徐州焊接机器人

        1.焊接工艺的基本概念

        焊接工艺是根据产品的生产性质、图纸和技术要求，结合现有条件，运用现代焊接技术知识和先进的生产经验确定的产品加工方法和程序，是焊接工艺的一套技术规定。焊接工艺。 包括焊前准备、焊接材料、焊接设备、焊接方法、焊接顺序、焊接操作的最佳选择以及焊后处理等。焊接工艺的制定是焊接生产的关键环节。 其合理与否直接影响产品制造质量、劳动生产率和制造成本，是管理生产、设计焊接工装和焊接车间的主要依据。

        焊接结构船舶的生产流程如图所示。 焊接是整个过程的核心步骤。 焊前准备和焊后处理的每道工序都是为了获得满足焊接质量要求的产品。 质量检验贯穿于整个生产过程，控制和保证焊接生产质量。 各工序的具体内容根据产品的结构特点、复杂程度、技术要求、生产量等因素确定。

        2 焊接工艺发展概况

        焊接方法是焊接工艺的核心内容，其发展过程代表了焊接工艺的进步。 根据焊接工艺的特点，焊接分为熔焊、压焊和钎焊三大类。 每一类根据工艺特点又分为几种不同的方法。

目前，许多焊接新工艺逐渐应用于焊接生产中，大大提高了焊接生产率和焊接质量。 数控切割技术、埋弧自动焊、电渣焊、CO2气体保护焊、TIG焊等常用于重型机械、冶金矿山机械、工程机械、电站锅炉压力容器、石油化工、机车车辆、汽车和其他行业。 焊接方法有MIG焊、电阻焊、钎焊等，并拥有成套的焊接工艺设备。 特别是汽车生产线采用CO2气体保护焊、TIG焊、MIG焊等焊接机器人、电阻焊机器人和自动化生产线，大大提高了焊接质量和生产效率。 焊接机械化、自动化水平达到焊接总工作量的35%。 % 至 45%。

计算机控制系统在焊接生产过程中的应用在国外已较为普遍。 除了控制焊接工艺参数外，还可用于整条生产线和焊机的群控。 它还可以根据材料厚度自动选择和预设焊接工艺参数。 实现焊接过程的自适应控制、最优控制和智能控制。

智能焊接机器人，特别是具有自动路径规划、自动轨迹修正、自动熔深控制的机器人的研究与开发，将是近期和21世纪的重点方向。

采用电子束、激光、等离子等高能束进行焊接，可完成难熔合金和难焊材料的焊接。 焊接熔深大，热影响区小，焊接性能好，焊接变形小，精度高，具有较高的生产率。 将广泛应用于核、航空、航天、汽车等行业，推动焊接技术的进步。

采用复合热源焊接是焊接技术的又一发展趋势。 采用复合热源焊接不仅可以降低焊接成本，而且可以扩大可焊接的材料。 目前国外已采用激光加电弧的复合热源。 采用位于工件背面的等离子与TIG电弧复合热源，也有效增加了熔深，为大厚度工件的焊接开辟了新途径。

    Co2气体保护焊

一、二氧化碳气体保护焊的特点及分类

二氧化碳气体保护焊是采用二氧化碳作为保护气体，以工件与焊丝之间燃烧的电弧作为热源的焊接方法。 它被称为Co2焊接。 由于二氧化碳具有一定的氧化性，二氧化碳焊一般采用含有一定脱氧元素的专用二氧化碳焊丝。

    2、二氧化碳气体保护焊的特点及应用

(一)优点

焊接成本低：Co2气体保护焊丝和Co2焊丝价格便宜，焊接能耗低。

因此，二氧化碳气体保护焊的使用成本很低，仅为埋弧焊和手工电弧焊的30%～50%。

焊缝质量好：二氧化碳气体保护焊的防锈能力强，焊缝含氢量低，抗裂性能好。

生产效率高。 二氧化碳气体保护焊的电弧集中度和熔深能力

强度大，沉积速度快，因此生产效率高； 半自动二氧化碳焊的效率比手工电弧焊高1-2倍，自动二氧化碳焊的效率比手工电弧焊高2-5倍。

适用范围广，适合各种位置焊接，可用于薄板

焊接也可用于焊接厚板。

易于实现自动化。 二氧化碳焊为明弧焊，易于监测和控制。

而且焊后无需清理焊渣，有利于焊接过程的机械化和自动化。

(2)缺点

1）焊缝形状粗糙，飞溅大。

2）工作条件差。 二氧化碳焊的电弧光强度和紫外线强度分别是手工电弧焊的2-3倍和20-40倍。 而且作业环境中CO2含量较大，不利于工人的健康。

(3)二氧化碳焊的应用

目前，二氧化碳焊已广泛应用于机车车辆行业、汽车、摩托车、船舶、煤矿机械和锅炉制造，主要用于低碳钢和低合金钢的焊接。 此外还有补焊和电铆焊等。二氧化碳焊还用于耐磨件的堆焊和铸钢件的焊接。

三、二氧化碳焊接设备的组成及分类

(一)二氧化碳焊接设备的组成

二氧化碳焊接设备由弧焊电源、控制箱、送丝机构、焊枪和供气系统组成。 自动Co2焊接设备还配备行走小车或悬臂梁等，送丝机构和焊枪安装在小车或悬臂梁头上。 大电流CO2：焊接设备还配备了水冷却系统。

半自动二氧化碳焊机通常由电源、控制箱、送丝机构、焊枪等组成。电源和送丝机构分离的二氧化碳焊机称为分体焊机; 将电源和送丝机构安装在一个机箱内的焊机称为一体化焊机。

半自动二氧化碳设备一般采用细焊丝进行焊接。 由于灯丝焊接时电弧具有较强的自调节作用，因此通常选择具有平坦特性或减速特性的电源，配备恒速送丝机构。 这种匹配可以保证电弧长度在受到外界干扰时迅速恢复到原来的长度，保证了焊接规范参数的稳定性。 通过改变送丝速度可以调节电流，通过改变电源的外特性可以改变电压。 因此，很容易调整标准参数。

电源

粗丝二氧化碳焊接设备需要使用具有陡峭压差特性的电源。 采用弧压反馈调节，保持弧长稳定。 灯丝二氧化碳焊接设备要求使用具有减速特性或平坦特性的弧焊电源，并采用自调节来保持电弧长度的稳定性。 二氧化碳焊接设备仅使用直流电源，焊接时一般采用反极性连接。

控制箱

控制箱内设有焊接顺序控制电路。 其主要目的是控制焊丝自动送丝、提前运气、延时停气、引弧、电流通断、电流衰减、冷却水流通断等。对于自动焊机来说，也是有必要的。控制小车或其他行走机构的运动。

3）送丝机构及焊枪

二氧化碳焊接设备的送丝机构和焊枪与氩弧焊相同

4) 气路和水路

①气动系统

除了一般气体保护焊气体管路系统中必需的气瓶和减压阀外，

碳氧化物焊机的气体系统有时需要安装预热器和干燥器。

安装预热器是为了防止二氧化碳中的水分在钢瓶出口或减压阀内结冰而堵塞气路。 在焊接过程中，钢瓶内的液态二氧化碳不断汽化。 汽化过程中必须吸收大量的热量，而且钢瓶内的二氧化碳处于高压状态。 经过减压阀减压后，气体温度也会下降； 气体流量越大，温度下降越明显。 因此，当气体流量较大（大于10L/min）时，减压阀前必须安装加热器，以防止气体中的水分冻结。 通常采用电加热器，其结构比较简单。 只需要在通二氧化碳气体的铜管上套上一根包有绝缘瓷管的加热电阻丝即可。

在气体管道中安装干燥器以减少焊缝中的氢含量。 一般市售的二氧化碳气体都含有一定量的水分，因此需要在气体管路中安装干燥机，以去除水分并减少焊缝中的氢气量。 干燥机有两种类型：高压干燥机和低压干燥机。 高压干燥器安装在减压阀之前，低压干燥器安装在减压阀之后。 通常只需要高压干燥机。 如果对焊缝质量要求不高，也可以不加干燥机。

②水路系统

水系统供应冷却水，用于冷却焊枪和电缆。 通常水路中设有水压开关。 当水压过低或断水时，水压开关将断开控制系统的电源，导致焊机停止工作，保护焊枪免受损坏。

4、焊接材料的选择

二氧化碳气体保护焊的保护气体是二氧化碳，因此焊接材料的选择主要是指焊丝的选择。 焊丝可分为实芯焊丝和药芯焊丝。 表2.3.37给出了适用于二氧化碳气体保护焊的实芯焊丝和药芯焊丝的性能和用途。

5、焊前清理

二氧化碳气体保护焊采用二氧化碳作为保护气体。 电弧气氛比较氧化，因此对工件表面的铁锈、油污等污染物不是很敏感。 对于一些不重要的焊接件，不需要进行焊前清理。 焊前清洁请参见手工电弧焊和酸性焊条焊的清洁要求。

6、焊接工艺参数

CO2焊的焊接工艺参数主要有焊丝直径、焊丝干伸长率、焊接电流、电弧电压、焊接速度等。

焊丝直径影响熔深、焊丝熔化速度和熔滴过渡形式。 直径大于2mm的焊丝只能用于细颗粒过渡的焊接。 相同焊接电流下，焊丝直径超小，熔深越深，熔化速度越高。 焊接薄板一般采用细焊丝。 随着待焊板材厚度的增加，焊丝直径也应相应增加。

焊丝的干伸长也是一个重要参数。 干燥时间越长，阻热越大，预热效果越强。 当送丝速度不变时，焊接电流会减小，容易造成未焊透、未熔合等缺陷。 干伸越小，如果送丝速度不变，焊接电流就会增大，容易造成各位置焊接时铁水流失。 另一方面也会影响电弧的观察和焊工的操作。

焊接电流影响沉积速度和熔深。 随着电流的增加，沉积速度和穿透深度增加。 相反，沉积速度和穿透深度都会降低。 必须根据焊丝直径选择电流。 不同的焊丝直径有合适的电流范围。 在此范围内，焊接过程可以稳定地进行。 不同焊丝直径适合的焊接电流范围。

电弧电压的大小影响焊接过程的稳定性、焊丝金属熔滴的过渡形式、焊缝金属的氧化和飞溅等。随着电弧电压的增大，熔化宽度显着增大，熔深减小略有增加，但会增加焊缝金属的氧化和飞溅，降低焊缝的力学性能。 电压和电流必须适当匹配才能获得良好的工艺性能。 由于Co:气体保护焊的电弧停滞是上升特性，因此电弧电压随着焊接电流的减小而减小。

应根据焊接电流、焊接速度、焊丝伸出长度和喷嘴直径选择CO2气体流量。