焊接辅助设备：焊件、焊机、焊工变位机械

在各种焊接位置中，平焊最容易操作，仰焊最难操作。焊接变位装置的作用就是使焊件移动、翻转，以便使焊件的焊缝位置转到最适于施焊的平焊或船形焊位置，或尽可能降低焊接操作难度。各种焊接变位装置可单独使用，但多数场合是配合使用的。在自动化焊接作业中，更需要焊件变位装置的配合，否则，复杂工件的自动化焊接将不可能实现。焊接变位机械的分类见下表。

焊件变位机械

焊接变位机：焊接变位机主要用于机架、机座、机壳法兰等非长形零件的焊接。按结构形式的不同，可以分为以下几种。

1. 伸臂式焊接变位机伸臂式焊接变位机的基本构造见下图。回转工作台安装在伸臂一端，由电动机经回转机构带动回转，回转速度可调，以满足不同焊接速度的要求。伸臂也可相对于倾斜轴4成角度回转，工作台可以上下升降。从其结构形式可以看出，其变位范围大，但整体稳定性差。因此只适用于1t以下中小焊件的翻转变位，在焊条电弧焊中应用较多。

2. 单座式焊接变位机：单座式焊接变位机的基本构造见下图。工作台支承在两边的倾斜轴上，以焊接速度回转，其转速可调。倾斜轴通过扇形齿轮或液压油缸，可在140°范围内恒速倾斜。这种焊接变位机结构简单、稳定性好、使用可靠，而且一般不用固定在地基上，搬移方便。这种变位机是目前应用最广泛的结构形式，常与伸缩臂式焊接操作机配合使用。其载重量有1.5t、3t、5t、20t、40t系列。

3. 双座式焊接变位机双座式焊接变位机的构造使它的整体稳定性好，50t以上重型、大尺寸焊件多在这种变位机上翻转变位。

焊接翻转机：焊接翻转机是将焊件绕水平轴转动或倾斜，使之处于有利装焊位置的焊件变位机械。焊接翻转机种类很多，常见的有框架式、头尾架式、链式、环式、推举式等多种不同形式。下图为头尾架式翻转机示意图。这种头尾架式的焊接翻转机，类似大型卧式车床，主要应用于直径约lm的筒形焊件的环缝焊和纵缝焊。当焊件很长时，可在中间增设滚动支撑。通常头架做成主动的，以焊接速度转动，尾架是从动的。在头架和尾架的枢轴上，可安装各种夹紧装置，如花盘、三爪卡盘及其它专用夹具。为便于焊件装卸，尾架的枢轴做成可伸缩的。其回转速度要求能够多速或无级调速。

下图是一种行走式液压翻转机的工作示意图。该机主要用于焊件的翻转和短距离输送。翻转平台由举升油缸驱动，左右翻转平台可以单独动作或一起动作，以达到不同的翻转位置。行走台车是由液压马达驱动的。

焊接回转台：焊接回转台是将焊件绕垂直或倾斜轴回转的焊接变位机械，它不具有倾斜机构，见下图。主要用于回转体焊件的焊接和切割。

滚轮架：焊接滚轮架对于圆筒形焊件的装配与焊接非常重要，在我国已经标准化。大部分圆筒形焊件的装配与焊接都是在滚轮架上完成的。对滚轮架主、从动轮的高度做适当调整后，也可进行锥体、分段不等径回转体的装配与焊接。滚轮架的滚轮有橡胶轮和钢轮以及钢-橡胶轮等多种结构。橡胶轮运行平稳，但承重小，重载时易压损橡胶轮；金属轮承重能力大，主要用于大型构件的焊接场合，另外在装配精度高的场合也采用；钢-橡胶组合轮兼备了上述两种滚轮的优点，应用广泛。

不管滚轮架的结构如何，一般都由主动滚轮架和从动滚轮架组合使用。目前应用最广泛的结构形式是组合式滚轮架，见下图。其主动滚轮架、从动滚轮架或者混合式滚轮架都是独立的，它们之间可以根据焊件质量和长度任意组合。因此使用方便灵活，对焊件适应性强。

滚轮架的主动轮几乎都是由直流电动机驱动，可以无级调速，并设有空程快速。滚轮架工作时借助焊件与主动滚轮架间的摩擦力来带动焊件旋转。下图是一种适用于薄 壁、多筒节组对和环缝焊接的滚柱式滚轮架。

为适应不同直径焊件的焊接，焊接滚轮架之间的距离应能调节。其调节方式有两种：一种是自调式的；一种是非自调式的。自调式的可根据焊件的直径自动调整滚轮的距离，见下图（上）。非自调式的是靠在支架上移动滚轮座来调节滚轮间的距离，见下图（下）。

下表为100t非自调式焊接滚轮架的技术数据。

焊机变位机械

焊接操作机：焊接操作机是将焊接机头准确地送到待焊位置或沿规定的轨迹移动焊接机头以完成焊接工作的机械。焊接操作机常常与焊件变位机械配合使用，完成多种焊缝，如纵缝、环缝及其它曲线焊缝的焊接。

1. 平台式操作机：焊机或机头安装在平台上，可在平台上做平面移动，焊工和辅助工人可在平台上操作。平台安装在立架上，平台可沿立架升降。载有立架的台车可沿固定在车间柱子和地面上的轨道移动。可用于圆筒形焊件外环缝和外纵缝的焊接。平台式焊接操作机在国内应用得比较多。上图是双轨式平台操作机的示意图。下表为其技术数据。

2. 伸缩臂式焊接操作机：这是目前生产中应用较多的一种操作机。不仅可以用于焊接，若在伸缩臂端安上相应的作业机头，还可进行磨修、切割、喷漆、探伤等作业。一种大型伸缩臂式操作机见下图。

操作机焊接机头通过调整机构与伸缩臂连接。调整机构采用步进电机或直流伺服电机驱动，其作用是为实现焊接过程的焊缝自动对中和焊丝外伸长的自动调整。调整机构可以采用传感器反馈自调整或手控机动驱动。焊接机械化与自动化水平在很大程度上决定于传感器的质量及其应用范围。

操作机伸缩臂安装在立柱上，可沿立柱上下升降，以适应不同的焊件髙度。伸缩臂通常由多节组成，其总伸出长度可在很大范围内变化。伸缩臂要求有较好的刚性，当其全部伸出时，端部下挠度应不大于5~10mm，为加强其刚性，通常采用矩形或中部加强的管状截面。伸缩臂伸缩速度覆盖所需焊接速度的上下限（一般在6~90m/h)，并且无级可调。有的立柱固定在底座上，有不可回转和可回转形式；有的立柱安装在台车上，可沿轨道行驶。

伸缩臂式操作机作业范围大，与各种焊接变位机械相配合，可进行回转体焊件内、外环缝、内外纵缝、螺旋焊缝的焊接以及内外表面的堆焊，还可焊接构件上的横焊缝、斜焊缝等空间线性焊缝。

3. 其它操作机：门式操作机和桥式操作机装设要求低，可在露天作业。主要用于板材的大面积拼接等，在大型金属结构厂和船厂应用较多。

电渣焊立架：电渣焊立架是将电渣焊机（或连同焊工）按焊接速度进行提升的装置，主要用于直缝电渣焊，也可与滚轮架相配合用于环缝电渣焊。

焊工变位装置

焊工变位机械即焊工升降台，焊工升降台是将焊工连同工具升降到一定高度的装置。主要用于高大焊件的手工焊，也可用于装配作业。下图是板结构肘臂式焊工升降台。整个装置结构轻巧、移动灵活、使用方便。这种升降台只需摇动手摇油泵，平台即可在液压伸缩臂的作用下上下移动。小型焊工升降台多采用这种结构。

下图是立柱式焊工升降台。该焊工升降台的立柱升降为机械传动。电动机经带传动和蜗杆减速器减速后，通过齿轮齿条结构带动立柱升降。此外，工作台通过手摇齿轮齿条机构可调节其伸出长度。