摘要：本文主要针对转向架侧横梁机械手长焊缝的焊接绞丝问题引起的焊缝成型不良、生产效率低下、生产成本增加等不良影响，通过对机械手自动化焊接过程的跟踪探究和分析，找到了问题根源并拟定了可行的解决措施，有效改善了机械手焊接技术水平，提质增效地完成了焊接任务。
关键词：机械手长焊缝； 绞丝； 焊丝强度； 程序优化； 措施解决
1 前言
目前在我国应用的机器人主要分日系、欧系和国产三种。日系中主要有安川、OTC、松下、FANUC、不二越、川崎等公司的产品。欧系中主要有德国的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的COMAU及奥地利的IGM公司，国产机器人主要是沈阳新松机器人公司产品。本公司所采用的焊接机器人普遍为德国的CLOOS机器人，在国外，对于机器人的应用有相当成熟的经验，焊接机器人是个机电一体化的高技术产品，但在我国由于应用范围仍存在初期阶段，机器人焊接过程仍有一定空间的改善，本公司在应用CLOOS机械手焊接PW120E型横梁长焊缝过程中发现机械手有绞丝情况，机械手绞丝后送丝顿挫导致焊缝成型不良，同类型机械手试焊侧梁也出现绞丝情况；后续机械手绞丝情况也频频发生；更换送丝软管、压紧轮、送丝齿轮以及导电嘴等未能有效好转，该情况导致生产滞后，未能达到提质增效目标。
2 探究分析
2.1 机械手焊接工艺特性
侧横梁长焊缝焊接工艺参数如下表1所示：
表1 侧横梁长焊缝焊接工艺参数
.png)
该工艺参数通过项目的工艺评定，其参数范围满足焊缝质量要求，在电焊机选用及焊丝成分的选择方面满足产品要求。
2.2 原因分析
现场迹象：因现场实际勘察发现送丝机构中有油污、铁屑杂质堆积，且绞丝后的焊丝表面有划痕，现场机械手送丝软管折弯度较大。
过程现象：在绞丝时焊接过程中电弧拉长、出丝不畅导致电弧发生不规则跳动，持续一段时间电弧才熄灭，电弧声音较大，电弧电压由于送丝不稳、顿挫反馈调节，使电压偏大；对发生的故障现象及现场的各种迹象分析确定机械手绞丝和焊缝成型不良、咬边的原因如下：
（1）压紧轮压力与焊丝的镀层抗压强度不匹配，导致焊丝有划痕、镀层脱落、铁屑堆积；
（2）焊丝镀层脱落、送丝顿挫，焊丝通过送丝机构后晃动幅度大导致送丝不稳，阻力较大，反馈调节电弧电压偏大；
（3）压紧轮轮槽内有油污；
（4）送丝盘与焊枪间的送丝软管弯折度过大，送丝阻力较大。
3 措施解决
3.1 油污铁屑处理
用丙酮清洁压紧轮彻底清除油污并清理铁屑。
3.2 适当调节压紧轮压力
因该机械手前期用于动车组构架焊接，其焊丝型号CHW-55CNH的屈服强度（559 N/mm2）相对PW120E平台焊丝型号G4Si1的屈服强度（466 N/mm2）较高，如图1所示，在压力均等的情况下G4si1焊丝更容易变形导致通过送丝软管时直径偏大，从而产生铁屑及绞丝现象，通过适当调节压紧轮压力可尽量减少该焊丝传送过程的变形问题。
.png)
图1 CHW-55CNH焊丝与G4si1焊丝的屈服强度数据对比
3.3 改善送丝盘与焊枪间的送丝软管弯折度并优化程序
通过对现场实际送丝软管的弯折度进行调节，以便送丝时尽量减少送丝阻力，保证机械手各轴的姿态满足焊接时的空间位置。
3.4 焊丝输送改善
根据送丝过程的现象观察，发现在送丝机构的压紧轮前端（焊丝入口处），送丝时焊丝出现跳动，幅度较大，送丝不稳，经过压紧轮后焊丝晃动的余波会对送丝产生阻力，在降低了焊丝在送丝软管内部输送速度，以至于反馈调节使电弧电压偏大，焊接声音较刺耳，也成为焊缝咬边的原因之一，针对此情况通过利用废弃的送丝软管截取一段，安装在送丝机构压紧轮前端以平缓传送幅度，降低送丝过程焊丝的跳动，使得能平缓的通过压紧轮和送丝软管以及导电嘴，保证了焊缝的质量。
4 小结
通过清理送丝机构油污铁屑，适当调节压紧轮压力，改善送丝盘与焊枪间的送丝软管弯折度并优化程序以及且镀层颜色较浅类型的焊丝以及优化送丝机构等措施，使得机械手绞丝率明显降低，降低了消耗成本，减少了返工频率，提高了焊缝质量，机械手长焊缝焊接水平也有了进一步的提高。