1、电渣焊机在建筑钢结构中的应用吴大炯王贞林!成 都振中电焊机厂 #成 都 T5/5/1摘 要 !简 要介绍了熔嘴电渣焊机和丝级电焊焊机在建筑钢结构中的应用及性能 !并 对两种焊机从购买成本 使 用 成本及生产效率等方面进行了客观比较#关键词 !熔 嘴电渣焊机 $丝 极电渣焊机 $箱 型梁!#$%!&$( 1,#,%&+)#!0 5,#-$(0 /!%$#+),+ c#$:,B A;+G,# c&)V(!%G#B:*T5/5/1!%G,;&!3)&+!%&MG#+G,+;$L#)J&);+#;:;LL$,+;,&J!cSA4 ;+G,#;: !cSc ;+G,#,G#(#$()*+*)#(;)#,2、)&:*+#:-MG#+&L;),(& &J !cSA4 R,G !cSc ;+G,#J)& O*N,B +&(!*(#S+&(&#JJ,+,#+N;:(&G;(O#:@,2 5+-)!cSA4 ;+G,#$!cSc ;+G,#$O&QSO#;6 概 述从./ 世纪 8/ 年代以来#中 国建筑钢结构得到 了空前的发展#随 着箱型梁柱在建筑钢结构中的广 泛应用#作为 箱型梁柱隔板焊接的关 键 设 备&电 渣焊机也得到了长足的发展%本文就电渣焊机在建 筑钢结构行业中的应用情况作一简要介绍%8 电渣焊发展简介50U5年苏联 巴 顿 焊 接 研 究 所 发 明 了 电 渣 焊 焊 接方法#我 国3、也在 50U8 年开始电渣焊的推广工作% 电渣焊的发明#从 根本上改变了重型机械和大型结 构的制造和安装过程#被广泛应用在锅炉制造重型 机械和石油化工等行业%电渣焊分为熔嘴电渣焊板 极电渣焊和丝极电 渣焊#而管极电渣焊属于熔嘴电渣焊的一个特例#后 来应用到建筑钢结构行业的熔嘴电渣焊机其实就是 管极电渣焊机#而 早期出 现 的 E!S5/ 丝 极 电 渣焊机因 其 导 电 杆 短 并 不 适 合 深 孔 !深 度 达 7/5U/ 的 箱 型 柱 隔 板 焊 缝 的 焊 接#只 适 合 采 用 高度为51/ 的水冷成形滑 块 的 环 焊 缝钢 板 对 接及 M 形焊缝的焊接%在建筑钢结构发展之前#4、电 渣焊技术仅应用于锅炉制造重 型机械和石油化工 等特定行业#但随着建筑钢结构的发展#电渣焊逐渐 在建筑钢结构行业中得到应用%9 电渣焊机在建筑钢结构中的应用976 熔嘴电渣焊机熔嘴电渣焊机以其设备简单操作方便可靠性 高便于维护设 备价格低维 护费用低等特点率先 在建筑钢 结 构 行 业 得 到 广 泛 应 用% 图 5 为 XE S 5.U/熔嘴电渣焊机#该种电 渣焊机可分为小车式和 悬挂式两种%当箱型梁隔板厚度大于T/ 时#可 采用双丝 熔嘴电渣焊 或 加 摆 动 器% 图 . 是 双 丝 熔 嘴 电 渣 焊 机#图7是加摆动器的熔嘴电渣焊机%小车式电渣焊机具有轻便灵活不受场地限制的 特点5、#可以任意搬 动#并 可以在箱型梁上行走#由 于 不需要龙门或悬臂移动台车等承载机构#设 备总体 投资低%悬挂式电渣焊机配套龙门或悬臂移动台车 有更高的生产效率#机头能快速到达焊接工位#并可 以采用更大的焊丝盘#减少焊丝更换次数%熔嘴电渣焊机采用熔嘴作为电极#熔 嘴单位重 量价格是焊丝价格的5/倍左右#所以熔嘴电渣焊机 焊接成本很高% 经过测算#熔 嘴电渣焊机焊接成本 是丝极电渣焊机的.倍左右%978 丝极电渣焊机随着钢结构行业的深入发展#有 些大型钢结构 公司逐渐不再满足于使用熔嘴电渣焊机#为 了进一第一作者 $吴 大炯 #男 #50T8年 5.月 出生 #工 程师%;,$R*:;D!5T76、-+&收稿日期 $./0S/3S/5!#$%&()*+,&-./0 !1#2&$-.3#4&-5.17; 小车式 !O 悬挂式图 5 XES5.U/熔 嘴电渣焊机图. XES= 双丝熔嘴电渣焊机图 7 XE 带摆动熔嘴电渣焊机步降低焊接成本./.年前 后开始有大型钢结构公 司从国外引进更先进的电渣焊设备#丝极电渣焊机但是因为其昂贵的身价丝极电渣焊机并未立即 在国内得到普及$针对当时钢结构行业对高性价比丝极电渣焊机 的迫切需求国内 有厂家及时推出了具有高性价比 的丝极电渣焊 机 %图 3&随 着 国 产 丝 极 电 渣 焊 机 的日益成熟国产丝 极电渣焊机迅速在钢结构行业中得到普遍应用并 为这些7、钢结构企业创造了良好的 经济效益$图 3 XE!S5/丝 级电渣焊机97876 龙门和悬臂丝极电渣焊机为了提高生产效率丝 极电渣焊机往往要安装 在龙门或悬臂移动台车上而组成龙门和悬臂丝极电 渣焊机$图U是广东精工使用的一台龙门丝极电渣焊机图T是上海 五冶使用的一台悬臂丝极电渣焊机$在焊接前焊接机头能快速到达焊接工位快速 上下左右前后电动调节机头的位置$XXS!cS7/龙门丝 极电渣焊机%图 U&适 用箱型梁尺寸 7/5U/ 行 走变频调速 ./ U/ ,升 降(横 向电动移动集 中控制水冷( 照明(壁 扇启停作 为 XE!S5/ 丝极电渣焊机的承载体为用户提 供完善的全套的箱型柱电渣焊生 产设8、备$图U XXS!cS7/龙 门丝极电渣焊机13钢结构 ./0年 第 1期第 .3卷 总第 5.期图T 悬臂丝极电渣焊机97878 丝极电渣焊机的技术性能以 XE!S5/为例#丝极电渣焊机的主要技术 参数如下$5额定焊接电流为5/Y!同采用的焊 接电源%.额 定焊接电压 为 T/ 2%7额 定负载持图 1 XE!S5/电 渣焊机控制器续率为5/_%3送丝 速度为 5-U5U &,%U电渣焊枪位置调节范围为垂直5T/#水平0/#横摆动#电流显 示 值 会 摆 动 达./Y左 右#从 而 引 起 误向U/ #旋转角 度 7T/m%T电 渣焊枪提升速度为/57/ &,%1 电 渣 焊 枪 倾 斜 角9、 度 调 节 为 j7m#在十字方向 !G 轴和H 轴%8电 渣 焊 枪 长 度 为5/./ !以./ 进阶%0摆 动轨迹 为往复直线运动%5/摆幅为/5/ %55摆 动 速度为/5T/ &,%5.最 大 摆 幅 时 的 摆 动 频率 为 /8 回&,%57摆 动 停 止 时 间 为 / 或 55.(!左右分别可调目前#全球能够制造用于建筑钢结构行业的丝极 电渣焊机的厂家为数不多#形 成批量生产的则更少 各厂家生产的这类焊机名称不尽相同#有XE!S5/ 丝极 电 渣 焊 机 !名 称 根 据 中 国 国 家 标 准 命 名 (!cS5非熔嘴式电渣焊机(!4MSc 简易短 焊缝电渣焊 机(!4M10、S! 非 消 耗 性 熔 丝 式 电 渣 焊机等无论这些焊机名称是什么#按 其原理可分 为两大流派$一是以 XE!S5/为代表的丝极电渣 焊机!控制器 见图 1%二 是以 !4MS c 为代表的 !4M 焊 机 !控 制 器 见 图 8 下 面 将 从 原 理 着手分析这两大流派焊机各自的特点!4M 焊机最明 显 的 标 志 是 采 用 渡 边 !c;S ;O#c!%SU.d 电流表!见 图 8 中右上角带有旋 钮的电流表#左边为电压表或其他同类的带继电器的电流表!#)#$;N#有的厂家采用 c!%SU.d! 分体式电流表#有 的则采用 c!%SU.d= 一 体 式 电 流表#这种电流表加了上11、限报警的功能#原理是当电 流表指针超过其设定指针时#其上继电器触点动作# 从而控制 焊 枪 的 提 升 这 是 一 种 很 古 老 的 控 制 方式#如果有震动#其 指针会随之摆动#而 指针的轻微!#$%&()*+,&-./0 !1#2&$-.3#4&-5.动作#降低了系 统 控 制 的 可 靠 性 和 精 度#电 流 表 指针的偏 转 是 机 械 动 作#其 响 应 速 度 也 很 慢 由 于 c!%SU.d 增加了电流上限报警的功能#使 得其价 格是日本横河./07Y5/SY 电流表的3U倍#且在市 场上不容易买到#要么在焊机生产厂高价购买#要么 直接从日本订购!有最少起订量XE!S5/ 12、焊 机 采 用 电 子 控 制 的 方 式 来 控 制 焊枪的提升#具有 防震动(反 应快(精 度和可靠性高 的特点而电流表采用具有单纯显示电流功能的横 河./07Y5/SY 电流表!图1中左上角的电流表#中 间和右边是电压表#分别显示焊接电压&提升电压和 送丝电压#由于 电流表不带控制功能#即 使电流表 损坏也不中断焊接XE!S5/ 焊 机 还 有 一 个 显 著 的 特 点 是 单 丝 可焊板厚为 5T5/ #!4M 焊 机 单 丝 可 焊 板厚仅为5TTU #在 板厚达到 T/5/ 之间时必须采用双丝焊#单台设备需要双焊接电源(双 水箱(双送丝机(双焊枪(双管机头等#这样设备价格 几乎是13、单丝焊的.倍979 熔嘴和丝极电渣焊机的对比熔嘴电渣焊机和丝极电渣焊机均能适合箱型梁 柱隔板的焊接#因此分别就购买成本(使用成本以及 生产效率等各方面进行客观比较97976 购买成本目前#丝极电渣焊机价格较高#根据不同配置为 熔嘴电渣焊机的 . 倍 7 倍 从价格 方 面 来 看#熔 嘴电渣焊机具有最优的经济性97978 生产效率从图0中可以看出#丝极电渣焊机的焊接速度1U; 进口电渣焊机 !O 国产电渣焊机 图 8 三种电渣焊机控制器经计算 单 孔 的 材 料 用 量 和 用 电 量 的 对 比 见 表5$表.#图 0 熔嘴电渣焊和丝极电渣焊焊接速度对比高于熔嘴电渣焊机因而具有较高的生产效率14、#97979 使用成本 因各地人工成本不同为便于比较使用成本未计入人工成本而仅包括焊丝$熔嘴%或电渣焊枪折旧费& 和电费三项成本#本文通过以下实例进行分析#例(箱型柱为U/iU/i0/%图5/&7. (.U 75 ( ./ W f.U 设 T 个 隔 板共5. 个 孔# 考 虑 引 弧 和 收 弧 的 损 耗焊 缝 长 度 !fU/aT/fUT/ #图 5/ 算例由表5可见5根U/iU/i0/的箱型柱的 焊 接 成 本 XE! 为 .5-5Ui5.f.U7-8 元XE 为 3.-5.i5.fU/U-33 元# 在 本 例 中 XE! 的 焊 接 成 本仅相当于 XE 的U/-._#9797: 15、建议经分析比较 %表 .&熔 嘴 电 渣 焊 机 和 丝 极 电 渣 焊机各有优势熔 嘴电渣焊机的最大优势在于具有 极低的价格$使用维修简单!而丝极电渣焊机的最大 优势则在于极低的使用成本$较 高的生产效率# 用 户可以根据自己的实际情况作出最佳的选择#表 6 使用成本比较序号项 目单 价工艺用 量费 用)元费用差 额)元5焊丝%5-T%.-3U-8元)VB U-3元)VBXE!XE.-583VB5-13UVB5.-T10-3.7-.U.7熔嘴或焊枪焊枪 %5.i5/熔嘴 %5.iTT/用电量5./元)根.U元)根 5元)%Vc*G&XE! XEXE!5)7/根5根3-38 %Vc*G&3.U16、3-38.57-.单孔合计成本及差额XEXE!1-1 %Vc*G&+1-1.5-5U./-01XE+3.-5.注 ,费 用差额为相同项目中 采 用 XE!工 艺的费用与采用 XE 工艺的费用差#1T钢结构 ./0年 第 1期第 .3卷 总第 5.期表 8 熔嘴电渣焊机和丝极电渣焊机综合比较序号项目XE 熔嘴电渣焊机XE!丝 极电渣焊机5购买成本低高.使用成本高低7维修成本低较低3生产效率较高高U工艺参数较少较多1焊枪水冷不需要需要8系统复杂性简单复杂0操作性简单稍复杂: 结语电渣焊机在建筑钢结构行业中正得到越来越广 泛的应用#特别是 专门用于建筑钢结构箱型梁柱焊 接的丝极电渣焊机的出现#打 破17、了熔嘴电渣焊机一 统天下的局面#与熔嘴电渣焊机相比#丝极电渣焊机 拥有极低的使用成本和较高的生产效率&中国大陆生产的丝极电渣焊机已经达到世界先 进水平#某些方面已经完全超过进口焊机的水平#如5/摆动隔板厚度 0T/ 才需摆动隔板厚度 07/ 即需摆动单丝可焊板厚焊枪提升控制技术成套设备的生产55 可焊板 厚$单丝 %5TT/单丝加摆动 %5T5/ 单 丝 加 摆 动 %5T5/ 5对于前期投资资金不 太宽裕的用户#或 者箱 型柱生产批量不大的用户#建议选购熔嘴电渣焊机&.对于前期投资资金较 宽裕的用户#且 箱型柱 生产批量较大的用户#建议选购丝极电渣焊机&能力成本控制能力等已经走在世界前面&展18、望未来#中国作为制造业大国以及世界第三大 经济体#在电渣焊机设计制造领域将取得更大的成就&参考文献(5) 中国机械工程学会焊 接 学 会- 焊 接 手 册 !第 一 卷 焊 接 方 法 及 设备(A)6北 京 %机 械工业出版社 #./56!上接第T0页这7点说起来很平常#但 在设计中严格遵照还是要 下一 番 功 夫& 另 外#KU/51./7(0)*钢 结 构 设 计规范 +和 美 国 钢 结 构 设 计 规 范 YI!%7T/ 都 是 本 国最新的钢结构设计的指导文献#两 者对框架稳定 的分析方法既有相同之处#又有一定的差别#设计工 作者可对比学习#灵活运用&参考文献(5) YI!%6!L19、#+,J,+;,&J&)!)*+*);$!#$*,$:,B(!)6./U6(.) YI!%6!L#+,J,+;,&J&)!)*+*);$!#$*,$:,B(%Y$&R;O$#!)#(=#(,B;:C$;(,+=#(,B(!)650806(7) YI!%6!L#+,J,+;,&J&)!)*+*);$!#$*,$:,B(%Z&;:;:H#(,(;+#d;+&)=#(,B(!)650006(3) 陈绍蕃- 钢结构稳定设计 指 南 (A)6北 京 %中 国 建 筑 工 业 出 版 社 #./36(U) 陈绍蕃- 现代钢结构设计 师 手 册 (A)6上 册- 北 京 %中 国 电 力 出版社 #./U620、(T) H&B#)Z# 6Y!%1/.6A,* =#(,BZ&;:(J&)*,$:,B(;: G#)!)*+*)#(!)6./.6(8) Y!35/5008 Y*();$,;!;:;):S!#$!)*+*)#(!)6(0) KU/51./7 钢结构设计规范(!)6!信息!上海世博演艺中心979万L钢屋顶吊装上海世博园区-一轴四馆.即世博轴中国馆主题馆世 博中心和世博演艺中心五大永久性建筑中最晚 开工的世博演艺中心工程#经过上海建工四建公司和建工机施公司建设者一年多的连续奋战#目前已进入屋 顶钢结构吊装的冲刺阶段#建设者正在为实现./0年.月底7月初全面完成屋顶钢结构吊装目标而努力& 上海世博演21、艺中心工程占地5.-T万 .#建筑面积8万 .#其中地上建筑面积约3-U万 .#地下建筑面积约7-U万 .&工程于./1年5.月7/日开工#计划于./0年底建成&工程建设的-重头戏.之一 是总质量达7-7万钢结构的吊装&由于工程开工相对较晚#到./8年8月底才进入地面钢 结构吊装& 承担吊装 任务的上海建工机施公司51/多名建设者发扬连续奋战精神#不断加快吊装进度#至今已完成.万余吨钢结 构吊装任务#其中屋顶钢结构吊装已完成.U_&据介绍#上海世博演艺中 心是一个以大型中央舞台为主体# 拥有58/个观众席的大型 多功能室内演艺的综合性娱乐场馆& 其观众席可根据演出需要和观众 容 量 在 3/座8/座5./座和58/座中进行选择 变换#舞 台可根据演出内容在大小形 态及 7T/m空 间中 进行三维组合#为各类演出提供巨大的舞台设计空间和艺术创意#为国内首创&!#$%&()*+,&-./0 !1#2&$-.3#4&-5.11