CN103949755A - 一种hg785d钢板机器人单面焊双面成型法 - Google Patents

一种hg785d钢板机器人单面焊双面成型法 Download PDF

Info

Publication number
CN103949755A
CN103949755A CN201410125717.9A CN201410125717A CN103949755A CN 103949755 A CN103949755 A CN 103949755A CN 201410125717 A CN201410125717 A CN 201410125717A CN 103949755 A CN103949755 A CN 103949755A
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding
steel plate
robot
double
axle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410125717.9A
Other languages
English (en)
Inventor
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
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Changzhi Qinghua Machinery Factory
Original Assignee
China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Changzhi Qinghua Machinery Factory
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Academy of Launch Vehicle Technology CALT, Changzhi Qinghua Machinery Factory filed Critical China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Priority to CN201410125717.9A priority Critical patent/CN103949755A/zh
Publication of CN103949755A publication Critical patent/CN103949755A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B23K9/173—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a consumable electrode

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

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。

Description

一种HG785D钢板机器人单面焊双面成型法
技术领域
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。
背景技术
HG785D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。
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。
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。
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
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。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种HG785D钢板机器人单面焊双面成型法，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。
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1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PHOENIX500，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1.1t。
所述第五步焊接时的焊丝选用80kg级。
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%CO2。
所述第五步焊接的前后均不进行热处理。
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1～1.5mm。
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
本发明一种HG785D钢板机器人单面焊双面成型法，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。
本发明中焊接设备选择：
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：
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1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。
变位机：直径800mm，翻转角度115°、旋转角度370°，最大承载1.1t。
焊接电源：型号PHOENIX500，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%。
本发明中焊接材料选择及热处理要求：
HG785D钢化学成分、机械性能见表1、2。
表1  HG785钢化学成分
元素 C Si Mm P S Mo Cr Ni Nb Nb+V+Ti B
最大含量 0.15 0.4 1.8 0.03 0.015 0.6 0.6 0.6 0.11 0.16 0.005
表2  HG785钢机械性能
板厚δ（mm） 质量等级 Rp0.2（MPa） Rm（MPa） A50（％） 180°冷弯 冲击功（J）（-20℃）
4～16 D ≥685 ≥785 ≥15 D=3a完好 40
根据化学成分计算HG785D钢的冷、热裂纹敏感指数如下：
a、冷裂敏感性指数Pcm：
Pcm（%）=w（C）+w（Si）/30+w（Mn+Cu+Cr）/20+w（Ni）/60+w（Mo）/15+w（V）/10+5w(B)=0.363；
b、热裂纹敏感指数HCS：
HCS=w（C）×[w（S）+w（Si）/25+w（Ni）/100]/[3w（Mn）+w（Cr）+w（Mo）+w（V）]×103=0.647；
从计算结果可知：
a、该钢冷裂纹敏感指数Pcm小于0.4，且对冷裂影响较大的合金元素S、P含量均很低，说明该钢的冷裂敏感性很小；
b、热裂纹敏感指数HCS远小于2，而且焊接当中一般认为当Mn/S＞25时，不会产生热裂纹。该钢的Mn/S比为512，远大于25，说明该钢的热裂敏感性很小。
根据结构等强匹配原则及HG785D机械性能指标，焊接时焊丝选用80Kg级，为武汉铁锚船厂生产的焊丝WH80-G直径1.2mm。
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%CO2。
根据钢的冷、热裂纹敏感指数计算结果，焊接前后不进行热处理。焊丝选用武汉铁锚船厂生产的焊丝WH80-G直径1.2mm。
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%CO2。
该钢焊接该钢产生焊接冷、热裂纹的可能性均非常小，焊接前后不进行热处理。
本发明中涉及到的正交试验：
为了摸索出焊接电流、焊接速度及对接间隙的合理范围及二者的最优组合，进行了正交试验。焊接工艺参数及试验数据见表3。
表3  焊接工艺参数及试验数据
为便于分析将表4焊缝成形状况描述采用预定目标，分级评定。设定成形优良焊缝为1级，依此类推，共将焊缝成形状况分成4级。试验结果分析见表4。
表4  试验结果分析
水平 A（焊接电流） B（焊接速度） C（对接间隙）
1 3.00 2.75 2.25
2 2.25 2.25 2.75
变量D 0.75 0.50 0.50
极差R 1 2 2
根据试验结果，认为厚度为8mm的对接试板，采用焊接电流为170-190A、电弧电压为20-21V，焊接速度为0.36m/min，对接间隙为1-1.5mm的工艺参数实现单面焊双面成型为最
佳参数，而且焊接电流是影响焊缝成形的主要因素，为首要保证的条件。
为了验证正交试验结论，进行了验证试验，焊接参数见表5，结果统计见表6。
表5  焊接工艺参数
表6  验证试验结果统计
试板编号 背面成形描述 接头等级 结论
1 成形良好 Ⅰ级 合格
2 成形良好 Ⅰ级 合格
3 成形良好 Ⅰ级 合格
4 成形良好 Ⅰ级 合格
5 成形良好 Ⅰ级 合格
6 成形良好 Ⅰ级 合格
7 成形良好 Ⅰ级 合格
8 成形良好 Ⅰ级 合格
由表中可以看出，各试板焊缝背面成型良好，经X探伤，均达到Ⅰ级要求，因而正交试验结论有效。
上面对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种HG785D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HG785D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1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PHOENIX500，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1.1t。
3.根据权利要求1所述的一种HG785D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HG785D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%CO2。
5.根据权利要求1所述的一种HG785D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HG785D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1～1.5mm。
CN201410125717.9A 2014-03-31 2014-03-31 一种hg785d钢板机器人单面焊双面成型法 Pending CN103949755A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410125717.9A CN103949755A (zh) 2014-03-31 2014-03-31 一种hg785d钢板机器人单面焊双面成型法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410125717.9A CN103949755A (zh) 2014-03-31 2014-03-31 一种hg785d钢板机器人单面焊双面成型法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103949755A true CN103949755A (zh) 2014-07-30

Family

ID=51327177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410125717.9A Pending CN103949755A (zh) 2014-03-31 2014-03-31 一种hg785d钢板机器人单面焊双面成型法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103949755A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108581258A (zh) * 2018-05-10 2018-09-28 郑州煤矿机械集团股份有限公司 焊接机器人爬坡工件焊接方法
CN108672902A (zh) * 2018-06-01 2018-10-19 河海大学常州校区 一种基于灰色分析法优化串列双丝埋弧焊焊接工艺的方法
CN115476018A (zh) * 2022-09-09 2022-12-16 辽宁石油化工大学 一种基于脉冲电流的焊条电弧焊单面焊双面成形的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003103369A (ja) * 2001-09-26 2003-04-08 Daihen Corp 交流パルス溶接方法
CN101396755A (zh) * 2007-12-26 2009-04-01 广东顺安达太平货柜有限公司 一种用于薄板焊接的混合气体焊接方法
CN101462192A (zh) * 2007-12-21 2009-06-24 株式会社大亨 断续脉冲焊接方法
CN101745765A (zh) * 2009-12-15 2010-06-23 哈尔滨工业大学 人机协作共享控制遥控焊接的方法
JP5152498B2 (ja) * 2008-04-16 2013-02-27 株式会社Ｉｈｉ ワークの位置決め装置及び方法並びに突合せ溶接用ワークの位置決め装置
CN103028870A (zh) * 2012-12-11 2013-04-10 南京熊猫电子股份有限公司 焊接机器人***

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003103369A (ja) * 2001-09-26 2003-04-08 Daihen Corp 交流パルス溶接方法
CN101462192A (zh) * 2007-12-21 2009-06-24 株式会社大亨 断续脉冲焊接方法
CN101396755A (zh) * 2007-12-26 2009-04-01 广东顺安达太平货柜有限公司 一种用于薄板焊接的混合气体焊接方法
JP5152498B2 (ja) * 2008-04-16 2013-02-27 株式会社Ｉｈｉ ワークの位置決め装置及び方法並びに突合せ溶接用ワークの位置決め装置
CN101745765A (zh) * 2009-12-15 2010-06-23 哈尔滨工业大学 人机协作共享控制遥控焊接的方法
CN103028870A (zh) * 2012-12-11 2013-04-10 南京熊猫电子股份有限公司 焊接机器人***

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张明新 等: "高强钢焊接技术研究与应用", 《航天制造技术》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108581258A (zh) * 2018-05-10 2018-09-28 郑州煤矿机械集团股份有限公司 焊接机器人爬坡工件焊接方法
CN108581258B (zh) * 2018-05-10 2020-04-07 郑州煤矿机械集团股份有限公司 焊接机器人爬坡工件焊接方法
CN108672902A (zh) * 2018-06-01 2018-10-19 河海大学常州校区 一种基于灰色分析法优化串列双丝埋弧焊焊接工艺的方法
CN115476018A (zh) * 2022-09-09 2022-12-16 辽宁石油化工大学 一种基于脉冲电流的焊条电弧焊单面焊双面成形的方法
CN115476018B (zh) * 2022-09-09 2023-06-02 辽宁石油化工大学 一种基于脉冲电流的焊条电弧焊单面焊双面成形的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Talalaev et al. Cold metal transfer (CMT) welding of thin sheet metal products
CN109226941B (zh) 一种低合金超高强钢q1100e薄板的gmaw焊接方法
Min et al. Welding of quenched and tempered steels with high-spin arc narrow gap MAG system
CN110076430B (zh) 一种厚度≥40mm的1000MPa钢板的气保护焊接方法
Layus et al. Multi-wire SAW of 640 MPa Arctic shipbuilding steel plates
Chen et al. Microstructure and mechanical properties of HSLA thick plates welded by novel double-sided gas metal arc welding
CN106271145B (zh) 地铁用铝合金车顶边梁焊接工艺
CN103949755A (zh) 一种hg785d钢板机器人单面焊双面成型法
CN112453662A (zh) 一种适用于1000MPa级高强钢的埋弧焊焊接工艺
CN104759739A (zh) 一种铁路车辆箱型梁复合焊接工艺
CN114131159A (zh) 一种超高强钢q1300e钢板的焊接方法
Lezzi et al. The development of conventional welding processes in naval construction
CN103949756B (zh) 一种hg785d钢板机器人立焊法
US3984652A (en) Method of butt welding
WO2017094578A1 (ja) 立向き狭開先ガスシールドアーク溶接方法
CN105562893B (zh) 用于大规格超高强度钢板的co2气体保护焊的焊接方法
CN112355479B (zh) 一种能使超快冷高强桥壳钢焊接接头硬度匹配并均匀的复合焊接方法
Upreti et al. Prediction of angular distortion in TIG welded stainless steel 202 sheets by using mathematical modeling
Pipavat et al. Optimization of MIG welding process parameter using Taguchi techniques
CN102632316A (zh) 一种焊接方法
CN104759858B (zh) 一种80kg级低温不预热焊接高强钢的生产方法
CN114749773A (zh) 一种7%Ni储罐钢埋弧焊接方法
CN103111733A (zh) 高耐候钢与不锈钢的焊接方法
CN112372119B (zh) 620MPa级超高强船用钢的全位置手工电弧焊工艺
JP6012326B2 (ja) 電子ビーム溶接方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20140730

RJ01 Rejection of invention patent application after publication