基于焊接機(jī)器人的泵頭體再生技術(shù)及其安全可靠性研究.pdf

1、泵頭體廣泛應(yīng)用于石油開采中，是非獨(dú)立的承壓件，因此具有較高的綜合力學(xué)性能，泵頭體的工作情況類似于壓力容器，但是其工作環(huán)境更加惡劣，工作一段時(shí)間后在缸孔內(nèi)部產(chǎn)生了裂紋，另外機(jī)加工泵頭體缸孔時(shí)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生尺寸超差，如果直接報(bào)廢將造成很大經(jīng)濟(jì)損失，因此需要焊接修復(fù)解決這些問題。目前的焊接修復(fù)都是采用的手工電弧焊的方法，焊接質(zhì)量的好壞取決于工人的焊接操作技藝，由于泵頭體材料為中碳調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼，有很大的冷裂傾向，在焊前需要對(duì)泵頭體進(jìn)行焊前預(yù)熱，所以

2、工作環(huán)境惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，因此，試圖采用弧焊機(jī)器人進(jìn)行泵頭體的修復(fù)。
　　首先研究了采用機(jī)器人進(jìn)行焊接修復(fù)的可行性，試驗(yàn)過程中焊接設(shè)備主要由機(jī)器人、變位機(jī)、焊接電源等組成。
　　其次，為了滿足焊接修復(fù)的尺寸和形狀的要求，進(jìn)行了焊接工藝參數(shù)（焊接電流、焊接速度和搭接量）與焊道幾何尺寸的關(guān)系的試驗(yàn)研究；進(jìn)行了抗裂性試驗(yàn)，分析了溫度與冷裂之間的關(guān)系，確定了焊接修復(fù)的最低預(yù)熱溫度。最終確定調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝參數(shù)為：采用富氬

3、氣體保護(hù)、Φ1.2mm的JM-130焊絲進(jìn)行焊接修復(fù)，焊前預(yù)熱100℃，焊接電流在270A～280A之間，焊接電壓27～29V，焊接速度75cm/min，搭接量為6mm，氣體流量為20L/min。
　　通過平板堆焊試驗(yàn)和對(duì)接焊試驗(yàn)，對(duì)堆焊和對(duì)接焊接頭的組織分析，焊縫區(qū)組織主要為針狀鐵素體加貝氏體的混合組織，焊接熱影響區(qū)完全淬火區(qū)組織為粗大板條狀馬氏體，回火區(qū)為回火索氏體和碳化物析出。對(duì)焊后接頭進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，均滿足性能要求。

4、r>　　同時(shí)比較了手工電弧焊和氣體保護(hù)焊后組織和力學(xué)性能，泵頭體材料對(duì)兩種焊接方法均有良好的適應(yīng)性，但是氣體保護(hù)焊的焊后性能更好，而且氣體保護(hù)焊不會(huì)受到人為因素影響，焊接速度快，效率高，體現(xiàn)了其優(yōu)越性。
　　將試驗(yàn)確定的焊接工藝參數(shù)應(yīng)用到實(shí)際焊接，焊后焊縫形貌美觀，焊接修復(fù)效果良好，成功地修復(fù)了二件泵頭體。
　　最后，根據(jù)SINTAP標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)含焊接缺陷的焊接接頭進(jìn)行了安全評(píng)定，根據(jù)力學(xué)性能試驗(yàn)及數(shù)值模擬結(jié)果，繪制評(píng)定曲線和計(jì)