【摘要】多功能拖拉机焊接站的研究是针对建设公司现有拖拉机电焊车设备老化，急需更新，而原有机型（长春40、欧豹550和欧豹804）及焊接功能不能适应现有焊接工艺要求，而研发的一款具有双把手工电弧焊、纤维素下向焊、简易氩弧焊、药芯半自动焊多种焊接工艺一体的拖拉机电焊车。它改变了原有拖拉机电焊车只有单把手工焊一种焊接能力，提高了拖拉机电焊车的焊接适应性和性价比，同时配备两台焊机可实现管道半自动焊中的流水作业，大大提高了焊接的工作效率。
【关键词】拖拉机；焊接站；多功能焊机
1、引言
1.1 在油气田地面建设和油气管线焊接中，氩弧焊和药芯半自动焊接工艺因焊接性能好，焊口合格率高而被广泛采用。目前建设公司现有的拖拉机电焊车只有手工电弧焊，已不能满足多种焊接工艺施工需要。
1.2 建设公司现有拖拉机电焊车中，欧豹804电焊车配置的是双把普通手工电弧焊机，欧豹550和长春40电焊车配置的是直流手工电弧焊机，后两种直流电焊机因焊接性能差，焊口合格率低，被油气管线焊接工艺禁止使用并逐步淘汰。只有欧豹804配备两台普通手工电弧焊机，可以实现双把手工电弧焊。但由于不具备半自动焊功能，不能实现油气管线焊接需要的药芯半自动焊接工艺。
1.3 建设公司现有的双把药芯半自动焊接设备是外部管线使用的管道焊接工作站，主要用于外部管线施工，但现有设备数量因不能满足外部管线施工需要，而无闲置设备用于油田内部产能建设施工中。目前国内尚无同时具备双把手工电弧焊、纤维素下向焊、简易氩弧焊和药芯半自动焊等多种焊接工艺的多功能拖拉机焊接站。针对这种情况，结合油田实际施工需要，我们提出了多功能拖拉机焊接站的研制。
2、多功能拖拉机焊接站的研究
2.1 研究目的
通过对多功能拖拉机焊接站的研究，实现欧豹904多功能拖拉机焊接站的多种焊接工艺能力，提高拖拉机电焊车的焊接工艺适应性和性价比，更好的服务于油田建设。
2.2 研究思路
利用欧豹904拖拉机的动力，通过齿形轮同步带变速，满足中频发电机发电，实现两台多功能焊机同时焊接。同时配置5KW外接输出电源（220V、380V）接口，满足野外打磨及临时用电需要。实现普通手工电弧焊、纤维素下向焊、简易氩弧焊和药芯半自动焊功能，从而提高拖拉机电焊车的性价比。
2.3创新点
2.3.1齿形轮同步带的设计与应用，保证了功率及转速在传递过程中的稳定性。
2.3.2 多功能拖拉机焊接站实现了手工电弧焊、纤维素下向焊、简易氩弧焊和药芯半自动焊功能，实现了拖拉机电焊车焊接工艺的多元化，提高了拖拉机电焊车的性价比。
2.3.3 针对不同焊接工艺，可选发动机工作转速（低、高），使发动机的输出功率与负载相匹配，实现节能降耗。
2.3.4 卸荷装置的设计，使焊接站直接与拖拉机的刚性结构相连，确保了发动机输出轴不承受弯矩，保证了输出轴的安全。
2.3.5 同步带松紧调节装置的设计，方便了同步带因长时间使用松驰后的调节，确保了转速传递中的稳定。
3、研究试验情况
3.1 研究情况
焊接站由五部分组成：一是动力传动系统（齿形轮同步带变速机构）；二是中频发电机及电能分配控制系统（含发电机输出保护装置等）；三是双把焊多功能焊接系统；四是外壳及拖架系统（含尾端拖挂系统）；五是焊把线和送丝机悬挂系统。
3.1.1齿形轮同步带变速机构形式的设计。原欧豹804拖拉机电焊车变速机构为皮带轮变速机构。轴上载荷大，容易出现断轴故障，另一方面皮带在长时间内使用后松驰，难以保证发电机获得稳定的转速与功率，影响焊接质量。
3.1.2 50KW中频发电机的选用。原有欧豹804拖拉机电焊车配置30KW普通发电机，转速高（3600r/min），变速机构传动比大，稳定性与安全性差。选用50KW中频发电机，转速由原来的3600 r/min下降到1500 r/min，有利于调整传动比，改善变速机构的稳定性与安全性，使发电机发电稳定。
3.2焊接性能试验：焊件直径φ500mm，壁厚10mm进行双把对口焊接试验，焊接结论如下：
3.2.1用φ4.0mm的纤维素焊条进行打底焊接，焊接电流80A，焊接性能良好，焊缝双面成型良好，无气孔、夹渣、咬边等焊接缺陷。
3.2.2用φ2.0mm的HOBET药芯焊丝进行焊缝填充焊接，焊接电流230A，焊接电压18～19V， 焊缝表面成型良好，无气孔、夹渣、咬边等焊接缺陷。
3.2.3用φ2.0mm的HOBAET药芯焊丝进行焊缝盖面焊接，焊接电流180～200A，焊接电压17～18V， 焊缝表面成型良好，无气孔、夹渣、咬边等焊接缺陷。
4、应用效果
多功能拖拉机焊接站应用于长输油气管线施工中（吉林—长春项目），充分体现了多种焊接工艺一体机的选择性优势，无论是双把手工电弧焊、简易氩弧焊、纤维素下向焊，还是药芯半自动焊都能够完全满足焊接工艺要求。焊接质量高，起弧顺畅，焊接电流稳定，推力明显，熔池清晰，焊接飞溅小，药皮保护好，无气孔或其他缺陷产生，焊口合格率达到98%以上。
5、 经济效益分析
多功能拖拉机焊接站具备药芯半自动焊功能，可实现长输油气管线施工中的双把半自动流水焊接作业，这一功用可与外部管线使用的管道焊接工作站相比，其优势如下：
5.1购入成本：管道焊接工作站购入成本为每台60万元，欧豹904多功能拖拉机焊接站改造，每台费用约30万元，同样具备双把焊半自动功能，成本相差30万元。
5.2使用成本：管道焊接工作站HY100（主机额定功率125KW）每小时油耗为10L，但在施工环境相对较好的北方施工时，使用成本相对较高。多功能拖拉机焊接站（欧豹904拖拉机功率额定66KW）每小时油耗为5L，在油田内部使用功能完全能满足施工要求，燃油节约5L，使用成本降低一半。
5.3 转运成本：管道焊接工作站需要吊车和挂车配合转运。欧豹904多功能拖拉机焊接站可以自行转场，节省转运费用。
5.4 维护成本：欧豹904多功能拖拉机焊接站为普通拖拉机。管道焊接工作站采用的是挖掘机底盘，大马力发动机，配置复杂。因此欧豹904多功能拖拉机焊接站正常维护成本低。
5.5 焊接工艺选择的灵活性：焊接站配置多功能电焊机，具备手工电弧焊、纤维素下向焊、简易氩弧焊和药芯半自动焊功能，施工中可根据焊接工艺要求，灵活选择。
6、 结论
多功能拖拉机焊接站无论是应用在油田地面产能建设上，还是长输油气管线施工中，都能充分体现它多种焊接工艺一体机的选择性优势。拖拉机自行走方便设备转场，更适合油田野外作业施工环境。多功能拖拉机焊接站是目前拖拉机电焊车中性价比较高的一款电焊车。特别是在国家节能减排，企业节能降耗，油田精细管理节约增效环境下，多功能拖拉机焊接站能根据不同焊接工艺要求，配置两档功率输出选择，可实现主机功率与负载相匹配，实现设备节能降耗，更具有推广应用意义。