更深的认知，提升专业水平，特在此做《建筑钢结构生产工艺、装备技术及智能化》讲座的系列连载文章，本系列讲座将介绍一些建筑钢结构基本情况，钢结构生产过程中的对钢材焊材的一些基本要求，各生产工序主要工艺方法和设备情况，下料、排版和坡口的开制原则与技巧，H型、十字形柱、箱型柱，圆管柱各类钢柱组立与组装的工艺要点，各工序的技术要点，焊接生产要点（焊前准备、焊接参数、过程重点与后热），工艺评定，多层焊技巧、焊接变形控制，返修焊缝要点，以及生产管理、质量、安全、成本和风险控制的要领。同时，从工艺和质量方面，就钢结构生产机械化自动化设备装备研发，智能化需求、焊接机器人技术等满足工艺技术要求提出了建议。本讲座对钢结构工厂生产、工艺管理和自动化智能化装备研发有较大的参考意义。

『本文为此系列第九期』

1）BH组立工序之后就是埋弧焊工序。其工作内容就是焊接组立好的H型钢腹板与翼板之间的角焊缝。因为主要使用埋弧焊和方法来焊接。

2）关于名称：由于这里的埋弧焊主要是采用门式钢架，上面平台放置埋弧焊机、桶装焊丝和焊丝盘，焊剂系统等。这个工序不少地方称之为“门焊”。焊接接头从门式钢架上面垂放下来，进行焊接。架子像个门，所以称之为“门焊”。

3）关于支架：放置组立好的BH的构件支架，有在门焊钢架内，主要是适合不是太大的“轻钢”，如图1；也有支架在门式钢架之外，适合大型BH构件，如图2。也还有悬臂埋弧焊，只有一个机头，使用一个支架，是超大构件的重型BH钢埋弧焊所用。

图1

图2

4）关于多丝焊接：对于BH型构件，箱型构件主焊缝埋弧焊，早期都是单丝焊接，现在国内大企业用的多是双丝埋弧焊，不仅生产效率提高，后道焊丝焊接对前道焊丝焊接有回火作用，提高焊缝韧性且效率高，有利于高强钢焊接质量。多年前，就有企业有使用3丝埋弧焊，有一定效果。但在钢结构工厂中没有真正的普及下来。

5）关于焊接电源：埋弧焊电源一般要有1000-1200A规格的，适应4-6mm直径的焊丝。焊接电源质量要好，暂载率要高，因为埋弧焊工序一般都是车间生产的瓶颈，日夜班连续做事正常的事情。

6）新的工艺的运用：

（1）使用预热焊丝的埋弧焊，效率可以提高20-40%，效果很好。

（2）自动化方面，采用激光跟踪，来进行主焊缝的焊接，代替了滚轮的机械跟踪，效果尚好，但往往起焊时仍然需要适当的人工调整与修正。随着信息化和自动化水平提高和设备研发的经验总结，人工干预会越来越少。

（3）在坡口多道焊方面，也还有需要深入的研究。

（4）引熄弧板与主焊缝缝的衔接和质量控制，仍然是一个待解决的内容。

7）关于埋弧焊焊接方式：平角焊与船型焊

早期出现了一些使用平角焊的设备，例如 的时候上海巴特勒公司，主要都是用于轻钢。后来，钢结构工厂BH钢埋弧焊基本上都是采用船型焊，用于轻钢的平角焊设备基本不被选用。

近几年，又有人研发和使用自动化的平焊埋弧焊，与前面的卧式组立设备对应，也与近年发展起来的卧式矫正对应。虽然把一些自动化数字化智能化的内容再融入，但由于起难以达到船型焊的熔深效果和质量要求，局限性但适应性方面，还不能在全熔透焊缝上有较大的突破。

有设备厂家以船型焊设备为基础，加上数控顶升装置，实现有自动控制的船型焊焊接，性价比较好，得到厂家的青睐。图3，图4。【专利产品，不得仿造】

图3

图4

8）“组焊矫一体化”设备

近几年逐渐有开始有“组焊一体化”，但“组焊矫一体化”设备还是没有脱离轻钢运用范畴.。“组焊矫一体化”设备将组立、埋弧焊、矫正联合体。

据称，组焊一体机主要用于钢材料的拼装组立，焊接成型钢材料的专用设备，能够将不同种焊接的功能集中在一台设备上完成，减少使用的人力资源，将由原来3台设备6人操作，减至2人操作，减少了工件在工作台之间的来回流转，缩短了工件的制造时间，提高了生产线的制造速度。帮助用户提高了单位面积的产出率，提高了工件的生产效率。

但对其运行所带来的实际经济效益和生产效率，特别是组焊矫三工序本身节拍的不同，造成存在有不同的评价。

图5

图6

【未完待续……】

【作者简介】

杨政，杭州固建机器人科技有限公司顾问总工，工艺质量总监。

1982年2月上海交通大学焊接工艺和设备专业毕业，焊接专业教授级 工程师，建筑工程专业 工程师，一级注册建造师；现任浙江省机械工程学会理事/技术委员会委员，焊接学会副理事长，质量管理协会理事以及浙江省科协“千人进万企”专家组专家，省综合评标、采购评标专家，浙江机电技术学院兼职教授。在安徽、上海、四川、江苏、湖北、浙江多地国企和上市公司及台资外资钢结构公司工作过。发表技术和管理论文30余篇次，参与发明和新型实用专利20多个，参编行业标准2部。

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