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一、概述 3 Z% m( l" e1 N+ ]. x. [
根据不同的焊工技术培训要求，如《焊工技术考核规程》DL/T679—1999、《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》、焊工技术比赛规则(全国、建设系统、电力行业)等标准，凡有关焊工技术培训、考试、比赛等均对焊件的空间位置进行了规定，如板对接为四个焊位(平、立、横、仰)，管对接为三个焊位(垂直固定、水平固定、45°斜位固定)，而且焊件空间位置的高度、设置障碍管的间距等均有一定的要求，因此必须配备专用的焊接操作架对被焊件进行固定，以满足施焊时对空间位置的要求。
; i! q4 @" F6 C& L) ~1 t 焊工培训专用焊接操作架主体为钢结构件，相对而言制成后该产品价格低廉，且因其损耗小，制成后可长期使用；另外，产品市场范围单一，仅针对焊工培训专用，因此该类焊工培训的专用设施无法以产品的形式在市场上购得。到目前为止，国内各家焊工培训基地所使用的焊接操作架均为自行设计、制作的，因此焊工专用焊接操作架形式千差万别，各有千秋。
3 P! P1 b9 u% b. E) T) ? 广东火电工程总公司焊接技术培训中心自1985年成立成来，主要从事焊工技术培训，除了在培训方面建立一套完整的制度及体系外，各类有关设备设施也在不断更新中，焊工专用焊接操作架作为培训的主要设施之一，本中心最初试制使用后，一直对其不断地进行改进，以满足焊工培训中的各种不同要求。本文主要对本中心新近改造并已全面在培训中心使用的第3代焊接操作架进行介绍，与同行相互切磋，共同提高。 " s8 I8 m, l/ R1 w% b* }- M
二、焊接操作架设计要求 - j0 C8 N% U h& g
(1)焊接操作架整体结构应轻便、紧凑，便于加工、安装和拆卸。 ( G& e' ]+ X/ H
(2)焊接操作架主要用于板固定和管固定，设计时应考虑到板对接的4个空问位置和管对接3个空间位置如何固定。 + n; F, M$ {5 \5 N8 a9 V
(3)根据考规要求，管对接时可加或不加障碍管，且障碍管位置为十字形或一字形，因此焊接操作架设计应考虑到障碍管的安装位置和可拆卸性。 , B* `" z$ \6 J+ y) i4 v
(4)合金管材氩弧焊打底时需对管内部进行充氩保护，因此在设计时应考虑到对管内部如何充氩及所充氩气如何密封不扩散的问题。 ( d6 ]; M8 ~# i* ^
(5)其他：与焊件连接的焊钳夹持处、氩气人口处的设计、焊件空间位置的高度可调节性(满足不同人体高度的要求)等。
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三、焊接操作架主体结构 $ P+ B8 Z1 ?. ?) v7 m
1．焊接操作架主体结构
" O% Q2 R1 H5 L: o1 r' F" u如图1所示，焊接操作架主体由底座、支柱、可调节板及十字架组成，前3部分之间以焊接固定，十字架与可调节板通过螺栓固定，各部分主要作用及设计要求如下。
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(1)底座整个焊接操作架的重心，主体为钢板，用于稳固焊接操作架，因此底座需一定的重量，以避免加装焊件后因焊件过重而造成倾斜翻倒的事故。
) k3 ~2 m* J0 ~1 d9 o' Y; L (2)支柱支撑整个焊接操作架，主体为钢管，目的是使焊件能固定在一定的高度，便于施焊。
: k! n, h* z' U' Y4 [ (3)可调节板位于焊接架的上部，主体为按要求加工的钢板，上有用于固定的可拆卸孔，便于安装不同空间位置的焊件。
& `1 o6 w8 y' M! E/ F% d (4)十字架 固定于可调节板上，且根据安装孔的不同使管具备不同的焊接位置，十字架上有用于固定障碍管的孔洞，便于安装、拆卸障碍管。 ! q( H) S8 r" C5 @ L
2．焊接操作架的主体结构 * s9 H- J$ k9 U! F
焊接操作架的主体结构如图2所示。 # G( {+ ]% U- r: z
四、焊接操作架配件
, b! t3 p) ]- S& @* g 1．联接件
- l% g" @2 O1 l0 N$ [: P(1)联接件结构如图3所示。联接件的作用：固定于焊接操作架支柱附件上及可调节板处，起到联接的作用，用于固定板、固定件及管固定件。联接件的作用如图4a及4b所示。: h/ N4 a2 l0 f v, V3 t
图4 (2)联接件的结构如图5所示。, G7 ~7 p8 |, Y
2．板固定件7 E+ U7 _4 Y: m- K/ L; d" ^
(1)板固定件结构如图6所示。板固定件的作用：与联接件配合使用，用于固定不同空间位置的板对接焊件。板固定空间位置如图7a、7b、7c、7d所示。
7 f0 `- m, y# g q4 \(2)板固定件的结构如图8所示。
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4 U4 u! C) ^# G' k3 S(1)管固定件结构如图9所示。管固定件的作用：与联接件配合使用，用于中径管斜焊位置的固定，如图10所示。
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2 L7 t8 P- J, K) Q1 t- e6 f. ?(2)管固定件结构如图11所示。
, b+ A$ e- l5 U4 E 五、主体结构中十字架部位的设计
; D: o& m& U. n+ @+ x(1)十字架结构的设计十字架是主体结构中的重要组成部分，以螺栓固定在可调节板上，十字架的设计应考虑到障碍管的设置及可拆卸性，以及管内充氩保护问题。十字架结构如图12a、12b所示。
- u4 N% \! d, y/ |8 A/ c, o(2)障碍管的设置如图12a所示，十字架上下左右架臂均钻有孔洞，用于固定障碍管，障碍管构造如图13所示。障碍管可用螺栓固定在十字架的孔洞上，且根据被焊管材大小，障碍管可设置在内侧及外侧，以调节间距。0 L& [1 T% v1 v
(3)充氩保护的设计如图14所示，氩气皮管接在氩气入口处的圆形小管处，通过小管送入十字架中心小室，管材通过螺栓固定在小室内部，因此在管内形成充氩保护气氛。. p7 K/ e" {& U3 S2 `& n8 V
(4)小管3个焊位的固定方式如图15所示。3 c$ [: v* U- |) z6 o5 T6 m3 c: B
(5)十字架正面视图如图16所示。+ B x f; F. [% z
六、其他设计要求
3 q- B. ` y1 ] t% B. U (1)根据焊接接线要求，设计时应考虑焊钳夹持位置。9 u1 a" g. ?8 R5 G
(2)因人身高不同，在进行板固定焊接时(1G、2G、3G、4G)，空间位置的高度应可调。
a) ?% ?& z0 F2 n9 C (3)为满足以上两条要求，在支柱上设置焊钳夹持处，且通过支柱上的可调节孔来改变焊件高度。4 f6 g+ |; y) A4 k% O
七、结语7 b$ z9 O7 ^* Q% y; a/ R
(1)本中心设计的焊接操作架较综合、全面地考虑到了焊件各个空间位置的固定，能较好地满足焊工培训的要求。/ b9 ?& x4 w7 R7 s; B5 ^( \
(2)该焊接操作架在设计时应同时考虑到障碍管的设置与可拆卸性、充氩保护装置及焊钳夹持位置，通过可调节孔来调焊件的高度等细节问题，使得焊接架的设计更为完美，也更人性化(如图17所示)。( k" g6 t. M( G6 y/ s
(3)由于焊接操作架在设计时考虑到不同标准焊接时对焊件位置、高度、障碍管设置等的要求，着重增强了焊接架的可调节功能，因此能满足各类焊工培训、考试及比赛的要求。
& I* _9 A3 p% j. N3 g, ]; p (4)本设计的不足之处在于：配件1、2、3并非固定在焊接操作架上，可能会造成配件丢失，因此在焊位上确定配件摆放的固定位置，并对配件编号(与焊位编号相同)。 | 
发表于 2009-5-20 13:17:57
发表于 2009-5-20 21:30:41