一种hg785d钢板机器人单面焊双面成型法
【专利摘要】本发明一种HG785D钢板机器人单面焊双面成型法，属于载重车辆底盘车、吊机起落臂以及各类高强度承重梁的焊接【技术领域】；解决的技术问题是提供了一种旨在提高产品焊缝成型质量的HG785D钢板机器人单面焊双面成型法，利用该方法提高了焊接合格率，减轻工人劳动强度，提升企业先进制造水平，解决该技术问题采用的技术方案为：从实现单面焊双面成型的关键所在及实际作业入手，分析了焊接电流、焊接速度、对接间隙等对焊接质量的影响，通过采取确定焊接电流、焊接速度、对接间隙等方法，解决了单面焊双面成型焊接合格率低问题；本发明可广泛应用于单面焊双面成型领域。
【专利说明】一种HG785D钢板机器人单面焊双面成型法
【技术领域】
[0001]本发明一种HG78?钢板机器人单面焊双面成型法，属于载重车辆底盘车、吊机起落臂以及各类高强度承重梁的焊接【技术领域】。
【背景技术】
[0002]HG78?钢板是国内自主研制的一种焊接结构用高强度低合金钢板，该材料机械性能优越，品种规格多，焊接性能优良，适合使用在高强度焊接结构件中，常用于载重车辆底盘车、吊机起落臂以及各类高强度承重梁等高强度承力件。目前常用的焊接方法为焊条电弧焊、手工气保焊等。
[0003]传统上基于工艺、设备的限制，对于结构上要求熔透的焊缝，为了保证焊接质量，普遍采用清跟后双面焊接的方法。但目前的产品中有很多无法实现双面焊的结构，只能采用单面焊双面成型的方法，这对焊接参数、对接间隙以及焊工的操作技能要求都很严格，而且焊缝成型质量差，合格率较低。
[0004]近年来，航空航天、交通运输、海洋工程、电子电器等制造业的发展，极大地推动了焊接技术的发展，焊接机器人因具有焊接过程可控、焊接参数稳定、焊接速度高、生产易于实现柔性自动化、改善工人劳动条件等特点，显示出了极强的生命力，并作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，成为衡量一个国家、一个企业制造水平和科技水平的重要标志之一。
[0005]目前机器人焊接应用，主要用于普板的焊接，其接头形式主要为角焊缝，焊接位置为平焊。对于高强度钢板的焊接尚缺乏研究，尤其是单面焊双面成型的方法。
【发明内容】
[0006]本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种旨在提高产品焊缝成型质量的HG78?钢板机器人单面焊双面成型法，利用该方法提高了焊接合格率，减轻工人劳动强度，提升企业先进制造水平。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种HG78?钢板机器人单面焊双面成型法，按以下步骤进行操作，
[0008]第一步:选择焊接设备；
[0009]选择功率匹配的机器人、焊接电源和变位机；
[0010]第二步:选择坡口形式尺寸；
[0011]选定厚度为M的对接接头；
[0012]第三步:分析并确定焊接工艺参数；
[0013]采用焊接变形较小的脉冲焊进行焊接，根据焊缝背面成形状况，剔除掉无法单面焊双面成形的相应焊接工艺参数，选定焊接电流、焊接速度、对接间隙三因素，通过正交试验设计确定三者的最佳参数组合；
[0014]第四步:检查对接间隙；[0015]检查对接间隙是否在公差要求范围内；
[0016]第五步:焊接；
[0017]按所述第三步确定的焊接工艺参数进行焊接；
[0018]第六步:校形。
[0019]所述机器人的主要参数为:自由度为6，重复定位精度±0.05mm，活动半径1725mm,活动范围:第I轴为:_180 °?+150 °、第2轴为:-125 °?+30 °、第3轴为:-120°?+150°、第4轴为:±180°、第5轴为:±123°、第6轴为±360° ,最大负载6kg ；
[0020]所述焊接电源的主要参数:型号PH0ENIX500，采用MAG焊时电流5?500A、电压14.2?39.0V范围内连续可调，电流为390A时暂载率可达100% ；
[0021]所述变位机的主要参数为:直径800_，翻转角度115°、旋转角度370°，最大承载 1.U。
[0022]所述第五步焊接时的焊丝选用80kg级。
[0023]所述第五步焊接时保护气体采用氩气和二氧化碳的混合气体，其配比为:80%Ar+20%C02。
[0024]所述第五步焊接的前后均不进行热处理。
[0025]所述第二步中的M=8mm时，焊接的最佳参数:焊接电流为170?190A、电弧电压为20?21V，焊接速度为0.36m/min，对接间隙为I?1.5mm。
[0026]本发明与现有技术相比具有的有益效果是:本发明得到的产品合格率高，而且可以得知焊接电流、焊接速度、对接间隙是影响单面焊双面成型焊缝成型质量的几个主要因素；其中焊接电流是影响焊缝成型质量的首要因素，本发明提高了焊缝成型质量，提高了焊接合格率。
【具体实施方式】
[0027]本发明一种HG78?钢板机器人单面焊双面成型法，按以下步骤进行操作，
[0028]第一步:选择焊接设备；
[0029]选择功率匹配的机器人、焊接电源和变位机；
[0030]第二步:选择坡口形式尺寸；
[0031 ] 选定厚度为M的对接接头；
[0032]第三步:分析并确定焊接工艺参数；
[0033]采用焊接变形较小的脉冲焊进行焊接，根据焊缝背面成形状况，剔除掉无法单面焊双面成形的相应焊接工艺参数，选定焊接电流、焊接速度、对接间隙三因素，通过正交试验设计确定三者的最佳参数组合；
[0034]第四步:检查对接间隙；
[0035]检查对接间隙是否在公差要求范围内；
[0036]第五步:焊接；
[0037]按所述第三步确定的焊接工艺参数进行焊接；
[0038]第六步:校形。
[0039]本发明中焊接设备选择:[0040]试验用设备由REIS机器人、EWM焊接电源、REIS变位机等组成，变位机的旋转和翻转受控于机器人，作为机器人的外部控制轴，通过机器人控制器可实现机器人与变位机的联动。设备主要参数如下:
[0041]机器人本体:自由度为6，重复定位精度±0.05mm，活动半径1725mm，活动范围:第I轴为:_180。~+150。、第2轴为:-125。~+30。、第3轴为:_120。~+150。、第4轴为:±180°、第5轴为:±123°、第6轴为±360° ,最大负载6kg。
[0042]变位机:直径800mm，翻转角度115°、旋转角度370°，最大承载1.U。
[0043]焊接电源:型号PH0ENIX500，采用MAG焊时电流5-500A、电压14.2_39.0V范围内连续可调，电流为390A时暂载率可达100%。
[0044]本发明中焊接材料选择及热处理要求:
[0045]HG78?钢化学成分、机械性能见表1、2。
[0046]表1 HG785钢化学成分
[0047]
【权利要求】
1.一种HG78?钢板机器人单面焊双面成型法，其特征在于，按以下步骤进行操作， 第一步:选择焊接设备； 选择功率匹配的机器人、焊接电源和变位机； 第二步:选择坡口形式尺寸； 选定厚度为M的对接接头； 第三步:分析并确定焊接工艺参数； 采用焊接变形较小的脉冲焊进行焊接，根据焊缝背面成形状况，剔除掉无法单面焊双面成形的相应焊接工艺参数，选定焊接电流、焊接速度、对接间隙三因素，通过正交试验设计确定三者的最佳参数组合； 第四步:检查对接间隙； 检查对接间隙是否在公差要求范围内； 第五步:焊接； 按所述第三步确定的焊接工艺参数进行焊接； 第六步:校形。
2.根据权利要求1所述的一种HG78?钢板机器人单面焊双面成型法，其特征在于，所述机器人的主要参数为:自由度为6，重复定位精度±0.05mm,活动半径1725mm，活动范围:第I轴为:_180。?+150。、第2轴为:-125。?+30。、第3轴为:_120。?+150。、第4轴为:±180°、第5轴为:±123°、第6轴为±360°，最大负载6kg; 所述焊接电源的主要参数:型号PH0ENIX500，采用MAG焊时电流5?500A、电压14.2?39.0V范围内连续可调，电流为390A时暂载率可达100% ； 所述变位机的主要参数为:直径800mm，翻转角度115°、旋转角度370°，最大承载1.1t0
3.根据权利要求1所述的一种HG78?钢板机器人单面焊双面成型法，其特征在于，所述第五步焊接时的焊丝选用80kg级。
4.根据权利要求1所述的一种HG78?钢板机器人单面焊双面成型法，其特征在于，所述第五步焊接时保护气体采用氩气和二氧化碳的混合气体，其配比为:80%Ar+20%C02。
5.根据权利要求1所述的一种HG78?钢板机器人单面焊双面成型法，其特征在于，所述第五步焊接的前后均不进行热处理。
6.根据权利要求1所述的一种HG78?钢板机器人单面焊双面成型法，其特征在于，所述第二步中的M=8mm时，焊接的最佳参数:焊接电流为170?190A、电弧电压为20?21V，焊接速度为0.36m/min,对接间隙为I?1.5mm。
【文档编号】B23K9/16GK103949755SQ201410125717
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】吴海丽, 王锐敏, 孙涛, 马超, 申运洲, 张宇龙, 李文静, 李鹏义, 申晨, 武增荣 申请人:长治清华机械厂, 中国运载火箭技术研究院