【摘要】簡述了手工焊耐磨層的缺陷,，通過試驗分析，闡述了利用焊接機器人進行耐磨層焊接,，外觀質(zhì)量取得顯著的效果,。

關(guān)鍵詞：耐磨層；焊接機器人

1.概述

近年來,，隨著工業(yè)現(xiàn)代化水平的高速發(fā)展,，公司引進大量數(shù)控下料設(shè)備、焊接機器人,、數(shù)控加工中心,，形成了流水化生產(chǎn)線，提高了生產(chǎn)效率,。在焊接方面,，新的數(shù)控下料設(shè)備切出的毛料尺寸精度高，采用數(shù)控坡口機加工的坡口光滑美觀，從而提高樂產(chǎn)品整體外觀質(zhì)量,，同時對工人焊接水平也提出了更高標(biāo)準(zhǔn)要求,。

公司的搖臂、框架,、箱體類產(chǎn)品，都要在過煤面焊接耐磨層,，一直以來我們都采用手工電弧焊或CO2氣體保護焊的方法焊接耐磨層,，這兩種焊法各有優(yōu)缺點。由于耐磨層焊接采用網(wǎng)格式焊縫,，所以人工焊法很難保證焊后網(wǎng)格大小均勻,，焊縫寬度、高度一致的要求,。面對質(zhì)量與外觀要求的不斷提高,，我們決定采用焊接機器人進行耐磨層焊接，理論上是可行的,。下面我們通過一些工藝性試驗,，來確定了機器人焊接參數(shù)，實際應(yīng)用后也得到了預(yù)期的效果,。

2.機器人焊接參數(shù)的確定

耐磨層是在煤層磨損機體時起保護作用的,，因此為滿足不同煤層對耐磨層性能的要求，我公司根據(jù)60年的生產(chǎn)制造經(jīng)驗,，提出耐磨層硬度必須滿足54~58HRC,，而耐磨的焊接方式采用正菱形網(wǎng)格，箱體類耐磨層網(wǎng)格大小25mm×25mm,，焊縫寬9~10mm,、高10mm。

為滿足耐磨層性能要求,，我們選用DO*15 f1.6mm藥芯焊絲 ,，以焊絲是德國*卡斯特林生產(chǎn)的，屬于進口耐磨藥芯焊絲,。焊接時采用CO2作為保護氣,，也可用80%Ar+20%CO2混合氣作為保護氣，提高外觀質(zhì)量,，減小飛濺,。DO*15的相關(guān)技術(shù)參數(shù)及焊接參數(shù)如表1、表2所示,。

焊前預(yù)熱：根據(jù)碳當(dāng)量,，施焊部位的截面尺寸、厚度及幾何形狀來決定預(yù)熱溫度。當(dāng)碳當(dāng)量<>

表1 DO*15焊材相關(guān)參數(shù)

硬度HRC 回火熱處理 保護氣體 氣體流量/L?min-1 極性58 500℃=55HRC 80%Ar +20%CO2 16 直流正接

表2 DO*15焊接參數(shù)

直徑/mm 焊接電壓/V 焊接電流/A短弧焊過度形式 1.2 17~22 90~230 1.6 16~20 110~300射流過度形式 1.2 29~31 230~280 1.6 27~31 270~325

將DO*15焊接電流及電弧電壓數(shù)值轉(zhuǎn)化成焊接機器人對應(yīng)的焊接電流及電弧電壓代碼,，輸入焊接程序中,，接下來需對焊接機器人其他5個參數(shù)（焊接速度、擺頻,、擺幅,、收弧等待時間、收弧長度L ）進行工藝試驗,。

首先對于5個試驗參數(shù),，我們根據(jù)以往的經(jīng)驗都有一個取值范圍，其次我們分析了5個參數(shù)之間的關(guān)系,，V,、Rf、Ra影響焊縫的高度和寬度,，而Wait和L決定焊縫收弧部位的飽滿程度,。經(jīng)過多次試驗,，我們得到了表3數(shù)據(jù)及5組不同參數(shù)下對應(yīng)的焊縫,，如圖1所示,。對比測量后決定采用數(shù)字5焊縫的焊接參數(shù)，焊接電流=3.2（代碼）,、電弧電壓=4.8（代碼）,、焊接速度=6m/min(滿足焊接生產(chǎn)率),、擺頻Rf=1.2Hz,、擺幅Ra=1mm,、收弧等待時間Wait=3s,、收弧長度=5mm,，如圖2所示,。

3.參數(shù)確定后進行試焊

試焊階段，起初焊接順利,，到后面出現(xiàn)了經(jīng)常性的斷弧,，因為在機器人焊接過程中出現(xiàn)斷弧,，后面的程序就要進行調(diào)整,，嚴(yán)重影響焊接連貫性,，同時在斷弧部位也會留下高點以及過寬的缺陷。為了解決這個問題,，我們技術(shù)部門經(jīng)過分析研究確定了產(chǎn)生問題,，三個原因：①耐磨層焊絲DO*15屬于厚藥皮f1.6mm焊絲,，焊接過程藥芯保護成分氧化反應(yīng)物容易堵住槍口,，影響送絲,。②送絲軟管使用時間長,，有老化現(xiàn)象未及時更換，加之空間位置中送絲管隨各主軸過多彎曲,，影響了送絲流暢性。③起弧點選擇不合理,，拐角位置容易斷弧,。

解決方法：①更換了送絲軟管,。②重新定位了焊接起點，避免空間狹小不利于起弧,。③優(yōu)化了焊接程序選擇合理各主軸的旋轉(zhuǎn)角度,，避免焊絲管線過纏繞,。④焊完一道焊縫及時清理焊槍槍口,。

問題解決后，我們用調(diào)整后的程序進行正式焊接,，一切順利,，用時30min得到了圖3、圖4中滿足耐磨層要求的焊縫（人工焊接需4h）,，焊縫高度10mm,、寬度9mm,，呈網(wǎng)格狀分布，成形好,、線條均勻,、美觀。

表3 5條焊縫數(shù)據(jù)和對應(yīng)機器人參數(shù)

V/m?s-1 Rf/Hz Ra/mm Wait/s收弧長/mm 焊縫寬/mm 焊縫高/mm 焊縫成形數(shù)字1焊縫 8 0 0 5 3 5 10 合格數(shù)字2焊縫 7.5 0 0 4 4 5 12 合格數(shù)字3焊縫 7 1 0.8 3 5 8 8 合格數(shù)字4焊縫 6.5 1 1 2 6 8.5 9 合格數(shù)字5焊縫 6 1.2 1 3 5 9 10 合格

圖1 5種參數(shù)下對應(yīng)的焊縫

圖2 焊接程序參數(shù)

圖3 機器人焊后的耐磨層