大口径长输热力管道自动焊接设备的工程应用

在长输供热管网建设建设过程中,管道安装效率是影响工程进度的决定因素,提升管道焊接效率和焊接质量是确保工程进度及施工质量的重要措施。针对呼和浩特长输热力管网焊接工况,开展了大口径供热管道全位置自动焊系统的工程现场应用研究。通过可自适应管径的柔性导轨、行走驱动系统、长行程焊枪姿态调整机构、高速异构网络实时控制系统、数字化焊接电源及移动工作站的模块化集成,利用全位置焊接系统的预设工艺参数功能和全位置参数自动调用,实现了大口径长输热力管道的全位置焊接。在托克托至呼和浩特供热管道第五工区进行了工程应用,结果表明:热力管道自动焊接设备的使用降低了焊接工人的劳动强度,提高了焊接质量,大幅度缩短了焊接工期。为热力管道工程使用管道自动焊接设备的应用推广提供了宝贵的经验。

管道全位置焊接机器人结构设计与运动学分析

现有管道全位置自动焊接设备自由度少,无法模仿高级焊工运条手法,从而影响到焊接质量。针对这一问题,设计了一款基于协作机械臂的管道全位置焊接机器人,并进行了运动学分析。首先,根据焊接机器人的结构特点,采用模块化思想对机器人进行了功能模块划分,功能模块包括柔性导轨、行走底盘、六轴协作机械臂和模块间的快锁机构四个部分;然后,根据D-H法建立了运动学方程,结合Robotic Toolbox和MATLAB完成了焊接机器人的建模和运动学仿真;最后,采用蒙特卡洛法对焊接机器人的工作空间进行了可视化分析。研究结果表明:理论上,基于协作机械臂的管道焊接机器人可完成管道壁厚为755 mm、焊缝宽度为310 mm的焊接任务,并且运动学模型正确、结构设计合理,可以满足管道全位置焊枪姿态调整的功能需求。

基于旋转电弧的窄间隙横焊打底工艺

【目的】J型铺设是最适合深水的海底管线铺设和海洋立管安装方法,常采用管道自动焊接装备完成横向环焊缝摆动焊接。针对摆动电弧P-GMAW横焊打底层焊缝成形不对称、背部成形一致性差等问题,提出了基于旋转电弧的窄间隙横焊表面张力过渡(Surface tension transfer,STT)打底工艺方法。【方法】以X65管线钢板材对接窄坡口为试验对象,模拟深水立管J型铺设焊接过程。【结果】基于Minitab的田口方法,建立了正交试验模型,通过焊接工艺试验,探究窄间隙横焊STT打底层焊接工艺规范及不同工艺参数组合对焊缝成形的影响规律。【结论】打底层焊缝背部成形一致性好,无未熔合、未焊透等缺陷。

直接黄R染料废水的脱色研究

采用钛网作为阳极,钛网为阴极,对直接黄R模拟染料废水进行了实验研究,探讨了电解时间、电解质浓度、电流密度以及进水浓度对直接黄R脱色效率的影响。结果表明:增加电流密度,提高电解质浓度,延长反应时间有利于直接黄R色度的脱除,对于含有100mg/L的直接黄R溶液,电解质NaCl的质量浓度为25.0g/L,电流密度为2.5A/dm^(2),电解时间20min,溶液的脱色率达到69.86%。