新型高效背烧小车设计与应用

张丽华 范伟

（广船国际技术中心）

0 前言

平直分段纵骨焊接后需要对纵骨进行背烧退火处理，现在的背烧工作主要是由一个火工师傅手拿着一根火工枪沿着纵骨的轨迹进行退火处理，工人的工作效率很低，且工作比较困难。随着公司薄板船型的建造，薄板焊接后易产生变形，需要对骨材进行退火的要求越来越高，工作量会越来越大。基于流水线生产的特点，任何一道工序的瓶颈都将会造成流水线生产的不顺畅，造成等工，待工的现象，不能充分发挥流水线的生产效率，造成资源浪费，故研究一种半自动的背烧小车来提高工人的工作效率，降低背烧作业的工作难度，保障平直分段后续总组或搭载而产生的应力释放，减少对分段精度及分段搭载效率的影响同时保证背烧过程的安全。

1 工装的设计

1.1 现场调研情况

现在的背烧工作主要是由一个火工师傅手拿着一根火工枪沿着纵骨的轨迹进行退火处理，工人的工作效率很低，且工作比较困难。为了改变平直分段骨材焊接应力的释放停留在人工的现状，工艺技术室成立专项研究小组，组织人员到现场进行调查，结合现场火工工人的意见和建议，制定方案，决定试用大连磁性工装，研究大连磁性背烧工装，并现场试用，再按试用结果进行改进。

1.1.1 磁性工装组成

现场试用的磁性工装是一种能吸附在平直分段下方,完成自动行走,同时加热分段外板的自动设备,其主要由主机、控制箱、移动丝杆、火焰喷头、供电供气管线等5 部分组成。移动丝杆、火焰喷头、相关管线全部安装在控制箱与主机上后，即可将主机举起吸附安装在甲板背面，开机、调节控制箱完成相应背烧工作。如图1 和图2 所示。

1.1.2 现场反馈的使用问题

（1）安装时间长；

图1 磁性工装示意图

图2 磁性工装示意图

（2）行走的时候会有坠落危险；

（3）行走过程需不断调整行进路线，调整时容易出现烫伤危险；

（4）不能满足火工的要求,只能进行一定程度上的退火处理。

1.2 工装的改进

由于磁性工装在分段背面使用时，存在一定安全隐患，目前设备效率也不高（仅有两个火焰喷头），且只能完成一定程度的退火处理。综合工装的安全性能及操作的方便性，此种磁性工装并不适宜在平直分段进行背烧。根据上述的研究，决定通过改进工装。来改善弊端，结合工装的方便操作和安全性，特制作一种手推式背烧小车，通过人力或电力带动背烧小车行走，由小车上搭载的3 支可调火工枪头在平直分段下方完成背烧作业；同时由小车上的机械调节系统对火工枪头进行空间调节，以满足不同环境的需求。此种手推式背烧小车包括行走系统、主体框架、火调系统，能减轻背烧作业的操作难度，提升背烧作业的效率，提高安全性能。

1.2.1 背烧小车的主要结构特征

（1）行走系统包括两个定向充气后轮以及一个万向前轮，万向前轮设置在两个定向后轮连线的垂直平分线上，定向充气后轮与万向前轮通过轮架连接。

（2）主体框架包括方向控制系统以及支撑系统，支撑系统包括万向轮连接板、水平支撑部竖直支撑部、三根支撑杆支撑着三根背烧枪，背烧枪包括枪头与基座。

（3）调节系统包括水平调节装置以及竖直调节装置，通过十字滑块、水平滑块连接板以及竖直滑块连接板对背烧枪头进行水平方向和竖直方向的调整。

（4）设置了刹车装置、限位装置和灭火装置，用于控制背烧停止时的停机灭火工作，详细设计图纸如图3 所示。

图3 背烧小车工装设计图

图4 背烧小车现场作业情况

图5 背烧小车现场作业情况

图6 背烧小车现场作业情况

2 工装应用

根据设计图纸，工装制作完毕后，制造部联合工法研究所工艺，在现场进行了试验。图4 至图6是手推式背烧小车工装现场作业情况。

从实验情况表（见表1）可以看出，对于16m长的分段，传统的火调方式每道焊缝需要20 分钟；而采用手推式背烧小车来背烧，每3 道焊缝仅需15分钟，使用背烧小车的效率是传统火调方式的3 倍。

3 研究成果

3.1 节省人工，较少劳动强度

目前平面共有四条流水线，基本上每条流水线需安排两名火工人员来进行背烧工作。由于手推式背烧小车效率是纯人工背烧作业效率的三倍，在每条线各配备一台手推式背烧小车后，每线仅配备一名火工人员即可，即每条流水线可减少一名火工人员，共可减少四名火工。在人员减少的情况下仍可以有效满足各线的背烧需要，并且与人工背烧效果一样，与之前相比节省了一半以上的人工。

表1 传统火调方式和背烧小车工装的对比

另外，由于采用的是手推式背烧小车，背烧人员仅需推着小车，边观察边慢慢行走即可达到背烧效果，与之前纯靠人手举火工枪相比，劳动条件大大改善，既不用费力的仰着头观察也不用费劲的举着火工枪，可以说是较为人性化的设计。同时设置刹车装置，能够减小背烧小车的行驶速度，控制背烧的时间，使背烧的作用效果更好。

3.2 背烧作业更加安全

通过设置行走系统能够使主体作业框架在行走系统的作用下随行走系统的移动带动火调系统的移动，避免工人直接手握火工枪而带来的意外伤害，同时设置的万向轮和定向轮装置，增加背烧小车行驶的稳定性，防止背烧小车在行驶过程中发生侧翻，提高行驶的安全性。

3.3 具有较高的推广价值

按照该工装的特性，可以将其扩大推广应用至平直部件（即小组课的产品）、接近平直的分段或部件（即组立二课的产品），在整个部门具有较好的推广价值。

4 结束语

在目前的国际形势和经济形势下，降本增效和技术创新一直是企业提高自身生存能力和核心竞争力的根本。背烧火调工作在船舶修造行业应用之广，与整个船舶的顺利生产息息相关，手推式背烧小车的四大创新点：

（1）同时进行3 条纵骨焊缝的火调工作，大大提高了火调工作效率；

（2）可上下左右调整火工枪头，以满足不同环境的要求；

（3）操作简便，降低了工人工作的难度，实现机械化操作代替人工操作；

（4）背烧工作更加安全可靠。不仅在本司能起到相当明显的提高效率作用，也能为其他各兄弟企业提供借鉴和学习，从而提高我国造船行业的整体实力。