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单丝主动焊接手艺运用研讨

浏览次数[] 公布工夫:2013/9/2 9:24:46

 

【择要】针对某产品结构特性设想和制造焊接工装,制定单丝焊接工艺,并接纳单丝焊接工艺对该产物停止焊接,进一步探索其焊接工艺特性,把握焊接历程中对焊缝成形的影响,经由过程在线编程优化单丝焊接工艺参数,构成规范性指点文献。
0 弁言
    -9927.com单丝主动焊接是远几年生长起来的先辈焊接手艺[1],它除具有半自动单丝焊接特性中,借具有能量集中、熔敷效力高档焊接特性。其主、副丝由零丁的一般焊接电源供应焊接电流,自力可调,可实现焊接工艺参数的最好优化设置,两丝之间始终保持肯定的间距和肯定的焊接角度,有效地掌握了单弧之间的电磁滋扰,具有优越的静、动特性,两零丁电源靠焊接软件配合和谐感化,给主、副丝供电。同时融化主、副丝,并背焊缝中过渡金属,构成一个稳固的熔池,优越天包管了焊接讨论的强度。它不只能接纳通例的融化极焊接电源实现焊接,并且装备本钱低落,使焊接热量高度集中,熔敷速度快,焊接效力下,焊后变形小,劳动强度低,有效地改进了焊缝组织性能,特别关于下导热质料的焊接,能量集中的结果更加凸起。447厂于2004年从奥地利引进机器人单丝焊接设备,经由一年多对试板停止单丝焊接工艺实验、焊接工装设计取制造、在线编程的优化设想、对产物的试制焊接及焊后焊缝质量的无损检测等一系列事情,已构成单丝焊接整个过程保证体系,确保了每一个历程焊接参数实在牢靠。现双丝焊接工艺已正在447厂胜利天应用于产物焊接的批消费中,与得了明显结果,得到了用户的高度评价。
1 焊接工作站重要手艺数据和单丝焊接设备及工艺特性
1.1 焊接工作站重要手艺数据
   机器手臂6个轴,立柱3个轴,扭转变位机2个轴,正在焊接时,那11个轴可同步停止和谐事情,包管机械手可以或许到达种种位置,并实现最好位置的焊接。机器手臂少1.6 m,立柱正在空中路程为16 m,立柱上装备3 m少的悬臂,其悬臂的起落间隔为3.5 m,扭转变位机面板扭转半径为2.5 m,径向工作范围为4.6 m,反复定位精度为(±0.1)mm,回转定位精度为0.02°,事情环境温度正在5~45℃。
1.2 单丝焊接设备
    -新葡京1495本课题重要接纳了fronius公司Tps5000多功能数字化焊机,兼有陡降/缓降输出中特性,焊接电流正在3~500 A,焊接电压正在10~40 V,其双丝焊体系由两台焊机、两台送丝机及一把焊枪等构成,可取自动化专机或焊接机器人配套运用。两个送丝机均接纳推拉式送丝,并经由过程两根送丝管离别将两根焊丝同时送进焊枪中两个自力的导电嘴,确保焊接历程收丝通行,且焊丝正在单电弧中被融化,构成一个熔池。图1为双丝焊体系的构造。
    两台焊机经由过程特别的装配停止通信,包管两个电弧之间互不滋扰,两根焊丝可采用差别脉冲频次组合的脉冲电弧停止焊接。犹如频次同相位的,相位差为180°,差别频次恣意相位的,见图2。
1.3 单丝焊接的工艺特性
1)下机能数字化脉冲焊机[2],100%暂载率时的焊接电流360 A。
2)6英寸LCD显现,可停止在线和离线编程,衔接PC机、打印机。
3)每根焊丝的范例参数凭据不同质材和厚度可零丁设定。
4)每根焊丝的收丝速度可正在0.5~22 m/min范围内调治。
5)大大地进步熔敷效力和焊接速度。
6)正在熔敷效力增添时,连结较低的热输入,焊接变形小。
7)接纳硬弧电弧更稳固,接纳硬弧电弧熔滴过渡受控、飞溅小,焊缝成形雅观。
2 产品结构特性及手艺要求
2.1 产品结构特性
     该产物的材质属于Ai-Zn-Mg系超硬铝合金,基材σb≥410 MPa,δ10≥7%。它由δ18、δ40、δ60的差别厚度铝合金板拼焊成多面体框架结构,侧板取底板、侧板取侧板之间接纳未焊透嵌入式讨论型式,顶板取侧板之间接纳V型对接讨论型式,顶板取顶板之间接纳X型对接讨论型式,见图3。
2.2 手艺要求
1)焊接讨论的抗拉强度σb≥240 MPa。2)前侧板取底板正在焊接后包管43°30′±15′。3)顶板取顶板焊接后包管下凸≤2 mm,底板上翘≤5 mm。4)焊缝经无损检测,悉数相符Q/PD 635—2004企业尺度的要求。
3 产物主动焊接手艺难点正在机器人对该产物一切焊缝的跟踪历程中,它重要靠打仗传感器、电弧跟踪传感器和激光跟踪传感器对焊缝停止觅位和主动跟踪,且要求反复定位精度不超过3 mm,超越此局限编程便有可能失真,借需从新在线编程,因而,必需严格控制产物零件的加工精度,设想出切实可行的装配、焊接工装去确保精度要求。经由过程剖析,实现该产物机器人主动焊接需处理的关键技术难点是机器人对该产物一切焊缝的正确跟踪;该产物装配、焊接工装的设想和制造和包管正在焊接变位机上反复定位精度;该产物焊接工艺确实定。
4 焊接工装的设想取制造
4.1 装配、焊接工装的设想
1)设想装配、焊接工装的目标:包管产物装配定位精度,包管正在焊接历程中能顺遂实现产物的一连焊接和防备变形,有用掌握产物的多少尺寸。
2)装配、焊接工装的设想原则:凭据产品结构和多少尺寸精度要求去设想出公道的装配、焊接工装。正在设想装配、焊接工装时,重要以产物底板定位,借助于产物各侧板的角度和顶部变形下凹不高于2 mm等要求去停止设想。它分上、下两环,两环之间用槽钢经由过程焊接停止衔接,其最大直径1 828 mm,高度300 mm。正在上、下环上,根据产物侧板差别角度(43°30′±15′,80°,60°,90°)设想了可挪动并带有差别角度的公用顶板,以包管各侧板的角度;同时包管所设想的工装应具有重量沉、强度下、精度下、天真定位和便于拆卸和焊枪的可达性等功用,包管产物反复定位精度不超过3 mm。
3)装配、焊接工装设计时质料的挑选:产物由7A52铝合金材质组焊而成,因而,正在流动产物位置时,应只管接纳软材料和接里较大的压块,已防备产物外面发生压痕。
4.2 装配、焊接工装的制造
    凭据已审定的装配、焊接工装图纸对装配、焊接工装停止了建造,并经由过程试装对其停止了部分修整和打磨,及格后停止了外面涂漆。
5产物单丝焊接工艺
1)焊接设备及要领的挑选:焊接设备挑选froni?usTPS 5000型脉冲融化极焊机。接纳单丝(或单丝)融化极惰性气体珍爱直流反接的焊接要领。
2)焊接质料的挑选:母材材质为7A52,焊接质料挑选E5356 1.2和1.6两种规格的焊丝,氩气纯度为99.99%。
3)预热体式格局的挑选:单丝焊接时接纳焊前预热,预热体式格局可采用履带式电加热,预热温度正在60~90℃,单丝焊接时焊前不预热。
4)焊接环境温度:焊接环境温度≥10℃。
5)产物装配和预焊:正在产物焊接前,离坡口两侧30 mm范围内运用丙酮和机器要领清算油污及氧化膜,并应用制造好的装配工装停止装配和预焊。预焊时接纳半自动融化极气体珍爱焊停止焊接,其预焊焊缝长度50~80 mm,较少焊缝定位焊的间距正在200~300 mm局限较为适宜,预焊时的焊接范例取正式焊接时同等。正在正式焊接时,应用焊接工装把产物流动正在焊接变位机上,找正并磨练装配尺寸及格前方可焊接。
6)产物焊接递次的挑选:单丝焊枪比单丝焊枪体积大,凭据产品结构,为了包管焊枪的姿势和可达性和实现一连焊接,肯定先接纳双丝焊完成产物内部焊缝打底层的焊接,然后用单丝焊(接纳部分预热)完成产物内部一切焊缝的焊接,最初接纳双丝焊完成产物内部一切焊缝的焊接。
7)产物焊接工艺参数:经由过程对试件停止屡次反复实验,并对磨练效果停止卖力仔细的议论和剖析,把优化后的焊接工艺参数肯定为该产物的焊接工艺参数,详见表1。
6产品检验效果
1)焊接讨论的抗拉强度均到达了母材强度的60%以上,δ10≥7%,相符工场Q/PD 635—2004划定的尺度[3,4]。
2)经无损检测,焊缝中仍存在微量的气孔和夹渣。
3)经由过程对产物焊接后的外形尺寸停止磨练,单丝主动焊接比半自动焊接削减一半变形。
7 效果剖析
    -澳门新葡京注册收58接纳单丝主动焊接,其最大的特性是熔敷速度快,焊接效力下。正在焊接历程中,副丝对主丝所构成的熔池具有猛烈的搅拌感化,有利于气孔和夹渣的排挤,有效地抑止了焊接缺点的发生,正在冷却后焊缝中的气孔和夹渣显着比半自动单丝焊削减;经由过程对试板焊接后力学性能磨练,单丝的焊接讨论抗拉强度均匀250~270 MPa之间,有的高达280 MPa,均到达了母材强度的60%以上;而单丝的焊接讨论抗拉强度固然也到达了母材强度的60%以上,但其抗拉强度均匀240~260 MPa之间,显着比双丝低一个层次;因为Ai-Zn-Mg系属于超硬铝合金,正在焊接历程中,因为Zn挥发和Mg的熄灭,以致焊接后的焊缝中Zn、Mg含量明显下落,而Zn是铝合金的强化元素,因此致使焊接讨论的抗拉强度比基材低;同时,Ai-Zn-Mg系超硬铝合金具有较低的熔点,导热性好,冷却速度快,对焊前坡口外面的油污、水份很敏感,若坡口外面清算不良,气体不纯,珍爱结果欠安,运丝要领欠妥,加上冷却速度极快,致使发生了微量的气孔、夹渣;而单丝主动焊接因为具有热量高度集中,熔敷速度快,焊接效力高档诸多长处,以是焊接后的变形要比单丝小很多。8 结论
1)经由过程接纳上述焊接工艺要领对该产物停止机器人主动焊接,并按企标Q/P D 635—2004的有关内容对焊接后的产物焊缝停止了表面磨练和X射线无损检测。焊缝表面成形雅观,并对产物对接焊缝停止X射线无损检测,均相符企标Q/PD 635—2004的要求,焊接变形也掌握正在该产物图纸划定的范围内。
2)单丝主动焊接取半自动焊接比具有焊缝成形雅观、变形小、质量稳固和焊工劳动强度低落等长处,且该产品结构90%以上的焊缝实现了机器人主动焊接,消费效力明显进步,更顺应产物的批消费。
3)纯熟把握在线和离线编程,充分发挥支撑软件的特别功用,定能实用差别构造的产物焊接,包管产品质量,对推行和运用先辈的工艺技术起到主动的感化。