04step焊接高級功能弧焊工藝-gree

1、自動化焊接技術規(guī)范與工藝 -新時達弧焊套裝上海新時達機器人有限公司系統(tǒng)工程部 尚旭冉 目錄 機器人弧焊系統(tǒng) 氣保焊的原理、種類、優(yōu)缺點 氣保焊設備選擇、調試、測試 氣保焊實施的關鍵點 焊接缺陷1.機器人弧焊系統(tǒng)(1) 機器人本體(2) 防碰撞傳感器(3) 焊槍把持器(4) 焊槍(5) 焊槍電纜(6) 送絲機構(7) 送絲管(8) 焊接電源(9) 功率電纜()(10) 送絲機構控制電纜(11) 保護氣軟管(12) 保護氣流量調節(jié)器(13) 送絲盤架(14) 保護氣瓶(15) 冷卻水冷水管(16) 冷卻水回水管(17) 水流開關(18) 冷卻水箱(19) 碰撞傳感器電纜(20) 功率電纜()(21

2、) 焊機供電一次電纜(22) 機器人控制柜(23) 機器人示教盒(24) 焊接指令電纜(25) 機器人供電電纜(26) 機器人控制電纜(27) 夾具及工作臺1.機器人弧焊系統(tǒng)主要模塊工業(yè)機器人功能設備輔助變位設備工裝夾具電氣控制設備系統(tǒng)安全及底座工業(yè)機器人是焊槍或作業(yè)工具的載體，實現(xiàn)弧焊作業(yè)所需要的焊接位置、姿態(tài)以及軌跡。功能設備是指各種焊接電源及焊接電源相關的所有配套設 備，是體現(xiàn) 系統(tǒng)功能的設備。輔助變位設備是指為了實現(xiàn)焊接所要求的最佳焊槍姿態(tài)和焊槍位置，對機器人或夾具進行變位的 設備。工裝夾具是實現(xiàn)工件定位的關鍵設備?？刂坪附幼冃?。電氣控制設備是系統(tǒng)運 行的控制中心，是系統(tǒng) 正常運行的保

3、障。系統(tǒng)安全及底座是指安全欄、弧光 防護、設備 安全及人員 安全的保障設備?；ハ嗦?lián)系成一個有機的整體，才可以稱之為完整的工作系統(tǒng)， 任何片面的、獨立地去考慮都可能導致系統(tǒng)集成的失誤。2. 氣保焊的原理通過送絲輥連續(xù)地將焊絲從焊槍的導電嘴中送出，導電嘴向焊絲供電，這樣，電機與母材間就產生電弧。保護氣由噴嘴噴出，將待焊接區(qū)域的空氣排開，焊絲和母材之間發(fā)生直流電弧，電弧熱使焊絲和母材熔化，焊絲頭部的熔融金屬向母材過渡形成焊縫。2. 氣保焊的種類使用惰性氣體（Ar、He）保護的熔化極惰性氣體保護焊（MIG焊），使用CO2氣體保護的CO2氣體保護焊，以及使用兩者的混合氣體保護的MAG焊，都稱之為熔化極氣

4、體保護焊。氣體保護焊（Gas ShieldingMetal Welding）實芯焊絲（Solid Wire）藥芯焊絲（Solid Wire）惰性氣體保護焊（MIG Welding）混合氣體保護焊（MAG Welding）CO2氣體保護焊（CO2 Welding）ArHe、Ar+HeAr+O2+(CO2)Ar+CO2CO2CO2+O2CO2CO2+Ar保護氣體2. CO2氣體保護焊-優(yōu)點焊接生產效率高中厚板焊接時，CO2焊可以選擇較粗的焊絲，用大電流實現(xiàn)細顆粒過渡，焊絲熔化速度快，熔敷率高，電弧挺度大，穿透力強，焊接熔深大。薄板焊接時，CO2可采用小電流實現(xiàn)短路過渡，焊接線能量小，焊接變形小，甚

5、至不需要焊后矯正，提高工作效率。焊接成本低CO2氣體在工業(yè)中大量使用，與氬氣、氦氣相比，價格便宜。焊接能耗低與焊條電弧焊和TIG焊相比，對相同厚度相同長度的焊縫進行焊接，CO2焊對焊絲和母材的熔化效率更高，有更大的焊接速度，消耗的電能也能夠降低。CO2焊是一種低氫型焊接方法，焊縫含氫量低，抗裂紋性好，與TIG焊相比，對油污、鐵銹、水分等不敏感，這是CO2焊的一大優(yōu)點。2. CO2氣體保護焊-缺點CO2焊接不能用于非鐵金屬的焊接，只能用于低碳鋼和低合金鋼等黑色金屬的焊接。CO2焊接熔滴過度不如MIG焊穩(wěn)定，飛濺量較大。CO2產生大量的煙塵，操作環(huán)境不好。2. MAG焊-優(yōu)點顯著提高電弧穩(wěn)定性，熔

6、滴細化，過渡頻率增加，飛濺大大減小，焊縫成型美觀?；旌蠚怏w保護還可以改善熔深形狀，未焊透和裂紋等缺陷大大減小。熔滴溫度低，焊接煙霧少，降低了合金元素的燒損，也改善了工作環(huán)境弧長短，電弧指向性好，適于全位置焊接焊縫成型良好，熔寬較大，指狀熔深特點減弱，余高小。2. MAG焊-缺點氣體活性的降低對油、銹、水分等雜質的敏感性加大，焊前應該嚴格清楚被焊坡口的表面的鐵銹、油污和水分。當采用Ar+CO2或Ar+O2混合氣時，氣體配比的變化對焊接工藝以及焊縫機械性能的影響很大，所以應當確保穩(wěn)定的氣體配比雖然焊絲伸出長度的增加將提高焊接熔敷率，但焊接工藝及焊縫性能惡化是明顯的，飛濺增大、焊縫波紋及成型粗糙、氣

7、孔敏感性加大等都易導致焊接的失敗和隱患得潛伏。2. MIG焊-優(yōu)點MIG可以焊接幾乎所有金屬，即可以焊接碳鋼、合金鋼、不銹鋼，還可以焊接鋁及鋁合金、銅及銅合金等有色金屬。與TIG焊相比，焊絲熔化速度快，母材熔深和焊接變形都好于TIG焊，焊接生產效率高。與CO2相比，MIG電弧狀態(tài)穩(wěn)定，熔滴過渡平穩(wěn)，幾乎不產生飛濺，熔深也較深。惰性氣體不與熔化金屬產生冶金反應，可以防止周圍空氣的混入，避免氧化和氮化。MIG焊鋁及鋁合金時，采用直流反接，可以對母材表面的氧化膜具有良好的陰極霧化清理作用。2. MIG焊-缺點由于使用氬氣保護，焊接成本較高，焊接生產率也低于CO2焊焊接準備工作要求嚴格，包括對焊接材料

8、的清理和焊接區(qū)的清理等厚板焊接中的封底焊焊縫成型不如TIG焊質量好熔滴過渡3.氣保焊實施的準備工作-氣保焊電源的選擇 在選擇焊接電流時一定要結合連續(xù)工作的具體情況考慮焊接電源的負載能力3.氣保焊實施的準備工作-氣保焊電源的選擇 工件對焊接工藝要求：MAG/MIG/CO2，脈沖焊/短路焊；焊接電流的大小決定焊接電源的功率；用戶的喜好：生產廠家、電源規(guī)格等。常配的焊接電源：焊機品牌型號特點通訊方式奧太焊機NBC-350R/NBC-500R焊接電流350A/500A以下直流焊接Can總線Pulse-MIG-350RP/500RP焊接電流350A/500A以下直流和脈沖焊接Can總線麥格米特焊機EHA

9、VE系列，CM350/500麥格米特一代機模擬量ARTSEN系列，CM350/500,PM400/500麥格米特二代機Can總線福尼斯TSP4000/5000,TS4000/5000等適用于福尼斯全系列焊機Enthercat總線/CANopen總線3.氣保焊實施的準備工作-焊槍及焊槍線纜的選擇用于焊接機器人的焊槍特點：機器人焊槍須滿足機器人自動化焊接所要求的高承載能力。對于焊槍而言，與焊接電源類似，也有其使用的負載持續(xù)率衡量其工作能力。在選擇焊接電流時一定要結合連續(xù)工作的具體情況考慮焊槍的負載能力由于通常機器人焊接的速度比較高，焊槍的優(yōu)劣決定著焊接時電弧的穩(wěn)定性，從而對焊接質量產生相應的影響。

10、機器人焊接時要求焊槍的TCP點（焊絲的尖端點）具有比較好的穩(wěn)定性，以保證焊接時電弧位置的精確度。同一型號的焊槍的TCP點的精度必須有足夠的保證，在更換焊槍時，才可以保證焊槍的TCP與更換掉的焊槍的TCP點相一致，這樣，系統(tǒng)的待機時間才可以盡可能地縮短，提高工作效率。3.氣保焊實施的準備工作-焊槍及焊槍線纜的選擇空冷焊槍BINZEL 350GC、A300、A500等水冷焊槍（需配備冷水箱）BINZEL W300、W500等電纜的長度：根據(jù)機器人而定線纜長度太長，會對在某些姿態(tài)造成線纜扭曲，阻礙送絲。線纜長度過短，會在某些姿態(tài)下達不到，影響實用性。電纜與送絲機構的接頭規(guī)格要匹配（奧太、麥格米特焊機

11、為歐式接頭，OTC、松下等日本焊機都是日式接頭）通常接頭規(guī)格有兩種：日式和歐式3.氣保焊實施的準備工作調試圖3-1 壓力手柄刻度和送絲輪類型壓力手柄刻度 類型1 類型2實際的壓力調節(jié)范圍必須根據(jù)焊槍電纜長度、焊槍類型、送絲條件和焊絲類型做出相應的調整。類型1適合硬質焊絲，如實芯碳鋼、不銹鋼焊絲。類型2適合軟質焊絲，如鋁及其合金、銅及其合金焊絲。注意：使用壓力手柄將送絲輪壓力調節(jié)適當，使焊絲均勻的送進導絲管，過大的壓力會造成焊絲被壓扁，鍍層被破壞，會造成送絲輪磨損過快；過小則導致焊絲在送絲輪上打滑。3.氣保焊實施的準備工作調試使用扳手擰動制動力控制螺釘（1），可以調節(jié)制動力大小，如左圖所示，制動

12、力要大小適中，以防止在焊絲盤停轉時焊絲散落；制動力不能過大，否則將增加電機負荷。一般來說，送絲速度越快，所需制動力越大。3.氣保焊實施的準備工作測試防撞信號檢測：使能狀態(tài)下，手動碰觸機器人焊槍，觀察機器人是否自動斷使能送絲：按下示教器絲檢按鈕，確認送絲機滾輪是否轉動并檢查送絲方向。退絲：按下示教器退絲鍵，觀察送絲機轉動方向。氣檢：按下示教器氣檢按鈕，檢測焊槍噴嘴處是否有氣體排出?，F(xiàn)場沒有氣體時，按下氣檢按鈕的時候送絲機中會發(fā)出啪嗒一聲清脆的響聲，視為合格。焊接仿真測試：啟用仿真焊接，運行ARCset語句，監(jiān)視焊機面板中電流電壓值與示教器設置值是否一致。實際值在設置值3%內可以視為合格。4. 氣

13、保焊實施的關鍵點 綜合各種焊接電源參數(shù)定義，需要理解以下基本概念： 1.焊接電流（送絲速度） 2.焊接電壓和焊接電壓的修正 3.焊接速度（線能量） 4.干伸長度 5.焊接接頭位置（平、立、橫、仰） 6.焊接接頭形式（對.角.搭.端） 7.焊槍工作角 8.焊槍前傾角（焊槍行走角） 9.焊絲直徑選擇 10.收弧電流/電壓/時間 11.保護氣體成分和流量 12.焊槍擺動軌跡 13.擺槍寬度 14.擺槍頻率 15.兩側停留時間 16.焊接脈沖電流 17.焊接基值電流 18.脈沖寬度 19.脈沖頻率 根據(jù)工件具體情況，分析熱輸入和負面影響哪個是主要矛盾？來決定參數(shù)的設置；沒有絕對的正確和錯誤，根據(jù)實際情

14、況，制定向有利的因素去發(fā)展。4. 氣保焊實施的關鍵點焊槍姿態(tài)焊槍目標角和行進角前進法特點：電弧推著溶池走，不直接作用在工件上，焊道平而寬，不容易觀察焊縫，氣體保護效果好，溶深小，飛濺較小。后退法特點：電弧躲著溶池走，直接作用在工件上，溶深大，飛濺較小，容易觀察焊道，焊道窄而高，氣體保護效果不太好。 20 0焊接方向前進法焊接方向后退法 20 0 CO2焊一般采用前進法焊接。4.氣保焊實施的關鍵點焊槍姿態(tài)焊槍目標位置 在現(xiàn)場實際調試時，由于工件圓度不夠，長短誤差等，給被焊部位帶來間隙，如上圖，在焊接時，非常容易出現(xiàn)燒穿和未熔合的現(xiàn)象，因此在焊接前需要調整焊槍的角度。存在間隙70原焊槍與切線垂直焊

15、槍與切線成70夾角。合格率提高加大下向焊的趨勢，調節(jié)焊槍的角度如圖，增加熔池流淌的作用，使其覆蓋的面積更大，且不易燒穿，氣體保護效果好，產品的合格率高。4.氣保焊實施的關鍵點焊絲牌號及直徑 焊接時所選擇的焊絲及其直徑是決定焊接質量的比較關鍵的因素。 一般地，焊絲的選擇是與所要焊接的母材的成分和力學性能所決定的， 建議焊接生產單位一定要向焊絲生產廠家咨詢焊絲的成分及焊絲的適用對象，以免造成焊接接頭的性能不能達到要求。 焊絲直徑在熔化極氣保焊中通常與所使用的焊接電流的大小相關，也與焊縫的形狀相關。 焊接電流對焊絲的送給速度有 較大的影響。焊機的最大送絲 速度通常在15mm/min，細徑焊 絲可使用

16、的最大電流有上限要 求。如果堅持使用大電流，熔 池中金屬不足，焊縫外觀比較 難看，由于熔融較深，導致焊 接裂紋發(fā)生。 焊絲直徑與適用電流間的關系焊絲種類焊絲直徑（mm）適用的電流范圍（A）實芯焊絲0.640-900.850-1200.960-1501.070-1801.280-3501.6300-500藥芯焊絲1.280-3501.6200-4504.氣保焊實施的關鍵點焊接電流和電壓 這兩個參數(shù)是焊接規(guī)范的主要參數(shù)，它們之間的匹配性直接影響著電弧的穩(wěn)定性，從而也就影響著焊接質量。 電弧熱能不僅熔化母材，還要熔化焊絲，還有熱能損耗。J=I2Rt I焊接電流；R電弧的電阻；t焊接持續(xù)的時間對焊接控

17、制的過程其實就是對熱量進行控制的過程，對熱量的控制就是對焊接電流的控制。焊接電壓與電弧長度相對應，電弧的長度的恒定確保了電弧的穩(wěn)定性。電弧的長度決定電弧的電阻。不難看出，焊接電壓越高，電弧熱量越高。在焊接電流一定的情況下，電壓越高，填充的金屬就越多，焊縫就顯得比較飽滿；但同時也可能會帶來過熱。焊接電流越高、焊接電壓越高、焊接速度越慢（焊接持續(xù)時間越長）焊接過程的熱輸入量就越高，如何使用這些參數(shù)，就必須首先了解所要焊接的對象。 4.氣保焊實施的關鍵點焊接電流和電壓一般來講： 300A時: 焊接電壓=(0.04倍焊接電流+202)V 舉例1： 選定焊接電流200A，則焊接電壓計算如下： 焊接電壓=

18、(0.04200+161.5)V=(241.5)V 舉例2： 選定焊接電流400A，則焊接電壓計算如下： 焊接電壓=(0.04400+202)V=(362)V555.35CO2焊接條件：I形對接4.氣保焊實施的關鍵點焊接電流和電壓的一元化在CO2/MAG焊接時，需要將焊接電流和電壓調節(jié)為合適的關系個別調整/一元化調整切換開關安裝在焊機的前面板上。尤其適合自動焊或初學者。4.氣保焊實施的關鍵點焊接電流和電壓啪嗒！啪嗒！母材電壓偏高時:弧長變長,飛濺顆粒變大, 易產生氣孔. 焊道變寬,熔深和余高變小.電壓偏低時:焊絲插向母材,飛濺增加,焊道變窄，熔深和余高大. 嘭！嘭！嘭！母材4.氣保焊實施的關鍵

19、點焊絲干伸長焊絲干伸長是指從焊槍導電嘴的前端到焊絲尖端的長度。適用的焊絲干伸長因焊絲直徑而異。 采用如下所示的電流進行焊接時， 815 mm 250A 1525mm 250A 5.焊接缺陷-飛濺焊接過程中，大部分焊絲熔化金屬可以過渡到熔池，有一部分焊絲熔化金屬（包含少量的熔池金屬）飛到熔池以外的地方，這種現(xiàn)象叫做焊接飛濺焊接飛濺造成焊接材料的損失，惡化了操作環(huán)境，增加了焊接清理工序，嚴重時對電弧穩(wěn)定性及焊接過程造成影響。5.焊接缺陷-飛濺的防治措施焊接材料方面：降低氣體的氧化性，焊絲材料中的C元素被氧化之后會生成CO氣體，不溶于液態(tài)金屬，形成氣泡，氣泡增大到一定程度，爆裂。采用混合氣體進行焊接

20、，降低電弧氣氛的氧化性工藝和規(guī)范方面：正確選擇焊接電流，匹配合適的電壓，盡可能避免排斥過渡。通常在小電流短路規(guī)范區(qū)域飛濺量小，在大電流細顆粒過渡時飛濺也較小，細絲中等規(guī)范區(qū)域飛濺較大。焊槍傾角不超過20，焊槍垂直時飛濺最小。限制焊絲干伸長。送絲速度均勻。5.焊接缺陷-氣孔氣孔是焊接生產中經常遇到的一種缺陷，它不僅消弱焊縫的有效工作斷面，同時也會帶來應力集中，顯著降低焊縫金屬的強度和韌性，對動載強度和疲勞強度更為不利。焊接生產中遇到氣孔問題是十分普遍的，幾乎從碳鋼到高合金鋼，有色金屬都有產生氣孔的可能。例如被焊金屬或焊絲表面有銹，油污或其他雜質，焊接工藝不夠穩(wěn)定（電弧電壓偏高，焊速過大或電流過小

21、等），以及焊接區(qū)域保護不良等都會不同程度的出現(xiàn)氣孔。造成氣孔的氣體主要有H2和CO5.焊接缺陷-氣孔的影響因素及防治措施鐵銹及水分的影響：在焊接生產中由于焊件或焊接材料的鐵銹、油污和水分等雜質焊接規(guī)范的影響：一般來講，均希望在正常的焊接規(guī)范下施焊，電流增大雖然能夠增長熔池存在的時間，有利于氣體的溢出，但使熔滴變細，比表面積增大，熔滴吸收的氣體較多，反而增大了氣孔傾向。焊接速度過快，往往由于增加了結晶速度，使氣體殘留在焊縫中而出現(xiàn)氣孔。電流種類和極性的影響：交流焊時較直流焊氣孔傾向大，直流反接較正接時氣孔傾向小。防治措施：焊前仔細清除焊件、焊絲上的污銹，特別是油質；焊接時規(guī)范要保持穩(wěn)定。5.成型缺陷-未焊透和未熔合單面焊接時，接頭根部未完全焊透的現(xiàn)象叫未焊透。單面焊、多層焊或雙面焊時，焊道與母材之間、焊道與焊道之間未能完全結合的部分稱