一种简易焊枪夹持架

刘拥军 陈思远 张全民

(河南平高电气股份有限公司， 河南 平顶山 467001)

1 筒体焊接存在的问题

气体绝缘金属封闭式组合电器(GIS)设备上的筒体，其结构形式基本都是在圆筒的两端焊接上圆环形法兰，有些还设计有支筒体焊装，为了节约制造成本，在焊接钢筒体两端法兰的内外角焊缝时我们仍在使用自动送丝的MAG焊接方法，需要焊接工人手持焊枪对准焊接部位进行焊接，焊接现场如图1。在长期的生产实践中，这种传统的操作方法凸显出以下几方面的问题：

(1)焊工手持焊枪作业长时间保持同一姿势，身体容易疲劳，劳动强度大。

(2)焊工作业不得不近距离接触焊接中产生的弧光和烟尘，危害身体健康。

(3)由于焊接转胎的旋转不能太快，造成焊接操作的生产效率低下。

(4)焊工手持焊枪不够平稳，焊缝外观质量不够好，焊缝钳磨量较大。

2 改进措施

为解决上述筒体焊接存在的问题，我们参考自动焊机夹持结构的原理设计制造出一种简易实用的焊枪夹持支架(如图2所示)，用来替代人工夹持焊枪，降低劳动强度，提高生产效率和焊接质量，保护焊工的身体健康。该装置不仅可以实现垂直方向、水平方向的自由调节，同时可以实现焊枪±90°范围内的旋转调节，可以确保焊接过程中焊枪能够精确对正钢筒体端法兰内外角缝的待焊接部位，消除可能出现的焊枪偏斜现象，达到焊工手持操作焊接时同样的焊接质量。另外该焊枪夹持架装置底部安装有均匀分布的3个万向轮，推动该装置通过万向轮实现自由灵活地移动，在不同焊接工位之间来回移动非常方便，到达指定焊接工位后旋转该装置底部均匀分布的3个支撑螺杆，使其底部顶紧地面并支撑起整个装置(此时3个万向轮稍微离开地面)，而实现该装置的定位和固定。

操作说明见图2：

(1)万向轮1固定到底座焊装2上，使用时推动该焊枪夹持架装置通过万向轮实现灵活自由地移动，在焊接车间内不同焊接工位之间进行转移非常方便，到达指定焊接工位后转动支撑螺杆3，通过与底座焊装2上的焊接螺母旋合实现上下运动，从而使支撑螺杆3底部接触地面并支撑起整个焊枪夹持架，实现焊枪夹持架的定位和固定。

(2)管板焊装15可以在钢管4上进行垂直方向的自由移动，紧固螺杆14与管板焊装15上的焊接螺母旋合，通过转动紧固螺杆14使其端部顶紧钢管4表面，依靠紧固摩擦力实现管板焊装15在钢管4垂直方向的不同位置处的可靠固定与定位。

(3)管板焊装15中圆板上的螺孔，与管板焊装17中圆板上的弧形长孔，通过内六角头螺杆16旋合紧固联成一体。松开内六角头螺杆16后，管板焊装17中的圆板可以围绕管板焊装15中的圆板通过中心相互配合的圆形止台进行圆周方向正负45°范围内的旋转调节(旋转角度依据管板焊装17中圆板的弧形长孔而定)，确定好调节角度位置后，转动内六角头螺杆16使其与管板焊装15中圆板上的螺孔旋合紧固，从而完成管板焊装17与管板焊装15相互间的定位紧固联结。

(4)钢管5穿过管板焊装17的管内孔，可以进行水平方向的自由移动，紧固螺杆18与管板焊装17上的焊接螺母旋合，通过转动紧固螺杆18使其端部顶紧钢管5表面，依靠紧固摩擦力实现钢管5在管板焊装17水平方向的不同位置处的可靠固定与定位。

(5)管管焊装7可以在钢管5上进行水平方向的自由移动，紧固螺杆6与管管焊装7上的焊接螺母旋合，通过转动紧固螺杆6使其端部顶紧钢管5表面，依靠紧固摩擦力实现管管焊装7在钢管5水平方向的不同位置处的可靠固定与定位。

(6)管板焊装9由钢管在端部焊接钢板而成，其钢管穿过管管焊装7的管内孔，可以进行垂直方向的自由移动，紧固螺杆9与管管焊装7上的焊接螺母旋合，通过转动紧固螺杆8使其端部顶紧管板焊装9的钢管表面，依靠紧固摩擦力实现管板焊装9垂直方向的不同位置处的可靠固定与定位。

(7)弧形头装卡固定板12与管板焊装9上的板，通过各自位于端部的孔和焊接螺母，由紧固螺杆10旋合紧固联成一体。松开紧固螺杆10，弧形头装卡固定板12可以进行任意角度的旋转调节，确定好调节位置后，旋合紧固螺杆10使其与管板焊装9上的焊接螺母紧固，从而完成弧形头装卡固定板12与管板焊装9之间的定位紧固联结。

(8)弧形头装卡固定板13、12通过紧固螺杆11实现对MAG或MIG焊枪头的夹持。装上焊枪头后转动紧固螺杆11，使其与弧形头装夹定位板12上的焊接螺母旋合紧固，从而完成对焊枪的装卡固定；松开紧固螺杆11可以卸下焊枪。

(9) 通过上面所述的各种调节形式，可以实现焊枪的任意空间的位置控制，具有像焊工用手夹持焊枪作业时同样的灵活和精准，如图3所示。从而可以确保钢、铝壳体焊装端法兰内外角焊缝的焊接质量。

3 使用效果

通过开发使用焊枪夹持架装置，替代了焊工实现焊接过程中对焊枪的夹持，提高焊接作业过程的自动化，减少人工干预程度，降低劳动强度，提高生产效率和焊接质量。实践证明，通过使用简易焊枪夹持支架，在钢筒体端法兰内外角焊缝的焊接作业中，取得了良好的效果，体现在以下几个方面：

(1)代替焊工实现对焊枪的夹持定位，焊接不用作业过程中时刻近距离接触烟尘。

(2)提高焊接作业过程的自动化水平，替代大部分手工操作。

(3)提高焊接作业的生产效率40%以上，有效提升焊接产能。

(4)降低焊工的劳动强度，焊工不用长时间保持同一焊接姿势。

(5)焊工在焊接时可以远离焊接生产的烟尘、弧光，改善焊工的焊接作业条件。