钉头管是石化企业管式加热炉中的换热设备,主要用于热能的交换,比翅片管效率更高且易于外表清洁,但生产却复杂的多。目前,国内钉头管的加工方法很多,传统的方式是采用手工装钉,利用普通焊枪施焊,其手工加工方法具有劳动强度大,工作条件恶劣,能耗高,且焊接质量不稳定等缺点,已不能满足现代生产的需要。因此研究钉头管自动焊接技术具有十分重要的意义。本文分析了钉头管现有加工方法的优缺点,结合厂方要求,选取埋弧螺柱焊作为钉头管的焊接方法。在深入分析钉头管的加工工序后,并实际考察工厂的实际制造技术之后,研究与设计了钉头管自动焊接设备。完成了钉头管自动生产设备整体结构设计,包括机械传动机构,夹紧机构、自动送料及对中机构、双气缸联动式焊接机头、焊剂自动输送机构。针对本设备中的气动元件的不同工作条件和形式设计了简单可靠的气压传动系统,并根据所驱动负载和所需的运动速度,确定气压系统中各个元件的参数规格。在控制上采用PLC作为主要控制装置,设计了系统的硬件部分,包括其组成和工作原理,并给出了主要的电路图。在软件部分里设计了总体结构和程序的编写,给出了各程序的主要功能。同时提出了采用PLC与全数字交流伺服驱动器及光电编码器组成一个高精度的角度与位移的双重位置控制系统。本文解决了传统钉头管的半机械、半手工的操作方式,效率低,质量不稳定,规格少的问题。实验结果表明,自动焊接钉头管的焊接效率有很大提高,克服了手工埋弧焊时的焊瘤、夹杂、气孔等缺陷,从而改善了焊接质量。