CN116586811A - 熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法，其包括S1、在工件上利用焊接机械臂进行多次焊接示教试验，汇总每道的实际偏移量，并建立偏移量数据库；S2、将待焊接的工件定位安装在工作台上，在所述工件上设定工件坐标；S3、依据所述工件坐标和所述偏移量数据库对所述焊接机械臂的焊接轨迹进行焊接编程；S4、启动所述焊接机械臂依据所述焊接编程设定的焊接轨迹对待焊接的工件坡口进行焊接，直至焊接完成。本发明能够实现自动化焊接，保证焊接质量满足要求。

Description

熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法。

背景技术

熔化极气体保护焊丝通过熔敷金属试验检验焊丝的性能，是衡量焊丝质量的重要手段。在进行试验的过程中，一般由人工手持焊枪焊接，第一层的第一道和第二道是打底焊缝，坡口焊接完成共焊接5层10道焊缝。由于焊接的过程中，焊缝位置处会出现变形，因此在焊接的过程中熔敷金属工件坡口设置5°反变形。但是熔敷金属工件坡口设置5°反变形，需要根据坡口的变化情况实时修正焊接位置，保证坡口可以焊满。在此过程中，全程人工操作。长时间焊接容易导致焊工疲劳，出现操作失误，操作问题产生缺陷导致出现不合格需要重新复验，浪费材料和时间成本。采用常规机械化焊接设备无法做到实时调整焊接位置，过程中容易出现未熔合、焊道间凹槽、坡口焊不满等问题。

因此，需要一种熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法，能够实现自动化焊接，保证焊接质量满足要求。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法，包括如下步骤：

S1、在工件上利用焊接机械臂进行多次焊接示教试验，汇总每道的实际偏移量，并建立偏移量数据库；

S2、将待焊接的工件定位安装在工作台上，在所述工件上设定工件坐标；

S3、依据所述工件坐标和所述偏移量数据库对所述焊接机械臂的焊接轨迹进行焊接编程；

S4、启动所述焊接机械臂依据所述焊接编程设定的焊接轨迹对待焊接的工件坡口进行焊接，直至焊接完成。

进一步地，所述步骤S3中，首先设定第一道焊缝的轨迹和第二道焊缝的轨迹作为打底焊缝轨迹，后续的填充和盖面的焊缝轨迹均以所述第一道焊缝和所述第二道焊缝的位置信息进行偏移。

进一步地，第三道焊缝、第五道焊缝、第七道焊缝和第九道焊缝均以所述第一道焊缝作为基准进行偏移。

进一步地，所述第三道焊缝、所述第五道焊缝以及所述第七道焊缝的焊接摆动幅度大于所述第一道焊缝以及所述第九道焊缝的焊接摆动幅度。

进一步地，第四道焊缝、第六道焊缝、第八道焊缝和第十道焊缝均以所述第二道焊缝作为基准进行偏移。

进一步地，所述第四道焊缝、所述第六道焊缝以及所述第八道焊缝的焊接摆动幅度大于所述第二道焊缝以及所述第十道焊缝的焊接摆动幅度。

进一步地，焊接第一道焊缝以及第二道焊缝的焊接速度大于焊接其余焊缝的速度。

进一步地，在所述焊接机械臂上设置有接触传感***，所述步骤S4中，更换新的工件后，所述焊接机械臂以设定的速度和方向碰撞所述工件，以碰撞接触的位置作为起始位置，并依据所述起始位置更新所述焊接轨迹。

进一步地，所述步骤S3中，在焊接轨迹上设定安全接近点，每次进行开始焊接时，所述焊接机械臂首先运动至所述安全接近点然后再移动至焊接起始点进行焊接作业。

进一步地，所述焊接机械臂上设置电弧传感***，所述步骤S4中，所述电弧传感***根据所述焊接机械臂摆动过程中电弧弧长是否一致，判断焊枪是否置于当前坡口的中心。

本发明的有益效果：

本发明所提供的一种熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法，首先在工件上利用焊接机械臂进行多次焊接示教试验，汇总每道的实际偏移量，并建立偏移量数据库，然后在工作台上定位安装待焊接的工件，并标定工件坐标，依据工件坐标和偏移量数据库对焊接机械臂的焊接轨迹进行焊接编程，启动焊接机械臂，依据焊接编程设定的焊接轨迹对待焊接的工件坡口进行焊接。通过上述方式，利用焊接试验得到的偏移量数据库对焊接的路径程序进行指导，从而在利用焊接机械臂进行焊接的过程中，能够根据实际焊接变形进行偏移，从而实现自动化焊接的同时，保证焊接质量满足要求。

附图说明

图1是本发明一种熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法的流程图；

图2是本发明一种熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法中工件定位的示意图；

图3是本发明一种熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法中焊缝的布置图。

图中：

100、焊接机械臂；200、工作台；300、工件；1、第一道焊缝；2、第二道焊缝；3、第三道焊缝；4、第四道焊缝；5、第五道焊缝；6、第六道焊缝；7、第七道焊缝；8、第八道焊缝；9、第九道焊缝；10、第十道焊缝。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

为了能够实现自动化焊接，保证焊接质量满足要求，如图1-图3所示，本发明提供一种熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法。熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法包括如下步骤：

S1、在工件300上利用焊接机械臂100进行多次焊接示教试验，汇总每道的实际偏移量，并建立偏移量数据库；

S2、将待焊接的工件300定位安装在工作台200上，在工件300上设定工件坐标；具体地，采用三点定位的方式，将工件300安装到工作台200上。

S3、依据工件坐标和偏移量数据库对焊接机械臂100的焊接轨迹进行焊接编程；

S4、启动焊接机械臂100依据焊接编程设定的焊接轨迹对待焊接的工件坡口进行焊接，直至焊接完成。

通过上述方式，利用焊接试验得到的偏移量数据库对焊接的路径程序进行指导，从而在利用焊接机械臂100进行焊接的过程中，能够根据实际焊接变形进行偏移，从而实现自动化焊接的同时，保证焊接质量满足要求。

进一步地，步骤S3中，首先设定第一道焊缝1的轨迹和第二道焊缝2的轨迹作为打底焊缝轨迹，后续的填充和盖面的焊缝轨迹均以第一道焊缝1和第二道焊缝2的位置信息进行偏移。如图3所示，在焊接的过程中，第一道焊缝1和第二道焊缝2位于最底层，后续的焊缝覆盖在第一道焊缝1和第二道焊缝2上，因此，后续的填充和盖面的焊缝轨迹均以第一道焊缝1和第二道焊缝2的位置信息进行偏移，能够保证焊接过程中参照基准不变，便于确定后续的填充和盖面的偏移量，保证焊接试验能够顺利进行。

进一步地，第三道焊缝3、第五道焊缝5、第七道焊缝7和第九道焊缝9均以第一道焊缝1作为基准进行偏移。如图3所示，第三道焊缝3、第五道焊缝5、第七道焊缝7和第九道焊缝9依次覆盖在第一道焊缝1的上方，因此，以第一道焊缝1为基准确定第三道焊缝3、第五道焊缝5、第七道焊缝7和第九道焊缝9的偏移量，能够保证焊接过程中参照基准不变，从而保证确定的偏移量的准确性。在本实施例中，第三道焊缝3依据第一道焊缝1在Z方向(竖直向上)偏移3mm；第五道焊缝5依据第一道焊缝1在Z方向偏移7mm；第七道焊缝7依据第一道焊缝1在Z方向偏移11mm，Y方向(垂直于第一道焊缝1的方向)上远离坡口中心的方向偏移3mm；第九道焊缝9依据第一道焊缝1在Z方向偏移20mm，Y方向上远离坡口中心的方向偏移3mm。

进一步地，第三道焊缝3、第五道焊缝5以及第七道焊缝7的焊接摆动幅度大于第一道焊缝1以及第九道焊缝9的焊接摆动幅度。如图2和图3所示，由于坡口的开口越来越大，需要焊接的覆盖面积也同样增大，通过增大摆动的幅度，能够有效覆盖坡口，从而保证坡口满焊。进一步地，由于在进行了第七道焊接后，焊接材料的累计，使得第九道焊缝9已经部分被填满，因此，在本实施例中，第九道焊缝9的焊接摆动幅度大于第一道焊缝1的摆动幅度，同时小于第三道焊缝3、第五道焊缝5以及第七道焊缝7的焊接摆动幅度。

进一步地，第四道焊缝4、第六道焊缝6、第八道焊缝8和第十道焊缝10均以第二道焊缝2作为基准进行偏移。如图3所示，第四道焊缝4、第六道焊缝6、第八道焊缝8和第十道焊缝10依次覆盖在第二道焊缝2的上方，因此，以第二道焊缝2为基准确定第四道焊缝4、第六道焊缝6、第八道焊缝8和第十道焊缝10的偏移量，能够保证焊接过程中参照基准不变，从而保证确定的偏移量的准确性。在本实施例中，第四道焊缝4依据第二道焊缝2在Z方向(竖直向上)偏移3mm；第六道焊缝6依据第二道焊缝2在Z方向偏移7mm；第八道焊缝8依据第二道焊缝2在Z方向偏移11mm，Y方向(垂直于第二道焊缝2的方向)上远离坡口中心的方向偏移3mm；第十道焊缝10依据第二道焊缝2在Z方向偏移20mm，Y方向上远离坡口中心的方向偏移3mm。

进一步地，第四道焊缝4、第六道焊缝6以及第八道焊缝8的焊接摆动幅度大于第二道焊缝2以及第十道焊缝10的焊接摆动幅度。如图2和图3所示，由于坡口的开口越来越大，需要焊接的覆盖面积也同样增大，通过增大摆动的幅度，能够有效覆盖坡口，从而保证坡口满焊。进一步地，由于在进行了第八道焊接后，焊接材料的累计，使得第十道焊缝10已经部分被填满。因此，在本实施例中，第十道焊缝10的焊接摆动幅度大于第二道焊缝2的摆动幅度，同时小于第四道焊缝4、第六道焊缝6以及第八道焊缝8的焊接摆动幅度。

进一步地，焊接第一道焊缝1以及第二道焊缝2的焊接速度大于焊接其余焊缝的速度。坡口的开口越来越大，因此，在同样的焊接电流、焊接电压和送丝速度的情况下，移动速度越慢，焊接材料填充的就越多，通过上述方式，能够避免出现未熔合、焊道间凹槽、坡口焊不满等问题。在本实施例中，焊接电流是290A、焊接电压28V、送丝速度11500mm/min；第一道焊缝1以及第二道焊缝2的焊接速度是4.2mm/s，后续的速度均设定为3.4mm/s。为了保证焊枪套筒不碰撞到工件300，第一道焊缝1以及第二道焊缝2摆动幅度是5mm，第三道焊缝3以及第四道焊缝4摆动幅度是7mm，第五道焊缝5、第六道焊缝6、第七道焊缝7以及第八道焊缝8摆动幅度是8mm，第九道焊缝9以及第十道焊缝10摆动幅度是6mm。

进一步地，在焊接机械臂100上设置有接触传感***，步骤S4中，更换新的工件300后，焊接机械臂100以设定的速度和方向碰撞工件300，以碰撞接触的位置作为起始位置，并依据起始位置更新焊接轨迹。具体地，接触传感***是通过在焊丝端部施加高电压，焊枪以设定速度和方向去碰撞工件300，通过接触的高压电信号形成反馈信号，通过寻位指令可记录工件300实际位置并计算实际位置和程序原始位置的偏差，以碰撞接触的位置作为起始位置，并依据起始位置更新焊接轨迹。由于工件300的大小尺寸以及定位位置会存在微小的偏差，通过采用上述方式更新焊接轨迹，避免更换工件300后就需要更换焊接轨迹，从而避免重复编程。

进一步地，步骤S3中，在焊接轨迹上设定安全接近点，每次进行开始焊接时，焊接机械臂100首先运动至安全接近点然后再移动至焊接起始点进行焊接作业。通过设置安全接近点，在焊接的过程中，起到缓冲的作用，在出现意外情况时可以及时进行干预，避免出现安全事故。

进一步地，焊接机械臂100上设置电弧传感***，步骤S4中，电弧传感***根据焊接机械臂100摆动过程中电弧弧长是否一致，判断焊枪是否置于当前坡口的中心。当出现不一致的情况时，调整焊枪的位置保证摆动过程中垫护弧长保持一致，通过焊接过程中焊接位置细微调整，确保焊接质量实现全自动焊接。

本方法解决了熔化极气体保护焊丝熔敷金属试验无法应用自动化焊接的问题，通过六轴的焊接机械臂100配备电弧传感***和接触传感***确保焊接位置准确性，实现细微实时调节，实现熔化极气体保护焊丝熔敷金属试验自动化焊接，确保焊接质量；减少了人力资源的投入，减少因操作人员主观因素所造成材料成本和时间成本损耗；解决了熔敷金属自动化焊接所出现的未熔合、坡口焊不满等问题，实现焊材复验自动化。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、在工件(300)上利用焊接机械臂(100)进行多次焊接示教试验，汇总每道的实际偏移量，并建立偏移量数据库；

S2、将待焊接的工件(300)定位安装在工作台(200)上，在所述工件(300)上设定工件坐标；

S3、依据所述工件坐标和所述偏移量数据库对所述焊接机械臂(100)的焊接轨迹进行焊接编程；

S4、启动所述焊接机械臂(100)依据所述焊接编程设定的焊接轨迹对待焊接的工件坡口进行焊接，直至焊接完成。

2.根据权利要求1所述的熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法，其特征在于，所述步骤S3中，首先设定第一道焊缝(1)的轨迹和第二道焊缝(2)的轨迹作为打底焊缝轨迹，后续的填充和盖面的焊缝轨迹均以所述第一道焊缝(1)和所述第二道焊缝(2)的位置信息进行偏移。

3.根据权利要求2所述的熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法，其特征在于，第三道焊缝(3)、第五道焊缝(5)、第七道焊缝(7)和第九道焊缝(9)均以所述第一道焊缝(1)作为基准进行偏移。

4.根据权利要求3所述的熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法，其特征在于，所述第三道焊缝(3)、所述第五道焊缝(5)以及所述第七道焊缝(7)的焊接摆动幅度大于所述第一道焊缝(1)以及所述第九道焊缝(9)的焊接摆动幅度。

5.根据权利要求2所述的熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法，其特征在于，第四道焊缝(4)、第六道焊缝(6)、第八道焊缝(8)和第十道焊缝(10)均以所述第二道焊缝(2)作为基准进行偏移。

6.根据权利要求5所述的熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法，其特征在于，所述第四道焊缝(4)、所述第六道焊缝(6)以及所述第八道焊缝(8)的焊接摆动幅度大于所述第二道焊缝(2)以及所述第十道焊缝(10)的焊接摆动幅度。

7.根据权利要求2所述的熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法，其特征在于，焊接第一道焊缝(1)以及第二道焊缝(2)的焊接速度大于焊接其余焊缝的速度。

8.根据权利要求1所述的熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法，其特征在于，在所述焊接机械臂(100)上设置有接触传感***，所述步骤S4中，更换新的工件(300)后，所述焊接机械臂(100)以设定的速度和方向碰撞所述工件(300)，以碰撞接触的位置作为起始位置，并依据所述起始位置更新所述焊接轨迹。

9.根据权利要求1所述的熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法，其特征在于，所述步骤S3中，在焊接轨迹上设定安全接近点，每次进行开始焊接时，所述焊接机械臂(100)首先运动至所述安全接近点然后再移动至焊接起始点进行焊接作业。

10.根据权利要求1所述的熔化极气体保护焊丝熔敷试验焊接方法，其特征在于，所述焊接机械臂(100)上设置电弧传感***，所述步骤S4中，所述电弧传感***根据所述焊接机械臂(100)摆动过程中电弧弧长是否一致，判断焊枪是否置于当前坡口的中心。