專利名稱：大尺寸對接連接型材的焊接及壓卡工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動焊接工藝，特別是涉及一種大尺寸對接 連接型材的焊接及壓卡工藝。
技術(shù)背景利用焊接機(jī)器人焊接大尺寸鋁型材技術(shù)已成為軌道客車車體 大部件焊接所用的一項常用技術(shù)。國外采用雙臂焊槍機(jī)器人焊接， 同時焊接兩道焊縫，可以保證焊縫焊接的同步性和焊后變形的對 稱性，使工件焊后變形控制得比較均勻，同時焊接效率較高。但 是，雙臂焊槍焊接要求焊接過程中焊工必須同時跟蹤兩個焊接電弧，這對焊工的實際操作增加了困難，必須增加焊工；同時保證 兩臺焊機(jī)均能正常工作，而且針對每道待焊焊縫需分別調(diào)整參數(shù)； 而且，每一臂焊槍的焊接出現(xiàn)問題，雙臂都必須停止焊接，這對 設(shè)備本身也提出了一定的要求。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用單臂 機(jī)器人控制焊接，能夠較好地控制大尺寸工件焊后變形，減少調(diào) 修工作量的大尺寸對接連接型材的焊接及壓卡工藝。實現(xiàn)上述發(fā)明目的采用以下技術(shù)方案 一種大尺寸對接連接 型材的焊接及壓卡工藝，包括長夾具，工裝和墊塊，利用單臂焊 接機(jī)器人悍接，其工藝為(1) 在裝有長夾具的工裝上整體裝配大尺寸對接型材，對接 坡口處在點固前預(yù)留約0.5mm間隙；(2) 點固坡口，點固段長度為60 70mm，點固間距0.5 lm;(3) 使用長夾具壓卡待焊坡口兩側(cè)；(4 )工件正面待焊焊縫采用從中間逐漸向兩邊焊接的焊接順序；(5) 每道焊縫完成焊接后，使工件在室溫下徹底冷卻，冷卻 完畢后再松卡長夾具，繼續(xù)焊接下一道焊縫；(6) 待正面所有焊縫完成焊接后，松卡長夾具，將工件翻轉(zhuǎn) 后放置于反裝工裝上，焊接前在工裝的墊塊上添加不同厚度的金 屬墊片，為工件反面焊縫的焊接預(yù)置反變形量，反變形量從中間 焊縫向兩邊焊縫逐漸減?。?7) 工件反面焊縫釆用從兩邊向中間焊接的焊接順序，隨著 逐漸向中間焊縫焊接，型材變形向上翹起，用長夾具將工件壓卡 到墊塊上，控制中間焊縫的變形；(8)所有焊縫的焊接方向一致，以保證焊件兩端變形的均勻。采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明用單臂機(jī)器人 焊接減少了焊接過程中對焊接設(shè)備和操作者造成的壓力，實現(xiàn)焊 接的簡便化和輕量化。而且，對于已經(jīng)引進(jìn)單臂焊接機(jī)器人的企 業(yè)，在不改裝原有設(shè)備的情況下，制定合理的焊接及壓卡工藝， 也能夠?qū)伪酆附訖C(jī)器人應(yīng)用于大尺寸型材焊接的生產(chǎn)。可以較 好地控制大尺寸工件焊后的變形，減少調(diào)修工作量；可以使單臂 焊接機(jī)器人焊接大尺寸對接連接型材對稱焊縫處的變形均勻；使 自動焊接大尺寸型材操作更加簡便易行。


圖1為本發(fā)明的焊接順序示意圖。 圖2為本發(fā)明工件正面組裝示意圖。圖3是本發(fā)明工件反面焊縫焊接前預(yù)置反變形量組裝示意圖。 圖4為本發(fā)明工件中間焊縫工件壓卡的側(cè)視圖。 圖5是圖4的俯視圖。圖6為本發(fā)明工件次外側(cè)焊縫工件壓卡的側(cè)視圖。圖7是圖6的俯視圖。圖8為本發(fā)明工件最外側(cè)焊縫壓卡示意圖。圖9是圖8的俯視圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做詳細(xì)的描述。 本發(fā)明利用德國Cloos公司生產(chǎn)的QUINT0型單臂焊接機(jī)器 人自動焊接大尺寸對接連接型材，其工藝如下(1) 在裝有長夾具12的工裝上整體裝配大尺寸對接型材，對 接坡口處在點固前預(yù)留約0.5mm間隙，以防止焊接時，坡口處產(chǎn) 生較大的錯邊。(2) 點固坡口，點固段長度為60 70mm，點固間距0.5 lm。(3) 使用長夾具12壓卡待焊坡口兩側(cè)，長夾具12要距離坡 口盡可能近，同時要保證焊槍能夠自由通過而不被長夾具阻擋。(4) 工件14正面待焊焊縫采用從中間逐漸向兩邊焊接的焊接 順序，這種焊接順序可以保證焊接應(yīng)力逐漸向工件14外側(cè)釋放， 而不殘留在工件14中。(5) 每道焊縫完成焊接后，需使工件14在室溫下自然徹底冷 卻，再松卡長夾具12,繼續(xù)焊接下一道焊縫；(6) 待正面所有焊縫完成焊接后，松卡長夾具12，將工件翻 轉(zhuǎn)后放置于反裝工裝上，焊接前在工裝的墊塊16上添加不同厚度 的金屬墊片為工件14反面焊縫的焊接預(yù)置反變形量，反變形量從 中間焊縫向兩邊焊縫逐漸減小。(7) 工件14反面焊縫采用從兩邊向中間焊接的焊接順序，使 外側(cè)的焊縫先發(fā)生較小的變形，使長夾具12可以將工件14壓卡 至下面的墊塊16上，以控制此道焊縫的變形。隨著逐漸向中間焊 縫焊接，變形積累到中間焊縫處，使型材變形向上翹起，由于中 間型材處施加了較大的反變形量，墊塊16最高，可以使長夾具12 將工件14壓卡到墊塊16上，較好地控制中間焊縫的變形。(8) 所有焊縫的焊接方向應(yīng)一致，以保證焊件兩端變形的均勻。實施例1，參見附圖1,圖1中的數(shù)字表示每道焊縫焊接的先 后順序，圖中第1 5號焊縫在正面(第一面)焊接，第6 10號焊縫需將工件翻轉(zhuǎn)使背面(第二面)朝上，再進(jìn)行焊接。焊接前， 先將單臂焊接機(jī)器人的焊槍調(diào)整至焊縫起始端處，設(shè)置一定的焊槍角度和高度， 一般將焊槍角度調(diào)整到與工件14表面的夾角為 78 82度，以保證工件14坡口處焊接熔合良好；然后，調(diào)用相 應(yīng)的程序，確定焊接的路徑以及焊接電流、焊接電壓、送絲速率、 脈沖頻率等焊接參數(shù)；程序調(diào)用后，焊槍起弧并開始沿設(shè)定的路徑移動，即開始焊接操作；在焊接過程中，根據(jù)焊接電弧的狀態(tài) 及時調(diào)整相應(yīng)的焊接參數(shù)，以保證焊接質(zhì)量。依照附圖1中的大 部件型材正面的焊縫順序1、 2、 3、 4、 5依次焊接。其操作過程 是用焊槍先焊焊縫的一端，再焊另一端，待焊槍焊至焊縫另一 端處時，焊槍熄弧，停止焊接過程，然后按照焊接順序繼續(xù)焊接 下一道焊縫。所有焊縫的焊接方向應(yīng)保持一致。單臂焊接機(jī)器人 的所有操作均通過手握的示校器(控制面板)完成。實施例2，工件14首先正裝裝配，參見圖2，圖3，在裝有長 夾具12的工裝15上整體裝配大尺寸對接型材，對接坡口處在點 固前預(yù)留0.5mm的間隙。然后用手工焊機(jī)點固坡口，點固長度65 mm，點固間距l(xiāng)m。工件14組裝時，以定位端11為基準(zhǔn)，依次在 工裝15上組裝工件14的六塊型材。將工件14所有型材組對完成 后，用螺絲頂緊裝置13將工件14沿定位端11的方向頂緊，然后 用長夾具12壓卡待焊坡口焊縫兩側(cè)，工件14正面焊縫采用從中 間1逐漸向兩邊2、 3、 4、 5焊接的焊接順序。待正面所有焊縫完 成焊接后，松卡長夾具12,翻轉(zhuǎn)工件14使第二面朝上，置于反裝 工裝15上，如圖3。圖中長夾具12、工件14、墊塊16、預(yù)置反 變形量所用鋁板17、水平基準(zhǔn)面18。由于工件14的第一面已經(jīng) 焊接連接成為一個整體，所以第二面可不加定位和頂緊裝置。第 一面焊接完成后，工件整體呈一開口向上的拋物線狀("U"字形); 翻轉(zhuǎn)后，中間焊縫l處向上凸出，所以中間焊縫1預(yù)置的反變形 量最大，所加鋁板17最厚，兩側(cè)焊縫2、 3、 4、 5依次向外減少， 對稱焊縫預(yù)置的反變形量相同。具體的反變形量值依具體的焊接 條件、工裝壓卡條件、型材本身等因素，根據(jù)工藝試驗進(jìn)行確定，如從中間到兩側(cè)的反變形量可預(yù)置為0-2mm-6mm-8mm-6mm-2腿-0。 每道焊縫完成焊接后，需使工件14在室溫下自然徹底冷卻，再松 卡長夾具12，繼續(xù)焊接下一道焊縫。如圖1，圖3，工件反面焊縫 6-10采用從兩邊向中間依次焊接的焊接順序。其焊接順序是6、 7、 8、 9、 10，即先焊工件反面焊縫采用從兩邊向中間焊接的焊接順 序，使外側(cè)的焊縫6、 7先發(fā)生較小的變形，使長夾具12可以將 工件14壓卡至下面的墊塊16上，以控制此道焊縫的變形。隨著 逐漸向中間焊縫10焊接，變形積累到中間焊縫10處，使型材變 形向上翹起，由于中間型材處施加了較大的反變形量，墊塊16最 高，可以使長夾具12將工件14壓卡到墊塊16上，較好地控制中 間焊縫10的變形。為了保證焊件兩端變形的均勻所有焊縫的焊接 方向要一致。實施例3，圖4，圖5是工件14中間位置焊縫長夾具12壓卡 方式的實施例，圖6、圖7是工件14次外側(cè)位置焊縫的長夾具12 壓卡方式實施例，圖7、圖9是工件14最外側(cè)位置焊縫的長夾具 12壓卡方式實施例。其中圖4、圖6、圖8為工件14壓卡的側(cè)視 圖，圖5、圖7和圖9為工件14壓卡的俯視圖；圖5、圖7和圖9 中方框內(nèi)的標(biāo)號為焊縫的焊接順序標(biāo)號，其中黑色方框中的數(shù)字 表示當(dāng)前待焊焊縫順序號。焊接每道焊縫前，應(yīng)按照圖示將所有 長夾具12壓卡在工件14的對應(yīng)位置，使長夾具12距離坡口盡可 能近，同時要保證焊槍能夠在兩組長夾具12之間自由通過而不被 長夾具12阻擋；在焊接過程中，不能松卡移動長夾具12，應(yīng)保證 長夾具12在工件14上作用的位置和壓卡力不變；每道焊縫焊完 后，必須待工件14在室溫下徹底自然冷卻后才能松卡長夾具12， 以達(dá)到控制工件14焊接變形的目的，然后按照圖示位置壓卡下一 道待焊焊縫兩側(cè)。本發(fā)明利用單臂焊接機(jī)器人，焊接工件長度在6m以上的大尺 寸鋁型材，型材連接處均為對接焊縫。采用這種焊接及壓卡工藝 焊接大尺寸對接型材，焊后最大變形僅能達(dá)到4mm，對稱焊縫變形 量最大只差2mm。保證了較小的焊后變形量和較好的變形對稱性。
權(quán)利要求
1、一種大尺寸對接連接型材的焊接及壓卡工藝，包括長夾具，工裝和墊塊，其特征在于利用單臂焊接機(jī)器人焊接，其工藝為(1)在裝有長夾具的工裝上整體裝配大尺寸對接型材，對接坡口處在點固前預(yù)留0.5mm的間隙；(2)點固坡口，點固段長度為60～70mm，點固間距0.5～1m；(3)用長夾具壓卡待焊坡口兩側(cè)；(4)工件正面待焊焊縫采用從中間向兩邊焊接的焊接順序；(5)每道焊縫完成焊接后，工件要在室溫下徹底自然冷卻，冷卻完畢后再松卡長夾具，繼續(xù)焊接下一道焊縫；(6)待正面所有焊縫完成焊接后，松卡長夾具，將工件翻轉(zhuǎn)后放置于反裝工裝上，焊接前在工裝的墊塊上添加不同厚度的金屬墊片，為工件反面焊縫的焊接預(yù)置反變形量，反變形量從中間焊縫向兩邊焊縫逐漸減??；(7)工件反面焊縫采用從兩邊向中間焊接的焊接順序，隨著逐漸向中間焊縫焊接，型材變形向上翹起，用長夾具將工件壓卡到墊塊上，控制中間焊縫的變形；(8)所有焊縫的焊接方向一致，以保證焊件兩端變形的均勻。
全文摘要
一種自動焊接工藝，特別是大尺寸對接連接型材的焊接及壓卡工藝，它利用單臂焊接機(jī)器人進(jìn)行焊接，在裝有長夾具的工裝上整體裝配大尺寸對接型材，對接坡口處在點固前預(yù)留間隙；用長夾具壓卡待焊坡口兩側(cè)；工件正面焊縫從中間向兩邊焊接；焊完每道焊縫后，工件要在室溫下冷卻后再松卡長夾具，繼續(xù)焊接下一道焊縫；正面所有焊縫焊完后，松卡長夾具，工件翻轉(zhuǎn)后放在反裝工裝上，焊接前在工裝的墊塊上添加金屬墊片，工件反面焊縫采用從兩邊向中間焊接的順序，用長夾具將工件壓卡到墊塊上，控制中間焊縫的變形；所有焊縫的焊接方向一致。本發(fā)明較好地控制了大尺寸工件焊后的變形，減少了調(diào)修工作量；使自動焊接大尺寸型材操作簡便易行。
文檔編號B23K9/02GK101239412SQ20081008502
公開日2008年8月13日 申請日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日
發(fā)明者徐海濤, 王秀義, 胡文浩 申請人:唐山軌道客車有限責(zé)任公司