[發(fā)明專利]鋁合金雙面雙弧自動MIG焊焊接的裝置及方法

在審

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• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106735772A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐國成;高大偉;張海滄;谷曉鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173;B23K9/235
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責(zé)任公司22100
• 代理人: 王怡敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種鋁合金雙面雙弧自動MIG焊焊接的裝置及方法。

背景技術(shù)

鋁合金由于具有強度高、耐腐蝕性好等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、機械制造等領(lǐng)域。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)及工業(yè)的快速發(fā)展，對于鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求不斷增加，使得研發(fā)高效率、高質(zhì)量的鋁合金焊接技術(shù)成為研究熱點。

雙面雙弧焊（Double-Sided Arc Welding，簡稱為DSAW）是一種新型的高效率的焊接方法，它采用兩個同種電弧或不同的電弧在工件的兩面同時施焊，具有熱輸入小、焊接變形和熱影響區(qū)小、顯著增加熔深、焊接生產(chǎn)效率高的特點，提高了焊接電弧的穿透能力，能夠在一定程度上解決一直困擾弧焊領(lǐng)域的高生產(chǎn)效率和高焊接質(zhì)量的矛盾。雙面雙弧焊根據(jù)兩個電弧的相對位置可分成非對稱焊接和對稱焊接。

目前，雙面雙弧對稱焊接采用手工焊接，焊接質(zhì)量過于依賴于焊工的操作技巧和經(jīng)驗，同時焊接過程中焊工勞動強度大，勞動條件差，因而與自動化焊接相比，手工焊接的焊接質(zhì)量穩(wěn)定性差，焊接效率低，并且焊接產(chǎn)品缺陷多，易變形，從而造成焊接質(zhì)量無法保障，廢品率高，焊接成本高。亟待改進。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鋁合金雙面雙弧自動MIG焊焊接的裝置及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題。本發(fā)明通過工控機對雙焊接電源及雙機械手系統(tǒng)一體化協(xié)同控制，調(diào)整焊接脈沖電流、焊接速度等工藝參數(shù)，實現(xiàn)雙面雙弧同步對稱焊接，解決了手工對稱焊接的焊接質(zhì)量穩(wěn)定性差的問題，減少了焊接變形，提高了焊接效率，減少焊接缺陷，節(jié)約焊接成本，確保了焊接質(zhì)量。熔化極惰性氣體保護焊（Metal Inert Gas Welding，簡稱為MIG焊）是一種使用熔化電極，以Ar或He等惰性氣體充當(dāng)保護氣體的焊接方法。該方法特別適合于焊接不銹鋼、銅、鋁及其合金等材料，焊接過程幾乎沒有氧化燒損，勞動生產(chǎn)率較高。而且采用MIG焊焊接鋁及鋁合金時，對其具有良好的陰極霧化作用，可有效的去除氧化膜，提高接頭的焊接質(zhì)量。

本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

鋁合金雙面雙弧自動MIG焊焊接的裝置，包括MIG焊槍1、焊槍支架2、三坐標機械手3、焊槍角度自動調(diào)節(jié)裝置4、軸承5、伺服電機6、工件立板7、工件底板8及工控機9，所述MIG焊槍1固定在焊槍支架2上，焊槍支架2通過設(shè)置在焊槍角度自動調(diào)節(jié)裝置4內(nèi)部的伺服電機6和軸承5連接在焊槍角度自動調(diào)節(jié)裝置4上，焊槍角度自動調(diào)節(jié)裝置4通過螺栓固定連接在三坐標機械手3上。

所述的焊槍支架2通過焊槍角度自動調(diào)節(jié)裝置4中的伺服電機6與工控機9連接，由工控機9控制焊槍角度自動調(diào)節(jié)裝置4中的伺服電機6調(diào)整焊接過程的角度。

所述的MIG焊槍1設(shè)有兩個，兩個MIG焊槍1相對于工件對稱布置，且MIG焊槍1的槍頭與工件立板7之間的距離為1mm～10mm；MIG焊槍1的中心線與工件底板8的水平中心線夾角為28°～32°。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種鋁合金雙面雙弧自動MIG焊焊接的方法，包括如下步驟：

（1）將待焊接的工件立板7開50°坡口，鈍變?yōu)?mm，并對焊接接觸表面進行打磨，去除氧化膜，固定工件，組對間隙為0～3mm；

（2）打開氬氣氣閥，調(diào)整氬氣流量為12～18L/min，打開水冷裝置，開啟送絲裝置、焊接電源；

（3）設(shè)定參數(shù)，焊接電流為130～200A，電弧電壓為20～25V，焊接速度為5mm/s；

（4）由工控機9控制同時引燃兩個MIG電弧，兩個MIG焊槍1開始勻速移動；

（5）焊接完成后，關(guān)閉MIG焊槍1的電源。

所述的焊接電源采用非同步協(xié)同式直流脈沖模式，即兩個電源脈沖的高電平與低電平不同時出現(xiàn)但脈沖周期、幅值等完全相同。

本發(fā)明的有益效果在于：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

（1）焊接過程中，焊槍由電機帶動勻速移動焊接，提高了焊接穩(wěn)定性和焊縫質(zhì)量；

（2）由于兩個MIG電源模塊采用非同步協(xié)同式直流脈沖模式，有利于控制電弧，降低了電弧之間的相互作用，使熔池能夠得到恒定的熱量輸入，因此提高了電弧能量的利用率，保證了焊接過程的穩(wěn)定性；

（3）相比于單面單弧焊，雙面雙弧MIG焊有助于改善焊縫成型，減少焊接變形，調(diào)整工件的殘余應(yīng)力分布，降低接頭殘余應(yīng)力；

（4）雙面雙弧焊能夠提高一次焊接合格率，節(jié)省工藝材料，提高焊接效率。

附圖說明