柳州市银翔机械有限责任公司 广西柳州 545007
摘要：本文针对弧焊机器人焊接技术在工程机械典型接头中的应用进行分析，介绍了工程机械典型接头的特征，探讨了工程机械结构件焊接特点，提出了工程机械典型接头的弧焊机器人所应具备的焊接技术，希望能够为相关工作人员提供一些参考和借鉴。
关键词：工程机械典型接头；弧焊机器人；焊接技术
一般情况下，工程装备在焊接时，其结构重量应该达到自身整体重量的50%-70%，而焊接结构的重量要相对较大，因此对其焊接质量也提出了全新的要求，一旦焊接质量无法满足标准，将会对焊接结构自身的性能、稳定性以及劳动性能产生严重的影响，甚至会缩短相关工程机械的使用寿命。因此在对弧焊机器人进行应用时，对于具体的工程机械典型结构焊接任务，需要充分结合工程机械典型接头的主要特征，从而全面分析弧焊机器人的焊接技术，进一步提升技术的应用水平，使其有效的发挥作用。
一、工程机械典型接头的特征分析
碳素、低合金、铸钢材料等板件是在工程机械当中应用十分广泛的相关机械材料，其虽然具有着比较理想的焊接性能，可以有效减少焊接过程中热裂纹或冷裂纹出现的可能性，而且在焊接前后对温度的依赖性相对较小，但在具体的平衡过程当中，容易受到焊接结构自身的影响，使焊缝在布局上表现得十分紧密，因此，相关工作人员不仅需要检测焊缝的外观，同时还需要采取超声波或磁粉探伤等方式来有效的分析其受力结构。现如今，我国在开展工程机械典型接头焊接时，主要采用两种方式，分别是埋弧自动焊以及气体保护焊。而这两种焊接技术在具体应用过程当中，对比传统的手工电弧焊在焊接质量、速度以及熔深等方面均表现出良好的效果，而且在应用前者时，进行清理的难度相对较小，在对后者进行应用时，一方面可对产品外观进行有效保证，另一方面还能够创造出良好的焊接环境，提升焊接质量。根据两种焊接方式所具有的性能进行分析，后者主要在中厚板材的直焊和环焊缝当中进行应用，而前者则主要应用于其他情况。由此可见，目前对弧焊机器人在不应用的情况下，我国在工程机械典型接头焊接方面的工艺也相对十分成熟，可以有效保障其焊接质量[1]。
二、工程机械结构件焊接特点
（一）主要材料
在我国工程机械结构件当中，主要使用的材料包括低合金结构钢、碳素结构钢等，因此可以减少出现冷热裂纹的倾向，在焊接前需要对母材进行预热，而在焊接后也同样需要采取相应的保温措施。
（二）结构特点
工程机械结构件具体包括薄板件、中板件，其中薄板件的板厚约为2-4毫米，主要包括机罩、盖板等。而中板件的板厚则维持在6-20毫米，包括车架等。除此之外，还包括厚板件，其板厚维持在20毫米以上，具体包括压路机的前、后轮。通常来说，结构件可以由相关板材进行拼焊组成，其主要以箱型结构为主，必须要在上面焊接相关的附件，具体包括基座、铸钢件等，因此结构十分复杂，焊缝比较密集。一些结构件主要应用型材，具体包括型槽钢、矩形管道，通过简化自身的结构，从而使自身重量得到减轻。工程机械结构件当中，角焊缝相对较多，一般只对焊缝的外观质量进行检验，而对于重要的受力结构件，则需要采取超声波探伤和磁粉探伤等方式来进行检验，从而有效的判断其是否存在表面裂纹或内部缺陷等问题。
（三）焊接方法
在我国工程机械结构件的具体制作过程当中，需要合理选择板材，而板材的厚度则应以中厚板为主。现如今，在制作过程当中所采用的焊接方法具体包括埋弧自动焊、气体自动焊等，如下图1、2，由于埋弧自动焊具有着较大的电流密度，而且焊接熔深相对较大，其速度可以达到手工电弧焊的5-6倍，当成型后具有良好的美观和焊接质量，同时还不会产生浮光和烟尘，因此，在中厚板长直焊缝或者环焊缝当中得到了有效的应用。而对于一些其他场合，则主要采用气体保护焊这一焊接方法，其同样具有较大的电流密度和熔深，焊接速度可以达到手工电弧焊的两倍左右，不过辅助时间相对较少，尤其在采用相关混合气体后，会产生较少量的溶渣和飞溅现象，使清理时间得到了节省，具有较高的效率[2]。
.png)
.png)
图1、图2为工程机械结构件焊接示意图
三、机器人焊接存在的不足
（一）拼搭的尺寸和间隙
在应用机器人焊接技术后，可以有效提升焊接质量。但同时，在具体技术的应用过程中，还存在着一些不足。例如，机器人焊接虽然具有相关的寻位弧焊传感技术，但对其拼接质量往往具有着较高的质量要求。因此，在具体焊接过程中，容易受到拼搭的尺寸稳定性和间隙等因素的影响。想要充分实现产品的自动化焊接目标，而且要确保焊接质量，往往需要采用人工打底焊的方式来解决相关问题。
（二）接头焊接的选择
在对相关工程结构件进行焊接时，由于工件厚度、结构形式等不同，因此所采取的接头形式也存在着一定的差异，具体包括T形接头、搭接接头、对接接头以及角接接头四种类型。其中，对接接头和T形接头具有着较强的荷载承受能力，因此，在具体焊接结构当中被经常使用。而机器人焊接过程中，需要结合实际情况来对相关接头形式进行合理选择，避免出现接头错误问题。
（三）结构件拐角和狭小空间焊接
在具体焊接过程中，相关结构件的拐角位置往往是焊接中的一项难点所在，也是机器人焊接技术应用过程中容易出现问题的地方，如图3、4。对此，相关技术人员需要加大重视程度。而在狭小空间内进行焊接以及装夹方式，也会使机器人焊接技术的可达率受到影响，对此，需要针对此问题合理的采取相关对策，从而进一步提升焊接可达率。
.png)
图3以四脚为装夹面时，两条内角焊缝不可达示意图
.png)
图4四条焊缝不可达示意图
四、工程机械典型接头的弧焊机器人所应具备的焊接技术分析
在焊接产品的具体生产过程当中，可以有效应用具备焊接技术的机器人，这样不仅能够使焊接质量和焊接效率得到提升，而且相关人员自身的劳动强度也会得到减轻，避免其在恶劣的工作环境下长期工作。因此，相关企业需要有效开展焊接机器人的研究工作，并加大重视程度，提高对焊接机器人的应用水平。
（一）机器人焊枪实现从焊缝起始点出发
一般情况下，弧焊机器人的结构当中存在相应的寻位装置，其在和工件进行接触时，由于内部存在着电压值，进而导致出现短路问题。机器人可以对相关的短路问题进行记忆和判断，从而准确的对焊缝三维坐标进行判断，同时还能够结合坐标中的相关点进行计算，从而对焊枪的位置进行优化。通过多次对焊枪位置进行反复判断和纠正，可以在具体的机器人存储记忆当中形成相应的数据矩阵，从而对工程机械典型接头的焊缝起始点进行准确判断，从而为相关焊接工作的开展创造出有利条件。在此过程中需要注意，在判断焊缝起始点之前，机器人需要先对焊枪内部进行自动清洁，并有效修正焊丝的长度。如果在开展起始点判断后才进行相关操作，将会导致对焊缝起始点位置的判断出现偏移。
（二）电弧传感技术
在应用电弧传感技术时，能够在对焊枪传感器设置进行舍去的基础上，
有效提升焊接质量。该技术的主要原理为，通过将焊炬和工件间距的变化进行结合，从而有效获取相关焊接参数，相关工作人员可以根据参数从而实时监测焊炬的实际情况。目前，在摆动式、旋转扫描式以及并列双丝式等电弧传感器当中均对电弧传感技术进行了有效应用。而其中，旋转式电弧传感器所具有的灵敏性和可控性要更为理想，因此在对弧焊机器人进行设计时应该对旋转电弧传感器的选用加大重视。
（三）弧焊智能跟踪技术
随着模糊数学以及神经网络等相关技术的不断完善和发展，跟踪技术在自动弧焊技术中的而应用也变得更加成熟，从原本的模糊跟踪向着智能跟踪进行转变，从而使弧焊技术应用时对相关工件形态所产生的影响得到了降低。通过对智能跟踪技术的应用，机器人可以充分依据跟踪过程中所产生的相关数据，有效开展记忆、联想和学习等环节，同时还能够结合视觉模糊识别，从而做出更为准确的判断，使焊接质量得到了极大的提升。而在具体的智能跟踪判断过程当中国，机器人需要根据焊接形状来对跟踪点的数量和位置等信息进行明确。如，在具体的直线焊接过程当中，通常只需要对两个跟踪点进行选择，而在对圆弧形状进行焊接时，一般需要选择的跟踪点数量为3个或者3个以上。此外，在对圆弧摆动进行焊接时，动态跟踪点的数量需要达到5个或5个以上。而在工程机械典型接头焊接时，机器人需要充分具备以上相关技术和功能，从而有效满足焊接要求。
结束语：
综上所述，目前，人们对弧焊机器人完成相关的工程机械典型接头焊接任务已经产生了足够的重视，并深刻的认识到其对于焊接效率和焊接质量提升所具有的重要作用。对此，相关工作人员需要对工程机械典型接头的特征进行分析，并探讨弧焊机器人所具有的相关焊接技术，从而进一步促进工业领域的智能化和自动化发展。
参考文献：
[1]陈玉球，吴玉洁.工程机械典型接头的弧焊机器人焊接技术的探讨[J].中国科技纵横，2017，（4）：92.
[2]兰虎，陶祖伟，菅晓霞.工程机械典型接头的弧焊机器人焊接技术[J].实验室研究与探索，2016，31（2）：15-18，53.