实习日记

3月14日

大会结束后，我的辅导老师给我们开会。由于王老师读博，我们由蒋老师带讲。我的题目是《315手动热熔对接焊机》。之前王老师已经给我们开会，使我对自己的设计题目有了初步的了解。

3月15日

今天把王老师给的资料看了一下，主要是在热容焊接方面。随着塑料压力管道广泛用于燃气输送、给水、排污、农业灌溉、矿山细颗粒固体输送以及油田、化工和邮电通讯等领域，特别在燃气输送方面得到了普遍的应用，与传统的钢管相比较具有价格低廉，经久耐用，这使塑料压力管道迅速的发展。因此现在市场上急需大口径的PE及PP管材的对熔焊接装置。随之而来的，管道的连接技术成了一个重要的问题。由于管道输送的流体中不乏危险介质，如天然气和煤气等， 结构一旦破坏后果不堪设想，因此管道的连接技术是影响塑料管道是否广泛应用的关键技术之一。本文就是基于这种焊接技术，并为满足市场需求，研究设计了可焊接最大口径为315㎝的手动对熔焊机。本文设计主要包括三个部分：（1）夹持及导向装置的结构设计；（2）修整装置的结构设计；（3）加热装置的结构设计。我设计的315手动热熔对接焊机,机械结构简单,操作方便灵活,搬运方,适合户外作业,价格低廉.与自动热熔对接焊机相比，我设计的315手动热熔对接焊机最大的优点就是结构简单，价格低廉，不但能保证焊接质量，而且焊接效率也非常高，所以最适合于像我们这样劳动力低廉的发展中国家及贫穷国家。

3月16日

今天继续看《热熔焊接应用手册》。同时规划工艺过程热熔对接焊的四个阶段如图2-1和图2-2所示,热熔对接焊的过程比较简单,大体上可以分为四个阶段。

图2-1　热熔对接的主要工艺过程

①准备阶段,清洁焊接部位的油污及泥土等脏物,装夹管道,并保证二个互相对接焊管件的同轴度和各自的圆柱度不超过公差范围,然后切削和修整管道的端面,保证端面的平直以及与轴线的垂直度。

②加热阶段,将互相对接焊的二个管道在较高压力作用下与加热板接触,以保证管道的二个表面与加热板充分接触,并保持压力P1不变,如图4-1a所示。当熔化的塑料开始向两侧流动时,降低压力至P2,便于熔化的塑料流动,如图4-1b所示。

③切换阶段,当有足够的熔化层厚度时,管道与加热板分开,将加热板快速移出,如图4-1c所示。

④压焊和冷却阶段,在压力P3的作用下,将二个管道连在一起,保持压力一定的时间,如图4-1d所示。 

热熔对接焊的基本参数影响热熔对接焊的焊接质量参数主要有以下几个(如图2-2所示)。

.图2-2焊接过程压力、位移和温度与时间的关系

加热压力———在加热阶段,加热板表面与管道表面间的压力,包括P1和P2;　　

① 加热时间———包括在加热压力P1作用下塑料表面被加热的时间ｔ1和在加热压力P2作用下塑料表面被加热的时间ｔ2;

③切换时间ｔ3———加热结束至压焊开始的一段时间,包括管道与加热板分开的时间、加热板移出的时间和管道互相靠拢的时间;

④焊接压力P3———焊接时,作用在两个焊接面上的压力;⑤压焊时间ｔ4———保持焊接压力的时间;⑥加热板温度Ｔ1———加热板表面的真实温度。焊接过程中多余的熔融塑料被挤出,形成了焊接接头,且焊接接头的大小和几何形状影响焊接质量。研究表明,接头性能的好坏主要由焊接过程中的温度、压力及加热时间决定。

热熔对接焊机的开发热熔对接焊机是用来加热塑料管道(或管件)端面的. 专用设备,使被加热的两端面熔化,迅速将其贴合。保有一定的压力、冷却,达到熔接的目的。

3月17日

今天规划总体结构设计本文设计的是机电一体化产品，其机械部分的结构采用夹持及导向装置其材料选用45#钢。如图2-3夹持及导向装置原理图。

 

 

图2-3夹持及导向装置原理图。

 

 

 

 

 

 

3月18日

动力由液压系统提供，该装置装卸方便，并且可通过在夹持装置中添加管套，以适应不同规格塑料管道焊接的需要。如图2-4所示为液压控制系统图.

图2-4   液压控制系统图.

3月21日

铣刀安装迅速和方便、曲面刀片、链条驱动增强铣刀的切削能力。如图2-5所示为修整装置原理图

图2-5  修整装置原理图

3月22日

加热板采用电阻丝加热，将电阻丝置于加热板内部。加热板采用铝合金制成，这种加热板表面不易腐蚀，而且传热快，表面温度均匀。同时表面有聚四氟乙烯薄膜防止塑料粘在加热板上。同时新型的隔热护板隔热效果更好。如图2-6为加热板的结构示意图。

 

图2-6  加热板构示意图

3月23日

由于我设计的315手动热熔对接焊机的许多机械结构的选定都与PE及PP管道的加工性能有直接关系，所以下面就对PE及PP管道的热熔对接和铣削的加工性能作一下简单的介绍。

3月24日

（本表数据适用于SDR11系列管材的焊接，焊接现场环境温度20，且空气流动适宜。）

（1）焊接时应将拖动压力叠加到各压力参数中，建议：拖动压力以能拖动焊接管材的最小压力不准

（2） 焊接管材所需的对接压力计算公式为：式中：F为对接压力，寻接压力单位为cm（厘米）p为园周率，d为焊接管材壁厚单位为cm（百米）D为焊接管材公称外径，公称外径单位为cm（厘米）S为焊接机器油缸面积，本型号机器油缸面积为20

（3） 焊接管材所需吸热时间的计算公式为：0.12式中Q为吸热时间，吸热泪盈眶时间单位为S（秒），为管材壁厚，管材壁 厚单位为mm（毫米）

管材焊接后需的时间计算公式为式中Q为冷却时间，冷却时间单位为min（分），为焊接材壁厚，管材的单位（mm）。

3月25日

3月28日

注：（1）.SDR=公称尺寸D/公称壁厚S。

   （2）.油缸的推动摩擦力P值要加到表中的压力参数内。

   （3）．电热板给顶温度HT秒数视溶化情况作适当调整。

3月29日

  表1：SDR11系列

  表2：SDR17.6系列

注：（1）.SDR=公称尺寸D/公称壁厚S。

  （2）.油缸的推动摩擦力P值要加到表中的压力参数内。

   （3）．电热板给顶温度HT秒数视溶化情况作适当调整。

3月30日

3月31日

4月1日