Automatic shipboard pipeline welding machine
Authors: Фролов А.В. 
Published: July 2021

Автоматизация сварочных процессов в судостроении играет важную роль на пути повышения качества и эффективности производства. Современные корабли имеют большое количество трубопроводных систем различного назначения. Но автоматизация их изготовления остаётся на низком уровне. В том числе, сварка фланцевых соединений, тройников, поворотных стыков мало автоматизирована. Цель работы – создать установку автоматизированной сварки поворотных стыков элементов судовых трубопроводных систем, а также разработать программу управления установкой, обеспечивающую высокое качество выполнения сварных стыков в автоматическом режиме. Для работы использовались: сварочный вращатель, сварочный полуавтомат TIG, программа управления, шаговые электродвигатели, система управления электроприводами, линейные электроприводы. Разработана программа управления траекторией сварочной горелки; разработан блок управления сварочным током; разработан блок управления системой подачи присадочной проволоки. В результате работы изготовлен комплекс автоматической сварки поворотных стыков судовых трубопроводов. Комплекс позволяет выполнять многопроходную сварку трубопроводов из различных марок судовых сталей, алюминиевых, медных и титановых сплавов. Комплекс позволяет варить с большим количеством различных траекторий движения сварочной горелки. При этом для каждого элемента траектории можно настраивать все необходимые параметры, включая, скорость сварки, сварочный ток и т.д. Полученные результаты позволяют выполнять сварку с высокой повторяемостью и высоким качеством. Комплекс можно использовать в исследовательской практике, а также для отработки оптимальных режимов сварки. Полученные результаты работы легко переносятся на сварку листовых конструкций, а также на сварку с применением промышленных роботов.

Welding processes automation in shipbuilding is an important problem for improving the production quality and productivity. Modern ships have a large number of pipeline systems for various purposes. But the pipeline manufacturing automation remains at a low level. Automation of flange welding, tee fittings welding, rotary joints welding are not sufficient. The work purpose is to create a welding machine for automated the ship pipeline rotary joints elements welding, and to develop a software, that ensures the high quality of welded joints in automatic mode. The following equipment was used: welding rotator, semiautomatic TIG welding machine, stepper motors, electric drive control system, linear electric drives. The following equipment was designed and manufactured: a torch trajectory control software; a welding current control unit; a filler wire feed system control unit. As a work result, the automatic welding machine was manufactured. The welding machine allows the multi-pass welding of pipelines from various ship steels, aluminum, copper and titanium alloys. The welding machine allows the welding with a large number of different welding torch trajectories. The welding machine allows to adjust all the necessary parameters (including speed, current, etc.) for each trajectory element. The results allow welding with high repeatability and high quality. The welding machine can be used in research practice, as well as for working out optimal welding modes. The work results are easily transferred to sheet welding, as well as to robotic welding.