[發(fā)明專利]薄殼車體自動焊接裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410005374.2
• 申請日: 2014-01-06
• 公開（公告）號: CN103659137A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮和永;張寶東;高金良;陳泳;鄭曉萌;李國強(qiáng);劉興成;耿景剛;侯建;李巍;祝國榮;劉長華;李鳳軍;李紅文;候錦毅;郭殿軍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京北方車輛集團(tuán)有限公司
• 主分類號: B23K37/047
• 分類號: B23K37/047
• 代理公司: 北京世譽(yù)鑫誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11368
• 代理人: 孫國棟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種焊接裝置及方法，具體涉及一種薄殼車體自動焊接裝置及方法，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

一些大型復(fù)雜薄殼車體通常采用高強(qiáng)鋼制成，高強(qiáng)鋼殼體結(jié)構(gòu)普遍采用焊接裝配，所以焊縫的性能就直接為大型殼體結(jié)構(gòu)部件的焊后服役壽命問題提供了初始邊界條件，其焊縫可靠性問題一直是困擾大型復(fù)雜薄殼車體制造的主要問題。

車體外部主焊縫是指車輛制造過程中，需要對車體外部焊縫進(jìn)行滿焊，目前已經(jīng)實現(xiàn)對車外長直焊縫的自動焊接。而有些焊縫較為復(fù)雜，實現(xiàn)自動化相對困難，故而使用焊絲進(jìn)行半自動氣體保護(hù)焊接，部分位置仍采用不銹鋼焊條手工焊接，以上兩種焊接方法存在的弊端是對焊接工人的依賴程度較高，對操作工人的熟練程度要求較高，否則焊接的車體焊縫質(zhì)量參差不齊，且外觀一致性較差；使用焊條進(jìn)行焊接容易造成焊條的浪費(fèi)，不能充分應(yīng)用。因此必須考慮提高車體自動焊覆蓋率。

機(jī)器人自動化焊接具有填充效率高、可實現(xiàn)焊縫的自動跟蹤和控制、焊接自動化程度高、對操作工人依賴性低、減輕對環(huán)境的污染、避免有害氣體對人體的危害等人工焊接無可比擬的優(yōu)勢，對于復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)的車體，焊接機(jī)器人不僅能夠連續(xù)且穩(wěn)定地進(jìn)行復(fù)雜的焊接，而且還具備自動原點(diǎn)定位、焊縫自動跟蹤、多層焊接補(bǔ)償、自動搖擺及波動動作和外部軸協(xié)調(diào)聯(lián)動控制等輔助功能。與人相比，機(jī)器人在焊縫與焊縫間移動速度高，焊接質(zhì)量更加穩(wěn)定且焊接速度快，產(chǎn)量將得到很大的提升，此外機(jī)器人焊接還可以通過加大電流、提高電壓和加快焊接速度來進(jìn)一步提高焊接生產(chǎn)率。因此如果將自動焊覆蓋率提高，會對車體質(zhì)量、外觀有更大的提高。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種可有效提高焊接質(zhì)量和焊接速度并且可最大程度實現(xiàn)連續(xù)焊接的薄殼車體自動焊接裝置及方法。

為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種薄殼車體自動焊接裝置，其特征在于，包括：龍門架式焊接機(jī)器人，設(shè)置在前述龍門架式焊接機(jī)器人側(cè)方的升降式頭尾架式變位器，安裝于前述升降式頭尾架式變位器之間的翻轉(zhuǎn)架，以及控制前述焊接機(jī)器人、變位器工作的控制機(jī)構(gòu)；前述升降式頭尾架式變位器采用液壓升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行升降，旋轉(zhuǎn)范圍為±185°；前述翻轉(zhuǎn)架采用框架式結(jié)構(gòu)，底部鏤空。

前述的薄殼車體自動焊接裝置，其特征在于，還包括：與前述龍門架式焊接機(jī)器人配合的送絲機(jī)。

前述的薄殼車體自動焊接裝置，其特征在于，前述升降式頭尾架式變位器的尾架的液壓升降機(jī)構(gòu)能夠沿水平方向移動并且使工件前后傾斜15°。

一種薄殼車體自動焊接方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）清理車體待焊部位的油污、鐵銹及影響焊接質(zhì)量的雜物；

（2）將待焊的車體吊放在升降式頭尾架式變位器之間的翻轉(zhuǎn)架上，定位后夾緊車體；

（3）打開焊接用富氬混合氣體氣源，前述混合氣體含90%Ar、10%CO₂，調(diào)節(jié)氣體流量待用；

（4）將焊絲安裝到送絲機(jī)上，并送入龍門架式焊接機(jī)器人的焊槍中待用；

（5）按技術(shù)文件所示焊縫及位置，先對焊縫間隙大于1mm的焊縫進(jìn)行封底焊，然后進(jìn)行填充焊；

（6）旋轉(zhuǎn)升降式頭尾架式變位器，將車體頂部置于水平位置，對車體頂部焊縫進(jìn)行焊接；

（7）旋轉(zhuǎn)升降式頭尾架式變位器，將車體左側(cè)置于水平位置，對左下垂直甲板與底甲板焊縫進(jìn)行焊接；

（8）旋轉(zhuǎn)升降式頭尾架式變位器，將車體底部置于水平位置，對車體底部焊縫進(jìn)行焊接；

（9）旋轉(zhuǎn)升降式頭尾架式變位器，將車首抬起30°，對前下斜甲板與前下弧甲板焊縫、前下斜甲板與兩側(cè)垂直甲板焊縫進(jìn)行焊接；

（10）旋轉(zhuǎn)升降式頭尾架式變位器，將車體右側(cè)置于水平位置，對右下垂直甲板與底甲板焊縫進(jìn)行焊接；

（11）旋轉(zhuǎn)升降式頭尾架式變位器，將車體尾部置于水平位置，對車體尾部焊縫進(jìn)行焊接；

（12）龍門架式焊接機(jī)器人歸零位，對焊縫自檢和修磨，清理焊縫后將車體從翻轉(zhuǎn)架上卸下。

前述的薄殼車體自動焊接方法，其特征在于，前述富氬混合氣體氣源的氣體流量為15-25L/min。

前述的薄殼車體自動焊接方法，其特征在于，前述焊絲伸出焊槍的長度為10-20mm。

前述的薄殼車體自動焊接方法，其特征在于，在步驟（5）中，封底焊焊接工藝參數(shù)為：電流90-180A，電壓19-30V，填充焊焊接工藝參數(shù)為：電流220-280A，電壓26-36V。