单面焊双面成形焊炬运动装置机构设计开题报告

全文总字数：3077字

1. 研究目的与意义（文献综述）

单面焊双面成形技术是一种采用普通焊条或加衬垫的其他焊接工艺，以特殊的手法在坡口正面进行焊接，焊后保证坡口的正反面都能够得到均匀、整齐的符合质量要求的焊缝的焊接操作工艺。因其无需进行双面焊接的独特优势，单面焊双面成形在船舶业、高层建筑钢骨架结构制造、桥梁建设等都有广泛的应用，但是在手工施焊作业情况下，由于单面焊双面成形对焊接电源、焊接电流、焊接速度等焊接参数都有较高要求以及操作者技术水平限制，焊接过程稳定性一直存在问题，所获得的焊缝也难以避免的存在一些结构上的缺陷如气孔、夹渣、非金属夹杂物、未焊透、裂纹、表面缺陷等，为此实现焊接自动化是可行的解决方案。综合参考文献^{[1、2、5、10]}，目前现有的单面焊双面成形方法有焊条电弧焊、脉冲TIG焊、等离子弧焊、二氧化碳气体保护焊、熔化极惰性气体保护焊等。常用的手工TIG和焊条电弧打底焊对焊工技能要求很高，且劳动强度大，自动化打底焊的实现尽管能提升焊接效率，但焊接中厚板时均存在电弧能量密度有限，熔透能力低下的缺点，效率仍然不高。等离子焊可在不开坡口的情况下实现对3~6mm厚钢板高效稳定的单面焊双面成形,若对20mm左右的中厚板打底焊时则需开坡口,相比较普通TIG焊枪,等离子焊枪尺寸较大,且可达性差,开坡口去除的金属量很大,会对填充盖面焊造成很大的负担。与之相对的，采用加柔性衬垫的二氧化碳保护单面焊双面成形工艺可以有效解决狭小空间焊接困难的问题，并且减少施工工序、提高施工效率、保证焊接质量，同时具有良好的前景，在一定基础上可以实现自动化焊接。与此相类似的还有陶瓷衬垫MAG单面焊双面成形工艺，其同样具有优秀的焊接质量和高效的焊接流程。美中不足的是常规的二氧化碳气体保护焊焊接过程中有较为严重的飞溅，影响焊缝的质量外观，且每一层焊后都需要去渣，清理工作繁杂。而MAG焊虽然焊接飞溅少、工艺稳定，焊后的焊缝清理和去焊渣的人工成本要低得多，但保护气体等方面综合成本较高，两者互有优劣。

所以在综合考量了以上各种因素之后，本课题将设计一套可同时用于MIG焊、MAG焊及CO₂气体保护焊的单面焊双面成形焊炬运动装置。本装置可以用于改进我校成型专业实验课程的实验设备，使实验效果及分析达到更高的理论深度，还可以利用本设计装置进行对单面焊双面成形相关课题的研究工作。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

了解国内外相关研究概况和发展趋势，了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系；熟悉单面焊双面成形工艺；研究掌握单面焊双面成形焊炬运动轨迹和技术要求；设计单面焊双面成形焊炬运动装置机构；选择合适的焊机并控制其运动等。

2.2 研究目标

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告；

第4-5周：按照设计方案，研究掌握单面焊双面成形焊炬运动规划和技术要求；

第6-10周：完成焊炬运动机构设计和计算；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]王殿臣,王清志,侯树山,晋荣,李文元. 单面焊双面成形焊接要点[j]. 1987(05)

[2]王开飞,石玗,张刚. 中厚板脉冲tig打底焊方法及工艺[j]. 2019(03)

[3]王凌,祝春兰. 浅谈单面焊双面成形打底焊的基本操作[j].中国科技信息. 2011(23)