【摘 要】
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在核电系统中,中小型核工艺管道是重要的组成部分,管-管对接焊接是核管道铺设的重要环节。目前中小型核工艺管道尺寸规格较多,且焊接环境复杂多变,现有的自动化焊接设备不能同时满足多尺寸、宽范围、焊缝填充、盖面时弧压跟踪贴合程度良好等要求。而传统的手工焊,对焊接工人技能水平要求较高,焊接质量受人为因素影响较大。因此,自主开发一套能够同时适应以上条件的且整体焊接成本较低的1-8寸工艺管道自动化焊接装备具有重
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在核电系统中,中小型核工艺管道是重要的组成部分,管-管对接焊接是核管道铺设的重要环节。目前中小型核工艺管道尺寸规格较多,且焊接环境复杂多变,现有的自动化焊接设备不能同时满足多尺寸、宽范围、焊缝填充、盖面时弧压跟踪贴合程度良好等要求。而传统的手工焊,对焊接工人技能水平要求较高,焊接质量受人为因素影响较大。因此,自主开发一套能够同时适应以上条件的且整体焊接成本较低的1-8寸工艺管道自动化焊接装备具有重大的理论意义和实用价值。本文在以对国内外中小型管道管-管对接自动化焊接控制系统发展现状认真总结和归纳的基础上,以核电安装现场实际需求为指导,采用基于计算机控制的虚拟仪器技术Lab VIEW与基于计算机的PLC控制技术Twin CAT3相结合的方式设计开发了一套完整的1-8寸工艺管道自动化焊接设备控制系统。硬件方面:通过对焊接电源、工业计算机、电机驱动模块、总线通讯模块等设计选型,构建了一套完整的用于1-8寸工艺管道焊接设备控制系统所需的硬件条件。软件方面:通过对焊接工艺时序逻辑控制、对可变调节精度的PID弧压调节程序设计、对COAT48、COAT90、COAT170、COAT230四种规格焊接机头的切换控制、以及对人机交互界面的规划设计,完成了控制系统的软件控制程序。通过对管径为Φ88.9mm×15.24mm的20#钢和管径为33.4mm×6.25mm的304L不锈钢两种材料的管-管对接焊接试验,包括:无损检测、拉伸试验、弯曲试验和金相组织分析,完成对自主研制焊接装备的验证。结果表明:该控制系统能够同时对四种规格的焊接机头进行控制,实现了对1-8寸多种规格管径焊接的全部覆盖;实现了低频脉冲（0-10Hz）焊接过程中弧压既能进行峰值跟踪,也能进行基值跟踪;且系统运行稳定,焊接接头满足质量要求。
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