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原文传递短距直角自动立焊机的研究

论文题名：	短距直角自动立焊机的研究
关键词：	直角自动立焊机;可编程控制器;船舶结构
摘要：	面对经济危机和国家供给侧改革双重的压力，我国船厂遇到前所未有的危机，中小型船厂纷纷面临倒闭。焊接作为造船成本消耗重要的一环，在船舶建造中焊接工时约占总工时的70％，焊接成本约占船舶建造总成本的30%~50%[1]。因此，通过焊接自动化提高焊接生产效率，成为增强船厂核心竞争力的有效措施。　　由于船舶结构的特殊性，船厂焊接通常采用普通的半自动CO2气体保护焊。该焊机具有生产效率低、工作环境差、劳动强度高，且受人为因素影响大，焊接质量得不到保证。在船舶制造行业，立角焊又是一个非常重要的环节，它不同于平角焊，对于焊接工人的要求很高，而且生产效率很低。针对船舶结构的特点和我国焊接自动化技术在船厂应用现状，本文针对船体双层底分段中的肋骨和肋板所形成的短距离直角立焊缝设计了短距直角自动立焊机。　　短距直角自动立焊机分机械执行系统和自动控制系统两部分。本文对机械执行系统进行了两种方案设计，通过两种方案的对比分析，最终确定了组成短距直角自动立焊机的上下运动和左右摆动的机构，该机构使用传动效率和稳定性高的滚珠丝杆和步进电机组成。本文在自动控制方面，通过对步进电机驱动器和可编程控制器的特点进行分析和了解，确定了可编程控制器和步进电机驱动器的型号。通过对机械执行系统和自动控制系统的连接，利用可编程控制器中编写的梯形图程序来控制焊机的焊接长度、焊接速度和左右摆动速度等焊接工艺参数。　　本文通过对船舶焊接工艺的研究，确定了短距直角自动立焊机的焊接工艺参数。运用设计的短距直角自动立焊机对10mm板厚直角立焊进行试验。通过改变焊枪倾角、焊接电压和焊接左右摆动速度等焊接工艺参数，来分析每个工艺参数对焊缝的影响。最后通过在船厂的实际运用与手工焊接 CO2气体保护焊效率对比，得出本次设计的短距直角自动立焊机能够满足船厂短距直角焊接的要求，而且可以显著提高船厂焊接的生产效率。
作者：	刘振
专业：	材料工程
导师：	顾晓波
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏科技大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文