氣體保護(hù)焊焊接原理與機(jī)器人自動焊接實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、實(shí)驗(yàn)四 氣體保護(hù)焊的原理及機(jī)器人自動焊接工藝一、 原理氣體保護(hù)焊通常按照電極是否熔化和保護(hù)氣體不同，分為非熔化極惰性氣體保護(hù)焊和熔化極氣體保護(hù)焊。非熔化極惰性氣體保護(hù)焊指在惰性氣體的保護(hù)下，利用鎢電極與工件間產(chǎn)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲（如果使用填充焊絲）的一種焊接方法，簡稱TIG焊。熔化極氣體保護(hù)焊指金屬熔化極作電極，利用連續(xù)送進(jìn)的焊絲與工件之間燃燒的電弧作熱源，由焊炬嘴噴出的氣體將焊接區(qū)與空氣隔絕，通過電弧產(chǎn)生高溫熔化母材和焊絲的焊接方法。1. 以高純氬氣Ar99.99%作保護(hù)氣體的稱為氬弧焊（MIG焊），可以焊接碳素鋼、低合金鋼、耐熱鋼、低溫鋼、不銹鋼等材料，常用來焊接鋁及其合金、銅及

2、銅合金等有色金屬。2. 以惰性氣體與氧化性氣體（氧氣，二氧化碳）的混合氣為保護(hù)氣時，或以二氧化碳?xì)怏w或二氧化碳+氧氣的混合氣體為保護(hù)氣時，統(tǒng)稱為熔化極活性氣體保護(hù)電弧焊（簡稱MAG焊）。 3. 以純度CO299.5%作保護(hù)氣體的稱為CO2體保護(hù)焊，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊按填充焊絲的不同分為實(shí)芯二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊和藥芯二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。實(shí)芯二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊可以焊接低碳鋼、低合金鋼。藥芯二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊（FCAW焊）不僅可以焊接碳素鋼、低合金鋼、而且可以焊接耐熱鋼、低溫鋼、不銹鋼等材料。圖1 熔化極氣體保護(hù)焊 圖2 非熔化極氣體保護(hù)焊二、 熔化極氣體保護(hù)電弧焊熔化極氣體保護(hù)電弧焊的主要優(yōu)點(diǎn)是可以

3、方便的進(jìn)行各種位置的焊接，同時也具有焊接速度較快，熔敷率較高的優(yōu)點(diǎn)。熔化極活性氣體保護(hù)電弧焊可適用于大部分主要金屬的焊接，包括碳鋼，合金鋼。熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊適用于不銹鋼，鋁，鎂，銅，鈦，鎬及鎳合金。利用這種焊接方法還可以進(jìn)行電弧點(diǎn)焊。1、 工作效率高：CO2的電弧穿透力強(qiáng)、熔深池大、焊絲熔化率高、熔敷速度快、，工作效率比手工弧焊高13倍；2、 焊接成本低：CO2氣體是工廠的副產(chǎn)品，來源廣、價格低。其成本只有埋弧焊和手工焊的40%50%左右。3、 能耗低：相同條件下，MIG焊與手弧焊相比，前者消耗的電能約為后者的40%70%。4、 適用范圍廣：MIG焊能焊接任何位置，薄板可焊致電1mm，

4、最厚幾乎不受限制。而且焊接薄板時，較氬氣焊速度快、變形小。5、 抗銹能力強(qiáng)：焊縫含氬量低，抗裂性好。6、 焊后無需清渣，因是陰弧，便于監(jiān)視和控制，便于實(shí)現(xiàn)自動化。三、 MIG焊機(jī)的一般要求 1、MIG焊機(jī)的焊接過程 起始時，焊絲由送絲機(jī)送出，接觸工件； 焊絲與工件短路，產(chǎn)生大電流，使得焊絲頂端熔化； 焊絲與工件間形成電?。?焊絲送出，電弧變短；焊絲再次接觸工件。如此周而復(fù)始。 2、MIG焊機(jī)的一般要求在焊接過程中，電弧不斷地燃弧、短路、重新引弧，燃弧如此周而復(fù)始，從而使得弧焊電源經(jīng)常在負(fù)載短路，空截三態(tài)間轉(zhuǎn)換，因此，要獲得良好的引弧，燃弧和熔滴過渡狀態(tài)，必須對電源的動特性提出如下要求：焊接電壓

5、可調(diào)，以適應(yīng)不同焊接需求； 最大電流限制，即有截流功能，避免因短路、干擾而引起的大電流損壞機(jī)器，而電流正常后，又能正常工作；適合的電流上升、下降速度，以保證電源負(fù)載狀態(tài)變化，而不影響電源穩(wěn)定和焊接質(zhì)量；滿足送絲電機(jī)的供電需求；平穩(wěn)可調(diào)的送絲速度，以滿足不同焊接需求，保證焊接質(zhì)量； 滿足其它焊接要求，如手開關(guān)控制，焊接電流、電壓顯示，2T/4T功能，反燒時間調(diào)節(jié)，焊絲選擇，完善的指示與保護(hù)系統(tǒng)等等。3、MIG焊電源的外特性曲線由于MIG焊接電源的負(fù)載狀態(tài)不斷地在負(fù)載、短路、空截三態(tài)間轉(zhuǎn)換（其輸出電壓、電流特性曲線如圖3，為了得到適宜的輸出和良好的焊接效果，采用了具有圖11.2的外特性的焊接電源。

6、采用恒速送絲配合如圖4的平臺型外特性電源的控制系流，有以下優(yōu)點(diǎn)：弧長變化時引起較大的電流變化，因而電弧自調(diào)節(jié)作用強(qiáng)，而且短路電流大，引弧容易；可對焊接電壓和焊接電流單獨(dú)加以調(diào)節(jié)。通過改變占空比調(diào)節(jié)電壓，改變送絲速度來調(diào)節(jié)電流，兩者間相互影響?。缓附与妷夯静皇芎附z伸出長度變化的影響；有利于防止焊絲回?zé)驼辰z。因?yàn)殡娀』責(zé)龝r，隨著電弧拉長，電弧電流很快減小，使得電弧在來回?zé)綄?dǎo)電嘴前已熄滅，焊絲粘絲時，平特性電源有足夠大的短路電流使粘接處爆開，從而可避免粘絲。圖3 圖4四、 焊接機(jī)器人焊接機(jī)器人主要包括機(jī)器人和焊接設(shè)備兩部分。機(jī)器人由機(jī)器人本體和控制柜（硬件及軟件）組成。而焊接裝備，以弧焊及點(diǎn)焊

7、為例，則由焊接電源，（包括其控制系統(tǒng)）、送絲機(jī)（弧焊）、焊槍（鉗）等部分組成。對于智能機(jī)器人還應(yīng)有傳感系統(tǒng)，如激光或攝像傳感器及其控制裝置等。圖5表示弧焊機(jī)器人和點(diǎn)焊機(jī)器人的基本組成，圖6為OTC焊接機(jī)器人手臂。圖5 焊接機(jī)器人組成 圖6 機(jī)器人手臂五、 機(jī)器人焊接實(shí)驗(yàn)步驟1. 打開總電源（空開開關(guān)）2. 開焊機(jī)電源，開控制柜電源，3. 將地線與工件連接，4. 準(zhǔn)備編程（示教盒）：1）打開“運(yùn)行準(zhǔn)備”摁鈕（運(yùn)行燈閃爍）2）開始編程（示教盒）摁下“動作可能+程序”Fn+99（注釋程序）“一覽表顯示”enter復(fù)位 將焊槍調(diào)到起始位置上方，“記錄”一下點(diǎn) 設(shè)定焊接的起始位置“記錄”一下點(diǎn) 起弧（F7）寫入 將焊槍調(diào)到下一個圖形點(diǎn)位置“記錄”點(diǎn)/線/a圓?。灰来握{(diào)整并記錄相關(guān)位置 熄?。海▌幼骺赡?F7）寫入 再將焊槍太高，“記錄”一下點(diǎn) 結(jié)束程序：Fn+92 工位寫入：F9，寫入所編程序 把焊槍調(diào)到起始點(diǎn)上方，5. 編程結(jié)束后，將“示教盒上開