[發(fā)明專利]一種集箱大管座馬鞍形軌跡自動化焊接方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310023675.3
• 申請日: 2013-01-22
• 公開（公告）號: CN103111730A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設計）人: 黃享才;崔江濤;唐偉;王忻濤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中電華強焊接工程技術有限公司
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173;B23K9/02;B23K9/235;B23K9/095
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(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計原則，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，對所述接管的接頭處進行切削加工，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工藝參數(shù)輸入數(shù)控焊接系統(tǒng)，計算出采用多層多道焊時焊槍末端的位姿數(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準截面積，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，對接管的連接處進行切削加工。

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)按照以下方法計算焊槍末端的位姿數(shù)據(jù)：

將整個焊道截面按三角形計算，其中第一層焊道截面按三角形計算，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算，由焊接工藝的相關工藝參數(shù)計算得到單個焊道的截面積，由此得到焊道總數(shù)，而后按照等差數(shù)列求和的方式計算得到焊道層數(shù)，并將每個菱形或梯形的左下角點的位置坐標作為焊槍焊接時焊絲末端的坐標，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)驗值設定的常量，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化焊接方法，其特征在于，數(shù)控焊接系統(tǒng)采用焊接機器人系統(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化焊接方法，其特征在于，MAG焊保護氣成分為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行軌跡的偏移，形成多層多道焊的其他實際軌跡。

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化焊接方法，其特征在于，焊接時，在焊搶的移動同時轉(zhuǎn)動母管，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化焊接方法，其特征在于，接管內(nèi)設有10-15mm厚的襯管。