焊接機(jī)器人
1、焊接工藝的基本概念
焊接工藝是根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)性質(zhì)、圖樣和技術(shù)要求，結(jié)合現(xiàn)有條件，運(yùn)用現(xiàn)代焊接技術(shù)知識(shí)和先進(jìn)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，確定出的產(chǎn)品加工方法和程序，是焊接過程中的一整套技術(shù)規(guī)定。包括焊前準(zhǔn)備、焊接材料、焊接設(shè)備、焊接方法、焊接順序、焊接操作的最佳選擇以及焊后處理等。制訂焊接工藝是焊接生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其合理與否直接影響產(chǎn)品制造質(zhì)量、勞動(dòng)生產(chǎn)率和制造成本，而且是管理生產(chǎn)、設(shè)計(jì)焊接工裝和焊接車間的主要依據(jù)。
焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的一船工藝過程如圖所示。焊接是整個(gè)過程中的核心丁序，焊前準(zhǔn)備和焊后處理的各個(gè)工序都是圍繞著獲得符合焊接質(zhì)量要求的產(chǎn)品而做的工作。質(zhì)量檢驗(yàn)貫穿于整個(gè)生產(chǎn)過程，以控制和保證焊接生產(chǎn)的質(zhì)量。每個(gè)工序的具體內(nèi)容，由產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、復(fù)雜程度、技術(shù)要求和生產(chǎn)量的大小等因素決定。
2 焊接工藝的發(fā)展概況
焊接方法是焊接工藝的核心內(nèi)容，其發(fā)展過程代表了焊接工藝的進(jìn)展情況。按照焊接過程的特點(diǎn)，焊接分為熔焊、壓焊和釬焊三大類，每一類根據(jù)工藝特點(diǎn)又分為若干不同方法。
目前許多新的焊接工藝正逐步用于焊接生產(chǎn)，極大地提高了焊接生產(chǎn)率和焊接質(zhì)量。在重型機(jī)械、冶金礦山機(jī)械、工程機(jī)械、電站鍋爐壓力容器、石油化工、機(jī)車車輛、汽車等行業(yè)中普遍采用了數(shù)控切割技術(shù)、埋弧自動(dòng)焊、電渣焊、CO2氣體保護(hù)焊、TIG焊、MIG焊、電阻焊和釬焊等焊接方法并具有成套的焊接工藝裝備。尤其是汽車生產(chǎn)線中采用了co2氣體保護(hù)焊、TIG焊、MIG焊等焊接機(jī)器人、電阻焊機(jī)器人和自動(dòng)生產(chǎn)線，大大提高了焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率，焊接機(jī)械化、自動(dòng)化水平己達(dá)到總焊接工作量的35％一45％。
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在焊接生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用、在國(guó)外已經(jīng)比較普遍，除用于焊接工藝參數(shù)的控制之外，還可用于整條生產(chǎn)線、焊機(jī)的群控。它還可以根據(jù)材料厚度自動(dòng)選擇并預(yù)置焊接工藝參數(shù)．對(duì)焊接過程實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制、最佳控制以及智能控制等。
研究開發(fā)具有智能的焊接機(jī)器人，特別是具有自動(dòng)路徑規(guī)劃，自動(dòng)校正軌跡，自動(dòng)控制熔深的機(jī)器人將是近期和21世紀(jì)的重點(diǎn)方向。
電子束、激光、等離子等高能束流用于焊接，可以完成難熔合金和難焊材料的焊接，焊接熔深大、熱影響區(qū)小、焊縫性能好、焊接變形小、精度高，并具有較高的生產(chǎn)率。必將在核、航空、航天、汽車等工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，推進(jìn)焊接工藝的進(jìn)步。
采用復(fù)合熱源焊接是焊接工藝的又一發(fā)展動(dòng)向。利用復(fù)合熱源焊接不僅可以降低焊接成本，而且可以擴(kuò)大焊接的材料。目前激光加電弧的復(fù)合熱源已在國(guó)外開始采用，采用等離子和位于工件背面的TIG電弧復(fù)合熱源也有效地增大了熔深，為大厚度工件的焊接開辟了新途徑。
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////////Co2氣體保護(hù)焊
1、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的特點(diǎn)及分類
二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是利用二氧化碳作保護(hù)氣體，以燃燒于工件與焊絲間的電弧作熱源種焊接方法，簡(jiǎn)稱Co2焊。由于二氧化碳具有一定的氧化性，因此，二氧化碳焊一般采一定脫氧元素的專用二氧化碳焊絲。
2、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的特點(diǎn)及應(yīng)用
(1)優(yōu)點(diǎn)
焊接成本低 Co2氣體及Co2焊焊絲價(jià)格便宜，焊接能耗
低，因此，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的使用成本很低，只有埋弧焊及手工電弧焊的30％一50％。
焊縫質(zhì)量好 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊抗銹能力強(qiáng)，焊縫含氫量低，抗裂性能好。
生產(chǎn)效率高 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的電弧集中，熔透能力
強(qiáng)，熔敷速度快，因此生產(chǎn)效率高；半自動(dòng)二氧化碳焊的效率比手工電弧焊高1—2倍，自動(dòng)二氧化碳焊比手工電弧焊高2—5倍。
適用范圍廣 適用于各種位置的焊接、而且既可用于薄板的
焊接又可用于厚板的焊接。
便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 二氧化碳焊是明弧焊，便于監(jiān)視及控制，
而且焊后無需清渣，有利于實(shí)現(xiàn)焊接過程機(jī)械化及自動(dòng)化。
(2)缺點(diǎn)
1)焊縫成形較粗糙，飛濺較大。
2)勞動(dòng)條件較差．二氧化碳焊弧光強(qiáng)度及紫外線強(qiáng)度分別為手工電弧焊的2—3倍和20一40倍，而且操作環(huán)境中co2的含量較大，對(duì)工人的健康不利。
(3)二氧化碳焊的應(yīng)用
目前，二氧化碳焊已廣泛用于機(jī)車車輛業(yè)，汽車、摩托車、船舶、煤礦機(jī)械及鍋爐制造，主要用于焊接低碳鋼及低合金鋼。此外補(bǔ)焊以及電鉚焊等方面。二氧化碳焊還用于耐磨零件的堆焊、鑄鋼件的焊接。
3、二氮化碳焊設(shè)備的組成及分類
(1)二氧化碳焊設(shè)備的組成
二氧化碳焊設(shè)備由弧焊電源、控制箱、送絲機(jī)構(gòu)、焊炬及供氣系統(tǒng)組成。自動(dòng)Co2焊設(shè)備還配有行走小車或懸管梁等，而送絲機(jī)構(gòu)及焊炬均安裝在小車上或懸臂梁的機(jī)頭上。大電流CO2：焊設(shè)備還配有水冷系統(tǒng)。
半自動(dòng)二氧化碳焊機(jī)通常由電源、控制盒、送絲機(jī)構(gòu)、焊炬等組成，電源與送絲機(jī)構(gòu)分離的二氧化碳焊機(jī)稱為分體式焊機(jī)；電源與送絲機(jī)構(gòu)安裝在一個(gè)機(jī)箱中的焊機(jī)稱為一體化焊機(jī)。
半自動(dòng)二氧化碳設(shè)備—般用細(xì)焊絲進(jìn)行焊接。由于細(xì)絲焊接時(shí)電弧具有很強(qiáng)的自調(diào)節(jié)作用，因此，通常選用平特性或緩降特性的電源，配等速送絲機(jī)構(gòu)。這種匹配可保證在受到外界干擾時(shí)，弧長(zhǎng)迅速恢復(fù)到原來的長(zhǎng)度，保證焊接規(guī)范參數(shù)的穩(wěn)定。通過改變送絲速度可調(diào)節(jié)電流，改變電源外特性可改變電壓，因此，規(guī)范參數(shù)的調(diào)節(jié)方便。
電源
粗絲二氧化碳焊設(shè)備要求使用陡降外特性的電源．采用弧壓反饋調(diào)節(jié)來保持弧長(zhǎng)的穩(wěn)定。細(xì)絲二氧化碳焊設(shè)備要求使用具有緩降外特性或平特性的弧焊電源，采用自調(diào)節(jié)作用來保持弧長(zhǎng)的穩(wěn)定。二氧化碳焊設(shè)備僅采用直流電源，焊接時(shí)一般采用反極性接法。
控制箱
控制箱中裝有焊接時(shí)序控制電路。其主要用途是控制焊絲的自動(dòng)送進(jìn)、提前運(yùn)氣、滯后停氣、引弧、電流通斷、電流衰減、冷卻水流的通斷等。對(duì)于自動(dòng)焊機(jī)，還要控制小車或其他行走機(jī)構(gòu)的行走。
3)送絲機(jī)構(gòu)及焊炬
二氧化碳焊設(shè)備的送絲機(jī)構(gòu)和焊炬與熔化極氬弧焊相同
4)氣路和水路
①氣路系統(tǒng)
除了一般氣體保護(hù)焊氣路系統(tǒng)中必須有的氣瓶、減壓閥
氧化碳焊機(jī)的氣路系統(tǒng)有時(shí)還需安裝預(yù)熱器及干燥器。
安裝預(yù)熱器是為了防止二氧化碳中的水分在鋼瓶出氣口處或減壓閥中結(jié)冰而堵塞氣路。焊接過程中鋼瓶?jī)?nèi)的液態(tài)二氧化碳不斷氣化，氣化過程中要吸收大量的熱，而且鋼瓶中的二氧化碳是高壓的，經(jīng)過減壓閥減壓后，也會(huì)使氣體溫度下降；氣體流量越大，溫度下降越明顯。因此，氣體流量較大時(shí)(大于10L／min)，在減壓閥之前必須安裝加熱器，以防止氣體中的水分結(jié)冰。通常采用電熱式加熱器，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，只需將套有絕緣瓷管的加熱電阻絲套在通二氧化碳?xì)怏w的紫銅管上即可。
氣路中安裝干燥器是為了減少焊縫中的含氫量。一般市售的二氧化碳?xì)怏w中含有一定量的水分，因此需在氣路中安裝干燥器，以去除水分，減少焊縫中的合氫量。干燥器有兩種：高壓干燥器和低壓干燥器。高壓干燥器安裝在減壓閥前，低壓干燥器安裝在減壓閥之后。一般情況下，只需安裝高壓干燥器。如果對(duì)焊縫質(zhì)量的要求不高，也可不加干燥器。
②水路系統(tǒng)
水路系統(tǒng)通以冷卻水，用于冷卻焊炬及電纜。通常水路中設(shè)有水壓開關(guān)，當(dāng)水壓太低或斷水時(shí)，水壓開關(guān)將斷開控制系統(tǒng)電源，使焊機(jī)停止工作，保護(hù)焊炬不被損壞。
4、焊接材料選擇
二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的保護(hù)氣體是二氧化碳，因此焊接材料的選擇主要指焊絲的選擇。焊絲可分為實(shí)芯焊絲和藥芯焊絲。表2．3．37給出了適合于二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的實(shí)芯和藥芯焊絲的性能及用途。
5、焊前清理
二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊采用二氧化碳作為保護(hù)氣體，電弧氣氛的氧化性比較強(qiáng)，因此對(duì)于工件表面的銹、油污等污物不太敏感，對(duì)于一些不重要的焊件，可不進(jìn)行焊前清理。焊前清理可參照手工電弧焊酸性焊條焊接時(shí)的清理要求。
6、焊接工藝參數(shù)
CO 2焊的焊接工藝參數(shù)主要有焊絲直徑、焊絲干伸長(zhǎng)、焊接電流、電弧電壓、焊接速度等。
焊絲直徑影響熔深、焊絲熔化速度及熔滴過渡形式。直徑大于2mm的焊絲只能用于細(xì)顆粒過渡的焊接。焊接電流相同的情況下，焊絲直徑超小，熔深越大，熔化速度越高。一般地，細(xì)絲用于焊接薄板，隨著被焊板材厚度的增加，焊絲直徑也應(yīng)該相應(yīng)增加。
焊絲干伸長(zhǎng)度也是一個(gè)重要的參數(shù)。干伸長(zhǎng)度越長(zhǎng)，其電阻熱越大，預(yù)熱作用越強(qiáng)，送絲速度不變時(shí)，將降低焊接電流，容易引起未焊透和未熔合等缺陷。干伸長(zhǎng)度越小，若送絲速度不變時(shí)，將提高焊接電流，容易在全位置焊時(shí)引起鐵水的流失，另一方面也影響觀察電弧，影響焊工操作。
焊接電流影響熔敷速度及熔深．電流增加，熔敷速度和熔深都要增加。反之，熔敷速度和熔深都要減小。選擇電流時(shí)必須根據(jù)焊絲直徑，不同的焊絲直徑都有一個(gè)合適的電流區(qū)間，在這一區(qū)間，焊接過程才能穩(wěn)定進(jìn)行。不同焊絲直徑適合的焊接電流區(qū)間。
電弧電壓的大小影響焊接過程的穩(wěn)定性、焊絲金屬熔滴過渡形式、焊縫金屬的氧化和飛濺等。電弧電壓增加，熔寬明顯增加，熔深略有減少，但增加焊縫金屬的氧化和飛濺、降低焊縫的力學(xué)性能。電壓和電流必須適當(dāng)配合，才能獲得良好的工藝性能。由于co：氣體保護(hù)焊的電弧靜持性是上升特性，所以電弧電壓隨焊接電流的減小而降低。
CO2氣體流量的大小，應(yīng)根據(jù)焊接電流、焊接速度、焊絲伸出長(zhǎng)度、噴嘴直徑來選擇。
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