使用半自動切割機切割圓弧邊坡口的改進方法

聶思洪

（中國水利水電第十四工程局有限公司，云南 昆明 650032）

使用半自動切割機切割圓弧邊坡口的改進方法

聶思洪

（中國水利水電第十四工程局有限公司，云南 昆明 650032）

壓力鋼管制作時，為了加強加勁環的焊接強度，加勁環通常要求開制坡口，使用傳統半自動火焰切割機開制弧形邊的坡口難度大、成形差，需要打磨。不同半徑的弧度需要配置相對應的弧度軌道，勞動強度大，效率低下，影響壓力鋼管制作工期。為了提高弧形邊焊接坡口的切割效率和質量，對半自動切割機平臺進行改進，采用與加勁環圓弧同心的圓弧形平臺。

半自動切割機；加勁環；弧形邊坡口；焊接

1 概述

水電站引水系統在進機組前一般采用鋼制壓力鋼管作為末段增強其可靠性，為了加強壓力鋼管受力，會在壓力鋼管上設計加勁環。為了加強加勁環的焊接強度，加勁環通常要求開制坡口，使用傳統半自動火焰切割機開制弧形邊坡口難度大、成形差，需要打磨。不同半徑的弧度需要配置相對應的弧形軌道，勞動強度大，效率低下，影響壓力鋼管制作工期。為了提高弧形邊焊接坡口的切割效率和質量，對半自動切割機平臺進行改進，采用與加勁環圓弧同心的圓弧形平臺，實現批量化切割。

2 方法簡述

（1）首先根據壓力鋼管圖紙，確定各種半徑加勁環的數量及尺寸，制作與加勁環圓弧同心的圓弧形平臺（平臺半徑應大于加勁環半徑，且介于加勁環半徑+半自動火焰切割機伸縮臂最大值與最小值之間）作為半自動火焰切割機的行走平臺。

（2）制作加勁環鋪設平臺，切割行走平臺可以在鋪設平臺上自由移動，加勁環均勻放置在鋪設平臺上，調整好切割距離后，可點焊定位裝置，使每一批次的加勁環都能放置于同一位置，節省調整時間，提高效率。

（3）改裝切割機，利用改變切割機前端輪子角度，改變切割機牽引力方向，實現切割機沿著行走平臺弧度行走。

（4）利用不同半徑的同心圓弧度相平行的原理切割圓弧形加勁環。

3 操作要點

3.1 工藝流程

工藝流程：施工準備→行走平臺及鋪設平臺制作→改裝切割機→鋪設加勁環→加勁環位置調整→切割坡口。

3.2 操作要點

3.2.1 平臺制作

（1）整個工裝包括制作行走平臺、軌道及加勁環鋪設平臺。其結構示意如圖1所示。

圖1 工裝示意圖

（2）使用8～12 mm的薄板切割一個圓弧形的平臺，使其內圓弧與加勁環內圓弧同心。其半徑由加勁環半徑及半自動火焰切割機伸縮桿的伸縮長度確定。應為：

R加勁環內弧+Lmax＞R行走平臺內弧＞R加勁環內弧+Lmin。

其中：

R加勁環內弧：加勁環的內弧半徑；

Lmax：切割機伸縮桿最大伸長值；

Lmin：切割機伸縮桿最小伸長值；

R行走平臺內弧：行走平臺內弧半徑。

使用角鐵和工字鋼制作行走平臺的軌道，軌道跨距與所需切割的加勁環長度相適宜。參照軌道跨距，在行走平臺底部安裝輪子，使平臺在軌道上更易于移動。

（3）使用工字鋼和扁鐵制作加勁環鋪設平臺，跨距由加勁環長度確定且應小于行走平臺的軌道跨距，平臺的高度加上加勁環板厚后應低于行走平臺的高度，具體應結合割嘴的高度確定。制作好的平臺放置于切割工位后，使用水準儀進行調平并固定。

3.2.2 改裝切割機

將普通半自動切割機前端的兩個導向輪拆除一個，使其更易于轉向。在切割機側面安裝一個側導向輪，使其能夠沿行走平臺上加勁環的同心弧運動。

3.2.3 加勁環鋪設

將下料完成的加勁環均勻吊置于鋪設平臺上。如圖2所示。

3.2.4 加勁環位置調整

移動行走平臺，根據行走平臺內弧與加勁環內弧兩個同心弧的半徑差，調整加勁環的位置，使兩個同心弧平行且距離等于半徑差。調整完成后，點焊定位塊，便于下一批次加勁環的放置，定位塊的高度應低于行走平臺的高度。

3.2.5 加勁環坡口切割

根據要求的坡口角度及公差，調節割嘴的角度及高度，切割機就能沿著行走平臺內弧做圓周運動，割嘴則沿加勁環內弧做圓周運動，即可開制加勁環坡口，切割完成一塊后，僅需推動行走平臺在軌道上移動，調整割嘴位置合適后，就可進行下一塊的切割，循環完成鋪設的一批加勁環，切割完成、打磨去除氧化物并自檢合格后，通知質檢人員檢驗并上報咨詢工程師檢驗。

圖2 加勁環鋪設

4 結論

采用改進半自動切割機切割圓弧形加勁環坡口，只需增加簡易的圓弧平臺，即可代替傳統使用各種弧形軌道，有效減少了各半徑類型的軌道配置，也無需增加購置專用設備、成本低，有效降低勞動強度且效率高，可實現批量加工。此方法操作簡單，加工質量好，成形美觀。適用于大、中、小型電站壓力鋼管上各類型圓弧形加勁環坡口的加工。

TG44

B

1672-5387（2017）10-0041-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.10.014

2017-08-11

聶思洪（1965-），男，焊工技師，從事水工金屬結構制作及水輪發電機設備安裝工作。