使用焊接機(jī)器人焊接鉸接架帶來的問題及啟示

1、使用焊接機(jī)器人焊接鉸接架帶來的問題及啟示摘要：本文簡述了首次使用焊接機(jī)器人對(duì)鉸接架進(jìn)行焊接的過程，分析了與手工焊相比產(chǎn)生的質(zhì)量問題并提出了改進(jìn)措施。通過對(duì)比，了解了焊接機(jī)器人焊接的特點(diǎn)及注意事項(xiàng)，經(jīng)過工藝調(diào)整，保證了焊接機(jī)器人的正常使用并生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品。 一、概述 山東臨沂工程機(jī)械股份有限公司引進(jìn)了奧地利I GM 公司生產(chǎn)的全關(guān)節(jié)、電驅(qū)動(dòng)焊接機(jī)器人，它由機(jī)械臂、控制柜、焊接電源、編程器、變位機(jī)、供氣系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)等組成。在安裝調(diào)試完畢后，公司決定在裝載機(jī)鉸接架(見圖1) 上進(jìn)行焊接試驗(yàn)，期望獲得一些使用經(jīng)驗(yàn)，以便對(duì)下料、組對(duì)夾具、工時(shí)定額以及操作人員進(jìn)行調(diào)整，使之適應(yīng)焊接機(jī)器人焊接需要。 二

2、、過程綜述 1. 半自動(dòng)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊工藝 為了便于與手工焊接進(jìn)行對(duì)比，剛開始對(duì)鉸接架進(jìn)行焊接編程時(shí)，完全采用了手工半自動(dòng)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊操作工藝。 手工焊接操作工藝如下： ( 1) 檢查各下料件尺寸，表面含有油、銹及水等雜物的件轉(zhuǎn)回上道工序清除。 ( 2) 將焊件安放在鉸接架組對(duì)夾具上定位、夾緊，確保圖1 中尺寸94mm、609mm 分別放量至95mm、611mm；用CO2 焊機(jī)點(diǎn)固，點(diǎn)固規(guī)范是： 電流220A，電壓24 V。 ( 3) 將焊件吊出夾具，用卷尺重新檢查尺寸是否符合要求，在放量尺寸內(nèi)嵌入剛性支撐圓鋼，防止焊后收縮過大。 ( 4) 轉(zhuǎn)至焊接處，裝夾在簡易焊接變位機(jī)上施焊，焊

3、接規(guī)范是： 電流26 320A，電壓2834V，焊接速度3545cm/min ，焊絲伸出長度10 15mm，保護(hù)氣流量15 20L/ min 。焊縫焊腳高度見圖2 ，放置位置及焊接順序按圖2 編號(hào)順序進(jìn)行。焊腳高度超過8mm 的焊縫，必須采用多層多道焊，以減少焊接變形。 ( 5) 焊接完畢，清除飛濺物。 ( 6) 待焊件冷至室溫后，去掉剛性支撐圓鋼，檢查焊接后的收縮尺寸是否符合圖樣要求。如不符合要求，用氧- 乙炔火焰校正。 2. 焊接機(jī)器人試焊產(chǎn)生的問題 按上述工藝用焊接機(jī)器人編程試焊時(shí)，產(chǎn)生了如下問題： ( 1) 焊接焊縫長度<30mm 的封頭焊縫(見圖2 中1、2、3、4、5焊縫)

4、時(shí)，起始和結(jié)束位置不易控制，焊接熔池的鋼液極易沿焊縫末端流出，形成瘤掛。 ( 2) 由于各個(gè)肋板未被準(zhǔn)確定位，噴嘴碰到肋板導(dǎo)致停機(jī)，即使勉強(qiáng)焊接，焊縫也很不美觀。 ( 3) 由于組對(duì)時(shí)焊縫間隙不均勻，所以在間隙較大處，電弧容易燒穿。 ( 4) 焊接打底焊縫時(shí)，由于電流電壓較小，焊絲伸出長度較短，噴嘴易與焊件碰撞。 ( 5) 焊接后的焊件焊接變形量比手工焊接要大23mm。我們分析是由于機(jī)器人焊接時(shí)，其焊縫穿透深度比手工焊接要深造成的。 ( 6) 焊接過程中，質(zhì)量缺陷( 氣孔，表面裂紋等)不易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，一旦出現(xiàn)，整條焊縫都受影響，焊后須花費(fèi)較大精力清除掉。 3. 解決措施 針對(duì)上述問題，我們采取

5、了如下措施： ( 1) 在鉸接架組對(duì)胎具上，添加各個(gè)肋板定位基準(zhǔn)，保證肋板定位準(zhǔn)確。 ( 2) 為了使焊后的鉸接架滿足圖樣要求，減少火焰校正件數(shù)，我們將連接板的下料寬度由94mm 改為95mm，同時(shí)將剛性支撐圓鋼長度增加1. 5mm。 ( 3) 取消焊接機(jī)器人對(duì)封頭焊縫的焊接，增加人工溜縫工步，在鉸接架組點(diǎn)完成后，對(duì)焊縫間隙過大處進(jìn)行小電流打底焊，同時(shí)對(duì)封頭焊縫進(jìn)行焊接。 ( 4) 機(jī)器人焊接時(shí)，增加機(jī)器人對(duì)焊縫位置的尋位點(diǎn)數(shù)；盡量采用船形焊接；在工藝要求范圍內(nèi)，通過適當(dāng)提高焊接規(guī)范，增加氣流量，焊絲伸出長度和操作人員加強(qiáng)跟蹤等方法減少焊接機(jī)器人焊接缺陷及焊件的碰撞。 ( 5) 添加一臺(tái)碳弧氣

6、刨設(shè)備，及時(shí)對(duì)有焊接質(zhì)量缺陷的焊縫刨除后重焊。 經(jīng)過上述改進(jìn)，機(jī)器人焊接的優(yōu)勢(shì)被發(fā)揮了出來。 三、啟示 通過對(duì)焊接機(jī)器人從試焊到正常使用這一過程的跟蹤和觀察，我們得到如下啟示： ( 1) 機(jī)器人焊接同其他自動(dòng)焊接設(shè)備一樣，特別適合焊接焊縫位置準(zhǔn)確又便于尋位，自動(dòng)跟蹤時(shí)不發(fā)生磕碰的外觀長焊縫，對(duì)于短焊縫及復(fù)雜內(nèi)部焊縫，由于翻轉(zhuǎn)次數(shù)和磕碰原因，反而不能有效地發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。這就要求我們從工藝甚至設(shè)計(jì)上適應(yīng)這一要求。 ( 2) 由于焊接機(jī)器人被示教編程后自動(dòng)尋找焊縫位置，這就對(duì)組點(diǎn)的焊件的位置尺寸穩(wěn)定性提出了嚴(yán)格要求，包括那些圖樣要求不重要的位置尺寸，都要設(shè)法定位點(diǎn)固，否則機(jī)器人焊接時(shí)可能由于尋位不準(zhǔn)確

7、產(chǎn)生各種焊接缺陷。 ( 3) 操作人員的素質(zhì)和技能是焊接機(jī)器人能否正常使用的關(guān)鍵因素。在本次試焊過程中，編程者既是機(jī)器人的操作者又是手工焊操作者和有缺陷焊縫的清除者，需要操作多種設(shè)備，必須具有較強(qiáng)的責(zé)任心和技能，因而應(yīng)給予相應(yīng)的待遇。 四、結(jié)語 焊接機(jī)器人的使用帶來的不僅僅是工人勞動(dòng)強(qiáng)度的降低和焊接質(zhì)量的提高，更主要的是對(duì)工藝和操作技能的挑戰(zhàn)。通過本次試焊，為我們管好、用好機(jī)器人以及利用機(jī)器人焊接其他產(chǎn)品積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。(end)裝配后焊接順序選擇的方法 發(fā)布時(shí)間：2013-6-19 9:27:40作者：admin來源：本站 閱讀次數(shù):22 當(dāng)裝配完成后，調(diào)節(jié)松下電焊機(jī)焊接程序也是減少焊接殘余

8、應(yīng)力與變形的有效措施之一，如何設(shè)法使后續(xù)焊縫的變形方向與先期焊縫的變形方向相反，對(duì)減小焊接殘余變形是有重要意義的，通常應(yīng)遵守下述原則。 (1)盡量使焊縫能自由收縮，對(duì)大型構(gòu)件的焊接，應(yīng)從中間向四周進(jìn)行。 (2)一般橫向收縮大于縱向收縮，因此應(yīng)先焊橫向焊縫使之能自由收縮。 常見的焊接順序選擇，要根據(jù)焊縫具體情況來確定：一般對(duì)稱布置的焊縫，最好由成雙的焊工用松下電焊機(jī)對(duì)稱地進(jìn)行焊接。這樣可使各焊縫所引起的變形相互抵消；非對(duì)稱的焊縫，一般都是先焊焊縫少的一側(cè)，后焊焊縫多的一側(cè)，這樣就可以使先焊焊縫所引起的變形部分得到抵消。 器人焊接變形分類和產(chǎn)生原因 發(fā)布時(shí)間：2013-6-18 9:16:25作者

9、：admin來源：本站 閱讀次數(shù):71 焊接是一個(gè)不均勻加熱過程，在焊接機(jī)器人工作過程中將出現(xiàn)應(yīng)力和變形，焊后還會(huì)導(dǎo)致焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和殘余變形。按焊接變形的特征，可將焊接變形分為五種基本形式，即收縮變形、角變形、彎曲變形、扭曲變形和錯(cuò)邊變形。 1收縮變形焊件尺寸比以前縮短的現(xiàn)象稱為收縮變形。收縮變形可以分為縱向收縮和橫向收縮：縱向收縮是由于不均勻的加熱、鋼板的自重等原因所引起；橫向收縮與縱向收縮變形的原因類似。 2彎曲變形彎曲變形常見于焊接梁、柱、管道等焊件，當(dāng)焊縫在焊接結(jié)構(gòu)上分布不對(duì)稱時(shí)，除了引起焊件的收縮變形外，還會(huì)引起焊件的彎曲變形。彎曲變形是由于焊縫的收縮沿板寬分布不對(duì)稱引起的。

10、 3角變形在焊接對(duì)接接頭、T形接頭、搭接接頭時(shí)都可能產(chǎn)生角變形。當(dāng)焊接機(jī)器人焊接(單面)較厚鋼板時(shí)，在鋼板厚度方向上的溫度分布是不均勻的。溫度高的一面受熱膨脹較大，另一面膨脹小甚至不膨脹。由于焊接面膨脹受阻，出現(xiàn)了較大的橫向壓縮塑性變形。這樣，冷卻時(shí)就會(huì)在鋼板厚度方向上產(chǎn)生收縮不均勻的現(xiàn)象，焊接一面收縮大，另一面收縮小。這種焊后由于焊縫的橫向收縮使得兩連接件間相對(duì)角度發(fā)生變化的變形叫角變形。 4錯(cuò)邊變形焊件的錯(cuò)邊變形通常有長度方向與厚度方向的錯(cuò)邊。引起錯(cuò)邊變形的主要原因有：裝配不良；組成焊件的兩零件，在裝夾時(shí)夾緊程度不一致；組成焊件的兩零件的剛度不同或它們的熱物理性質(zhì)不同；電弧偏離坡口中心等。

11、 5扭曲變形扭曲變形。它產(chǎn)生的原因很多：裝配質(zhì)量不好，即在裝配之前的焊件位置和尺寸不符合要求；構(gòu)件的零件形狀不正確，而強(qiáng)行裝配；焊件在焊接位置擱置不當(dāng)?shù)取?在這五種變形中，在焊接機(jī)器人工作中最基本的是收縮變形，由收縮變形加上不同的影響因素，即構(gòu)成了其他四種基本變形形式。 利用焊接夾具需考慮的因素 發(fā)布時(shí)間：2013-7-4 9:44:10作者：admin來源：本站 閱讀次數(shù):10 利用焊接夾具防止角變形和彎曲變形比較有效，因此在焊接機(jī)器人上用的胎具，就應(yīng)根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)去配置夾緊器。確定夾緊力大小時(shí)，一般考慮下列因素。 1、夾緊力應(yīng)能克服零件上局部變形，這些變形不是因?yàn)殚L度的變長或縮短，而是因零件剛性不足，在備料、儲(chǔ)存或運(yùn)輸過程中可能引起局部不平直。嚴(yán)重的必須經(jīng)矯正后才能投入裝配，因?yàn)閺?qiáng)力裝配要引起很大的裝配應(yīng)力。只有輕微的變形，才能通過夾緊器去克服。例如圓筒體的卷圓，不可避免要出現(xiàn)錯(cuò)邊、卷圓過渡或卷圓不足的現(xiàn)象。在裝配時(shí)，就要借助夾具對(duì)它進(jìn)行拉、壓、頂才能順利地裝配。 2、當(dāng)工件在胎具上實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)或回轉(zhuǎn)時(shí)，夾緊力足以克服重力和慣