探析双枪焊接机器人在轨道车辆铝合金车体焊接中的应用

发表时间:2020/6/8   来源:《科学与技术》2020年第4期   作者:周晶辉 刘长生 臧铁军 张浩
[导读] 在轨道车辆的路合金车体焊接过程中采用双枪焊接机器人进行焊接,能够有效的提升焊接的质量和效率

         摘要:在轨道车辆的路合金车体焊接过程中采用双枪焊接机器人进行焊接,能够有效的提升焊接的质量和效率。为此,本文探析了在应用双枪焊接机器人的过程中出现的一些焊接问题以及具体的解决措施,希望能够为有关人员提供参考。
         关键词:双枪焊接机器人;轨道车辆路合金车体焊接;长焊缝

         前言:当前,我国的高速动车组车体都是采用铝合金圈焊接的结构而设计,并且在焊接的方式上主要采用长纵焊缝相连接的形式。现阶段,为了更好的提升焊接的质量和效率,就需要使用焊接机器人进行焊接。而企业为了更好的提升焊接生产的质量和效率,则需要将原本的单枪焊接设备转变为双枪焊接设备。
1 焊接工艺的试验过程
         在进行正式生产之前,需要对其焊接工艺进行严谨的试验,以此来保障所采用的新工艺可以高效的投入使用。首先依据EN5344体制的标准,进行焊接工艺的试验时,首先需要对其焊接工艺进行等级的评定,同时整理成焊接工艺评定的报告,并且在完成了焊接操作工艺考核之后,还需要对其具体的工作试件进行较为严格的考核,来保障焊接过程中相关设备符合相关规定。另外,焊接的人员还需要具备进行焊接的相关资格,提升在焊接过程中的效率。
         针对该焊接方式,为保障可以有效的进行焊接底板以及车顶相关部件,有关领域提出了板厚、坡口形式以及实际材质这三个重要位置焊接部位的信息,并对其进行了有针对性的检验,在焊接工艺评定之后进行焊接报告的填写,确保焊接工艺可以在底板焊接阶段、顶板焊接阶段以及平顶搭台等众多方面进行焊接。
2 双枪焊接机器人焊接问题的分析以及解决措施
         对于企业之前所使用的单枪焊接机器人而言,这种双枪焊接机器人在焊接生产的过程中会出现几种重要的问题。首先是焊接变形,之后会由于变形导致坡口出现错位,同时双枪的同步匹配问题和对相关设备的适用性上也存在着一些问题,针对这些问题还需要进一步的进行工艺和设备的改良。
2.1 双枪焊接错边
         在企业使用自动化设备进行自动焊接过程中,经常出现的问题就是长焊缝的错边,这是由于在焊接过程中铝合金焊接坡口在长度的直线度上有着一定的差异性,同时在焊接过程中还会造成铝合金的变形现象,使其坡口错边量随着焊接的过程而逐渐的提升。不同于采用的单枪的焊接工艺,双枪机器人焊接技术是焊接的距离相对近一些,并且这种贴近的两道焊缝会由于焊接热输入量而出现集中的现象,这也就进一步的加快了变形的程度。针对这种现象,需要从焊接过程中的装配、压卡、焊接等几个方面进行有效的处理。
         首先在装配工艺方面来看,需要利用反错边的装配方式来进行装配。同时在焊接之前就需要反着坡口的变形趋势来进行装配。

采用这种方法处理,能够抵消掉在后期的焊接工作中出现的错变量,以此来减少误差出现。这种特殊的装配方法跟焊接前进行性的预制变形量来对焊接变形进行一定程度的抵消是相似的,都能够起到减少错变量的效果。但是采用这种方法的成本相对较高,并且不适用进行的大规模生产,针对需要进行大量生产的企业来说,不能够将双枪机器人焊缝的优势充分的体现出来,其技术只能够当做辅助的方法来使用。
         在焊接的压卡工艺方面,在以往传统的工艺当中,采用的压铁装置能够起到十分有效的效果。因此,这种装置得到了较为广泛的使用。但是也有着其弊端,就是压铁本身具有较高的质量,在对焊缝进行焊接的过程中,特别容易出现错边的现象。针对这种现象,可以利用长和短夹具共同使用的特殊压卡工艺,这样就可以将原本的压铁用长臂所取代。其中短夹具压卡工件的两侧需要控制好位置,使位置保持不变,以此来控制整体的变形情况。长夹具需要伴随着焊压卡,一直处于焊接缝之中,这样就可以控制住局部的变形情况,采用这种方法明显好过压铁压卡的效果,能够有效提升焊接的质量性。
         在焊接的工艺方面,需要首先进行焊接缝数量的确定,并先利用焊接缝来判断出焊缝的数量多少。首先,焊接的焊缝数量是较少的,之后进行的焊接中数量逐渐的增多,以此可以对焊接变形情况进行有效的控制。为了尽可能的避免焊接过程中热输入量出现过度的集中,就需要将工件的两面都从中间开始进行两侧的焊缝焊接,这样能够避免出现焊接过程中的问题。
         焊接当中还需要焊接的工作人员可以时刻留意焊接缝的质量,当出现错边量的增多问题的时候,需要马上停弧,以免在接下来的焊接过程中还会有新的错边产生。在进行停弧处理之后,需要跳过一段的定位焊接再进行引弧焊接,这样就可以控制好错边的数量。
2.2 双枪同时同步焊接的匹配问题
         在使用双枪焊接机器人进行焊接的过程中,通常情况下都是利用两把焊枪进行同时且同步的焊接,虽然这种可以最大程度的提升焊接的效率。但是也带来了新的问题,就是很难保障焊接过程中两把焊枪可以真正同步焊接,同时还能控制好焊接的质量。
         在焊接过程中,焊接缝长和坡口直线度有一定误差的情况时,会导致定位焊接缝的周围会由于焊接情况的收缩而导致焊接缝的减小,这样就会导致长焊缝坡口存在了一定的间隙,同时导致错边出现不均匀的情况。对于这种不均匀的扩散问题,需要焊接人员在焊接过程中进行机器设备的参数调整,保障相关设备的焊接质量,同时为了进一步的减小坡口和装配的误差,还需要进行零间隙坡口装配。
总结:综上所述,为了进一步的提升企业进行焊接的效率,需要采用双枪焊接机器人对轨道车辆铝合金车体进行焊接,同时在焊接过程中还需要重视诸多的焊接问题,以此保障焊接的质量。另外还要明确焊接工艺的特点,重视双枪焊接错边以及双枪同时同步焊接的匹配的问题,进一步改善焊接工作的效果。
参考文献:
[1]吴传利,郝君,朱相磊.焊接机器人在侧架支撑座焊接中的应用分析[J].工程建设与设计,2020(06):140-141.
[2]安琪.焊接机器人在汽车焊装领域中的应用思考[J].中国设备工程,2020(06):19-21.



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