机器人在螺旋埋弧焊管引熄弧板切割及试样制取中的应用

黄 海， 谭 赟， 王 刚， 茹 翔，张生武， 周 超， 王振华

（1. 国家石油天然气管材工程技术研究中心， 陕西 宝鸡 721008；2. 宝鸡石油钢管有限责任公司， 陕西 宝鸡 721008）

0 前 言

在螺旋埋弧焊管的“两步法” 生产中， 引熄弧板的作用就是保证管端在焊接时电弧的连续性和稳定性， 以确保管端焊接质量。 在精焊前， 需要在钢管的两端进行引熄弧板的焊接工作， 所以制备引熄弧板是一项必不可少的工序[1]。 目前，螺旋埋弧焊管预精焊生产线， 引熄弧板的制取过程是使用燃气割具在管段上切割一个管环， 再由人工分段切割形成引熄弧板。 该工艺存在切割耗时长、 切割质量不稳定、 作业环境差、 工人劳动强度大等问题。

螺旋焊管生产中取样分为焊缝取样和母材取样。 目前， 现场采用的制取方式是工人手持燃气割具， 按照粉笔绘制的取样形状进行切割， 同样存在劳动强度大、 切割质量不稳定、 安全风险较高等问题。 机器人自动切割能够有效提高切割质量， 降低人员劳动强度， 改善工作环境， 提高信息化水平[2-3]。

因此， 本研究对实现机器人自动制取引熄弧板以及螺旋焊管焊缝取样进行了研究与探讨， 设计了基于机器人的自动切割系统， 以工业机器人替代人工制取的方式， 达到降低劳动强度、 提高生产效率的目的。

1 切割系统设计原理

1.1 引熄弧板和焊管试样

引熄弧板的形状为上凸的曲面， 长度一般为200 mm， 厚度与钢管相同。 焊管取样主要用于力学性能检验， 包括拉伸试验、 夏比冲击试验、金相组织分析等。……