【摘要】在抽油机的制造过程中结构件焊接质量要求高、工作量大，传统焊条电弧焊效率低，质量也不稳定。CO2气体保护焊加半自动焊接执行机构，形成了CO2气体保护焊新的工艺技术。该技术不仅加快了抽油机整机下线速度，而且成本低，结构简单，操作方便。
抽油机是钢结构的集合体，结构件焊接质量要求高、焊接工作量大，尤其是其中的游梁和驴头，是提高抽油机制造过程效率的瓶颈，在很大程度上制约着整机的下线速度。
1．抽油机结构件长焊缝的工艺技术现状
抽油机的游梁大都采用箱形结构梁，驴头亦采用弧形箱体结构(如图所示)，这种箱形结构什的主要焊接特点是：①焊缝长且轨迹规律性强，多为直线或圆弧线。②焊缝形状和走向与结构件外边沿轨迹一致。③结构钢板一般>10mm，一条焊缝要焊多遍。
传统焊条电弧焊对焊工素质要求高，一条焊缝多层多道焊，其间需仔细除渣，否则会造成质量不定，而且效率低。
CO2保护焊，其优点：①采用整盘焊丝，焊接过程中不必更换焊丝。②焊接过程中产生的熔渣极少，多层多道焊接时层间不必清渣。③焊丝熔敷速度高，母材熔深大。④焊接过程中二氧化碳气体分解，氧化性强，对工件上的油、锈及其他脏物的敏感性较小。⑤焊接变形小，冷裂倾向小。
针对抽油机大型箱形结构件焊接过程中存在的问题，我们引进了CO2气体保护焊，在很大程度上提高了抽油机结构件焊接技术水平；但如同大多数中小企业一样，在实际焊接施工作业中仍是手工操作，使CO2气体保护焊的优势没有得到充分发挥。
2．半自动CO2气体保护焊执行机构的结构及原理
半自动CO2气体保护焊执行机构主要由链轨、链轨固定装置、洲速电机、控制器、链轮组、行走训骼装置、CO2气体保护·焊枪及焊枪定位捌整朴等组成(如下图所示)。
设计思路和工作原理：以抽油机箱形结构件的焊接特点和CO2气体保护焊的技术优势为基础，如果能使焊枪沿着结构件外缘自动行走，枪嘴也会沿着焊缝轨迹随动，只要把枪嘴对准焊缝并按焊接的技术要求调整好枪嘴与焊缝面之间的距离，就能实现结构件在一定范周内的动连续焊接。
链轨是链条，具有挠性，可以适应不同形状结构件的焊接，可以根据结构件外缘形状、走向布置和固定张紧；调速电机联结的主动链轮和两个导向平衡从动链轮组成链轮组，与链轨啮合，电机转动就会带动执行机构沿着链轨行走；行走调整装置用于调整三个链轮之间的距离；控制器用于执行机构行走的速度和换向，当焊缝较宽时行走的速度要放慢，需要多遍焊接时可通过控制器面板设定，使执行机构来回行走；CO2气体保护焊枪定位调整杆平面上可以伸缩，纵向上可调节焊枪嘴与焊缝面之间的高度和角度。文中图示是半自动CO2气体保护焊在弧形驴头上的应用实例。
主要特点：
(1)实现一条焊缝自动连续焊接，减少了人工干预因素，焊接质量稳定，生产效率高。
(2)由于半自动CO2气体保护焊执行机构采用的是链条柔性轨道，不受场地和空间的限制，适应性强。
(3)由于动力部分是小型调速电动机，结构紧凑， 调速方便，焊嘴找正非常简便，直观，操作简单，培训工作工作量很小。
(4)行走机构以电动机、链条、链轮为主，结构非常简单，制造价格低廉，约1200元。
3．应用效果
半自动CO2气体保护焊接工艺技术主要应用在游梁和驴头的长缝焊接方面，因为游梁和驴头是抽油机中的主要部件，其焊接工作量占整机的40%，对于双驴头型抽油机其焊接工作量所占比例还要大。
以14型抽油机弧形头焊接为例，一个熟练焊工手工操作完成一个驴头外侧两条弧形焊缝的焊接需要5h，应用半自动CO2气体保护焊接工艺技术，同样机型、相同的焊接项目，即使是一般操作者焊接时问只需要1h。通过实际测试，除去安装时间，生产效率提高了3倍。一个焊接工时按60元/h，手工操作驴头焊接工时费用为300元/个，半自动CO2气体保护焊接工艺技术焊接人工工时费用只需60元/个，单位增效240元/个。按每年制造1000台抽油机计算，仅驴头焊接一项，就能节约24万元，具有较好的经济效益。
同时产品焊接的表面质量和内在质量的稳定性都得到了提高；整机下线速度加快，提高了用户满意度，取得良好诚信，获得市场稳定的隐形经济效益。另外，半自动CO2气体保护焊接工艺技术大幅降低了操作者的劳动强度，减少焊弧近距离对人体损害，体现人性关怀，具有一定的社会效益。
4．结语
提高CO2气体保护焊自动化程度的实现途径有多种，如小车钢轨式、数控机械臂等，但对于抽油机的结构件焊接来讲，链轨式CO2气体保护焊接工艺技术更实用，灵活性，适应性更强，成本最低，对中小机械制造企业有相当的使用价值。