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窄间隙环缝自动TIG焊接设备系列研制

完成单位:哈电集团(秦皇岛)重型装备有限公司

登记编号:ZSCX-D4-J-1-128      登记年份:2020      登记日期:2020-09-21

项目概况

1、立项背景:该设备研发基于国家重大专项-高温气冷堆蒸发器项目,在产品总装过程中需要进行主蒸汽管嘴和主蒸汽联箱筒体的焊接工作,基于以往过度依赖进口设备,决定进行同类设备的自主研制工作

该设备的研发是经哈电集团(秦皇岛)重型装备有限公司(以下简称:哈电重装)总经理办公会讨论通过,由哈电重装装备部党支部牵头组织的支部攻关项目

2、内涵和主要做(方)法:经过多年日常TIG焊类设备管理和维修经验,本项目通过研究厂内已有设备的结构、工作原理和主要功能,建立独特的设计思路,通过设计出图、备件选型、功能优化、组装调试等方式形成公司独有的设计理念和设备的加工制造能力

项目研发历时一年,整体设计思路和方案的选定、设计图纸的测绘与出具、关键部件的国产化选型、组装调试、验收是项目研发整体流程;项目工程巨大,仅加工图纸数百份,研发过程中既要考虑设备与产品结构的适应性,又要兼顾焊接工艺和焊接电源的符合性,同时充分考虑设备的可操作性,保证设备整体达到国际同类设备的先进水平,随着多项试验件、见证件、产品焊接的顺利完成、无损检测合格,验证了设备长期运行的稳定性、焊接质量得到客观认可

3、原理或机理:该设备整体结构主要由底座行走滑台、立柱无限回转机构、升降机构、立柱水平伸缩机构、焊接机头、视频控制系统、电气控制系统和焊接电源等组成

设备整体实现了远程自动化控制,涵盖了台车行走、升降、无限回转、焊接机头位置调整、机头照明、摄像角度、钨极摆动等所有涉及焊接和动作的功能调整

在焊接前、焊接过程中、焊接后实现了全程监控与实时调整,整机操作可由一人独立完成,也可多人配合完成

4、创新亮点和值得学习借鉴之处:以模块化设计为主要研发设计理念、突出功能性、实用性,是本项目最大的创新亮点之一

研制的设备功能上涵盖了焊接时所需要的所有功能,包括送丝功能、钨极调整功能、摄像调整功能、一次保护气功能、二次保护气功能、无限回转(水、电、气)功能等,尤其是焊接机头部分配备了无线遥控器和高清显示器,操作者可通过观看高清显示器,使用无线遥控器进行焊接前、焊接过程中进行实时调整(送丝角度、送丝速度、焊接机头位置等),这项功能为空间有限、人员不能进入的工况下进行产品焊接起到了至关重要的作用

实用性方面,设备研制体现了降本增效原则,整机(除焊接电源以外)实现了国产化。众所周知,在焊接设备领域尤其是高精尖类TIG焊接设备一直以国外进口为主,而设备研制采用的备件、加工件、易损件均采用国产化,不仅降低了设备采购成本,而且从后期维护和费用角度既降低了维修难度、又节省了维修费用

5、实施应用前后效果(益)情况对比:设备研发充分考虑了降本增效原则,整机实现了国产化(焊接电源除外),具有开发成本低、稳定性好、性价比高等特点

自主研制设备研发、制造费用为32万元/台套,而国外同类进口设备的价格约370万/套,是自主研制费用的10倍以上

截至目前,改造、自制同类设备已打10余套,与国外同类进口设备相比总计可节约设备采购成本上千万

该设备已于2016年6月12日历时70余天连续完成了国家重大核电专项产品-高温气冷堆蒸发器项目(两套主蒸汽管嘴和主蒸汽联箱筒体的焊接),完成了产品鉴证件的环缝焊接工作,圆满的完成了公司和产品的要求

6、可推广应用范围:本套设备除完成了高温气冷堆蒸发器项目外,也广泛的应用于公司其他同类产品;同时,其主要结构部件以模块化形式应用到其他自主研制设备上使用。根据不同产品结构、焊接位置要求,实施二次升级改造、设计。目前重装公司进行自主研制设备至少20余套,种类涵盖了TIG焊、窄间隙埋弧焊、带极堆焊、马鞍型焊接等多个焊接领域,已经形成了一定数量和规模,这些自主研制设备均可广泛用于其他锅炉、石化、压力容器等重特大产品焊接

设备结构形式新颖、组合方案多样性,可根据不同产品、焊接位置进行动态调整,极大地增强了哈电重装热丝TIG焊类设备加工制造能力,提高了公司的产能,加快产品制造周期都有着积极而重要的意义