PDF《种新型焊枪摆 动与焊接角 度调节装置》

科技创新与应用 I

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1 4 年第l 期科技创新一种新型焊枪摆动与焊接角度调节装置 张秋雨张开明梁熠天刘俊(上海电机 学院 机械 学院 , 上海

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4 5 ) 摘要: 本项 目研制 了带有焊枪摆动和焊枪 角度调 节机构的 自动焊接装置 , 能够 实现 多种摆 动控 制,结构 紧凑、 操作 灵活 方便 .

通过触摸屏调节摆动参数 , 实现焊接工艺参数的调试 , 使得焊缝 满足工艺要求. 关键 词:焊接 ;

焊枪 摆动;

自动 化 1引言 本课题针对 兀型超超临界锅炉受热面管系中活动连接件 的焊接 技术 , 研究探讨采用龙门式气体保护机械焊的可行性 . 为了控制焊缝的 宽度 , 获得高质量的焊接和焊缝成形 , 本项 目以自动焊接系统子课题 : 焊枪摆动和焊枪角度调节机构为研究对象 ,设计能够实现多种摆动控 制、 结构紧凑 、 操作灵活方便的机 电一体化系统 , 通过触摸屏调节摆动 参数, 实现焊接工艺参数的调试 , 使得焊缝满足工艺要求. 2焊枪摆动与焊接角度调节装置 采用 自动化焊接要求装置配备送丝盘机构, 实现自动送丝, 焊丝的 型号及送丝的速度决定了焊缝的宽度,通过调节送丝的速度实现焊缝 宽度的调节的范围有限 , 所 以简单 的直线焊接无法满足不同焊接工件 的焊接1 二 艺要求.为了实现 自 动焊接设备的自动化焊接并提高 自动化 焊接程度 , 实现更宽范围的焊缝宽度控制 , 提高焊接效率 , 改善焊缝表 面,多道焊不同焊层的焊接质量, 尽可能降低焊接缺陷 , 使得 自动焊设 备能适应不同工件厚度及工艺要求 ,必须设计焊枪摆动与焊枪角度调 节装置 , 这是本项目研究的主要内容.

2 . I自 动焊焊缝成形工艺实现原理 焊枪摆动 自动控制是实现横缝 自动焊焊缝成形的关键 ,铁水的流 动和分布可以通过焊枪摆动方式控制来实现 , 并进而控制焊缝的形状. 摆动参数见图 I .结合焊接工艺, 设置

5 个焊枪摆动参数: 摆幅― 控制焊 缝的宽度 ;

摆动中心

0 一 调节焊缝的中心位置;

焊缝两侧停 留时间 t l 和t2―控制焊肉在焊缝两边的分布 ;

摆动速度 V B ― 控制铁水的流动 、 焊缝余 高和焊波的大小 , l 黼黼图1焊枪摆动参数 根据图 i 可推导出焊波宽度 L和焊接速度 V H、 摆动参数之间的关 系为 : L ( t l + t

2 +2 M/ ) = vH t l +vH t

1 _ vH M { vB+vH M | vB m m 一上1+++L

4 式中 L _ 焊枪往复运动一个周期焊枪移动的距离, 即焊波宽度 , m m V H 一 焊接速度 , m m / s V 叫罢动速度 , m m / s t l , t 焊枪在焊缝上边缘和下边缘停留时间, s L , L 厂焊枪摆动在上停 留时间和下停 留时问内焊枪移动的距离 , k, 焊枪在往复摆动期问内焊枪移动的距离, m E M 摆幅, m E 由式

1 可知 , 焊波宽度由4 个部分组成 、 不同的焊接速度和摆动参 数、焊波宽度就不一样 、 合理选择这些参数可获得光滑、 美观的焊缝. 要获得不同的焊枪摆动波形,可以通过改变 L , , 和L珥的不同 组合方式实现.可根据焊道的位置来选择焊枪的摆动方式, 以获得优质 的焊缝. 一 套焊接参数规范包括 " 焊道数" 、 " 左摆幅" 、 " 右摆幅" 、 " 左摆速" 、 " 有摆速" 、 " 左停留"、 " 右停留" 、 " 中停留" , 改变参数的组合方式 , 可以 一28一实现焊接焊缝宽度、 焊缝厚度、 焊缝截面形状的控制( 图2 ) . 在自动焊接 过程中, 通过设定不同焊道的焊接工艺参数 , 就可以连续地完成多道焊 缝的一次性焊接. 图2参数设定及其焊接工艺对应关系