孙 文， 姜洪旗， 杜 康， 姜爱宁， 王广超

（山东核电设备制造有限公司， 山东 海阳 265118）

0 引言

“剪力钉”一词是来自国外核电机组设计文件中的直译[1]。 国内将剪力钉又称螺钉、螺柱、栓钉（称为“栓钉”较多）。 第三代非能动核电单机组结构模块子模块数量230多个， 焊接母板为大尺寸矩形平板结构， 最大长度约为15m，最大宽度约为4m。 剪力钉规格是长150～310mm，直径φ12～φ25mm，单机组剪力钉总数约45 万颗。 国外已推出各种系列的自动螺柱焊机， 包括进行大批量加工制造的自动流水作业线，所适用的焊钉直径3～14mm，长度6～35mm，焊接工件面积普遍较小，不适用于第三代非能动核电机组中结构模块剪力钉的焊接。 目前，在结构模块制造中， 剪力钉焊接主要采用手持式电弧螺柱焊枪进行焊接，工艺流程为：划线、打点、磨光、放瓷环、剪力钉放于焊枪、焊接等工序。 采用手持式电弧螺柱焊枪进行焊接，需要人工长时间弯腰作业，存在劳动强度过大，焊接质量不稳定的问题。 因此，有必要集成和研发一套适用于大尺寸剪力钉、大面板、有瓷环保护的剪力钉自动焊接设备，降低工人劳动强度，保证焊接质量的一致性。

1 剪力钉自动焊接设备总体设计方案

剪力钉自动焊接设备包含6 大系统： 数控龙门行走系统、3D 视觉系统、机器人抓取系统、剪力钉焊接系统、激光除锈系统、电气控制系统。

图1 剪力钉自动焊接设备总体结构三维图

剪力钉自动焊接设备采用数控系统控制， 纵向及横向的行走机构通过伺服驱动， 数控龙门移动系统上安装溜板装置，配置储料装置、翻转组合装置、机器人、焊枪升降系统，并一起沿Y 轴移动；……