[發(fā)明專利]一種集箱大管座馬鞍形軌跡自動(dòng)化焊接方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310023675.3
• 申請(qǐng)日: 2013-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN103111730A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃享才;崔江濤;唐偉;王忻濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京中電華強(qiáng)焊接工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): B23K9/173
• 分類號(hào): B23K9/173;B23K9/02;B23K9/235;B23K9/095
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

1.一種集箱大管座馬鞍形軌跡自動(dòng)化焊接方法，其特征在于，包括以下工序：

（1）獲取工件參數(shù)，包括母管和與其相連的接管的外徑、厚度；

（2）設(shè)定焊道截面參數(shù)以及母管與接管之間的裝配間隙G；

（3）坡口加工：根據(jù)焊道截面參數(shù)和裝配間隙G，按照等截面坡口角度設(shè)計(jì)原則，確定接管與母管相貫線不同位置處的坡口角度，根據(jù)不同的坡口角度，對(duì)所述接管的接頭處進(jìn)行切削加工，以符合焊接裝配要求；

（4）將步驟（1）中的工件參數(shù)、步驟（2）中的焊道截面參數(shù)和裝配間隙G、步驟（3）中的坡口角度以及擬采用的焊接工藝的相關(guān)工藝參數(shù)輸入數(shù)控焊接系統(tǒng)，計(jì)算出采用多層多道焊時(shí)焊槍末端的位姿數(shù)據(jù)；

（5）在步驟（4）所述的焊接工藝條件下，由數(shù)控焊接系統(tǒng)根據(jù)步驟（4）得到位姿數(shù)據(jù)控制焊槍在坡口區(qū)域進(jìn)行連續(xù)分層焊接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集箱大管座馬鞍形軌跡自動(dòng)化焊接方法，其特征在于，步驟（3）中，坡口加工包括以下步驟：

a）確定接管與母管相貫線的肩部的最小V形坡口角度；

b）根據(jù)焊道截面參數(shù)和裝配間隙G確定肩部坡口截面積，以該肩部坡口截面積作為標(biāo)準(zhǔn)截面積，確定接管與母管相貫線的不同位置處接管的坡口角度；

c）根據(jù)不同位置處的坡口角度的大小，對(duì)接管的連接處進(jìn)行切削加工。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種集箱大管座馬鞍形軌跡自動(dòng)化焊接方法，其特征在于，所述焊道截面參數(shù)包括焊道截面在接管上的寬度a以及焊道截面在母管上的寬度b；其中，b為接管厚度的2.5倍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集箱大管座馬鞍形軌跡自動(dòng)化焊接方法，其特征在于，步驟（4）中，數(shù)控焊接系統(tǒng)按照以下方法計(jì)算焊槍末端的位姿數(shù)據(jù)：

將整個(gè)焊道截面按三角形計(jì)算，其中第一層焊道截面按三角形計(jì)算，后續(xù)各層最上一道焊道截面按不等邊梯形、自上而下其他各道焊道截面按若干等邊菱形計(jì)算，由焊接工藝的相關(guān)工藝參數(shù)計(jì)算得到單個(gè)焊道的截面積，由此得到焊道總數(shù)，而后按照等差數(shù)列求和的方式計(jì)算得到焊道層數(shù)，并將每個(gè)菱形或梯形的左下角點(diǎn)的位置坐標(biāo)作為焊槍焊接時(shí)焊絲末端的坐標(biāo)，從而得到與第一層焊道平行的不同層道上的焊接軌跡；每層焊道上最上一道焊道焊槍角度為坡口角度的二分之一，自上而下第二道焊道焊槍角度為（50-γ）度，γ是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)值設(shè)定的常量，其余各道焊道焊槍角度為50度，最終得到焊槍末端的位姿數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種集箱大管座馬鞍形軌跡自動(dòng)化焊接方法，其特征在于，數(shù)控焊接系統(tǒng)采用焊接機(jī)器人系統(tǒng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種集箱大管座馬鞍形軌跡自動(dòng)化焊接方法，其特征在于，焊接工藝為直流反接條件下的MAG焊，相關(guān)工藝參數(shù)為：焊絲直徑1.2mm，焊接電流280-300A，焊接電壓29-31V,焊接速度500mm/min。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種集箱大管座馬鞍形軌跡自動(dòng)化焊接方法，其特征在于，MAG焊保護(hù)氣成分為Ar：CO₂，氣體流量為22-25L/min。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集箱大管座馬鞍形軌跡自動(dòng)化焊接方法，其特征在于，步驟（5）中，使用電弧跟蹤傳感器矯正第一層焊道軌跡，以矯正后的第一層焊道軌跡為多層多道焊的基本軌跡，然后在此基本軌跡上進(jìn)行軌跡的偏移，形成多層多道焊的其他實(shí)際軌跡。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種集箱大管座馬鞍形軌跡自動(dòng)化焊接方法，其特征在于，焊接時(shí)，在焊搶的移動(dòng)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)母管，使熔池處于水平位置。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集箱大管座馬鞍形軌跡自動(dòng)化焊接方法，其特征在于，接管內(nèi)設(shè)有10-15mm厚的襯管。