[發明專利]一種焊接機器人

在審

• 申請號: 201810182183.1
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108145283A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 劉瑋;朱龍英;林鑫焱;郭俊;耿龍偉
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: B23K9/12
• 分類號: B23K9/12;B23K9/133;B23K9/173;B23K9/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種焊接機器人，包括焊槍、機架、線性模組、伺服電機、焊絲盤、焊絲、送絲機構、氬氣罐、輸氣管、控制箱以及專用夾具，所述焊槍在伺服電機的驅動下，隨線性模組的滑臺水平滑動，在兩塊鋯合金板組成的U型坡口焊道內往復施焊，且在各焊道中部不做停留。本發明提供焊接機器人，操作方便，成本低，不受周圍環境限制；自動化程度較高，焊接效率比傳統焊接方法提高一倍以上。

技術領域

本發明涉及焊接技術領域，尤其涉及一種焊接機器人。

背景技術

鋯是一種耐蝕金屬，屬稀貴有色金屬材料，鋯及鋯合金具有優良的耐腐蝕性，它對大多數有機酸、無機酸、強堿及一些熔鹽有非常好的耐蝕性；并且具有較好的耐熱性、加工性，在石油、化工、核能等行業均有應用。但鋯金屬在焊接時對焊接工藝及焊接條件要求較高，焊縫和熱影響區易被空氣中的氧、氫、氮等元素污染，生成硬而脆的化合物，并產生脆性的針狀組織，使焊接接頭的硬度、強度提高，但塑性下降，耐腐蝕性也大幅下降。

傳統鋯合金板的焊接采用手工氬弧焊打底，手工電弧焊蓋面，這種方法由于受人員、設備、材料、環境的影響，焊縫易產生裂紋、氣孔、夾渣、未熔合、未焊透等缺陷，熱輸入量過大，熱影響區增大；而且這種焊接方法效率低，操作者勞動強度大，產品質量上也存在參差不齊、穩定性差的缺點。

采用焊接機器人焊接可以使工人從大強度的體力勞動中解脫，節省人力，焊接時對于每條焊縫的焊接參數都可進行設定，減少焊接質量受人的因素的影響，降低了對工人操作技術的要求，提高了焊接質量及質量穩定性，雖然焊接機器人在焊接領域具有上述優勢，但目前沒有一種專門用于鋯合金板焊接的焊接機器人。

本發明提供一種焊接機器人，操作簡便，成本低，不受環境限制，自動化程度較高，在整個工藝過程中保護鋯材防止污染，焊接接頭具有較高的強度并同時具有優異的塑性和韌性。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種焊接機器人。

本發明是以如下技術方案實現的：

一種焊接機器人，所述焊接機器人包括焊槍、機架、線性模組、伺服電機、焊絲盤、焊絲、送絲機構、氬氣罐、輸氣管、控制箱以及專用夾具。

進一步地，所述焊絲為藥芯焊絲，所述藥芯焊絲由鋯合金外皮內裹藥芯組成。

進一步地，所述藥芯焊絲包括鋯英砂、金紅石、金屬鉻、鈮粉、硅錳合金、鉬鐵、釩鐵、鎳粉、鎢粉、鈷粉、鋁鎂合金、蒙脫石、氟鋁酸鉀、氧化銻、鈀粉、高嶺土、鉀長石和鐵粉。

進一步地，所述焊接機器人的使用流程包括以下步驟：

步驟1、對兩塊需要焊接的鋯合金板進行機械加工，并對鋯合金板口表面進行清理，去除鐵銹、油脂和灰塵；

步驟2、將兩塊鋯合金板固定在專用夾具上，確保兩塊鋯合金板的相對位置及其間隙，形成U型坡口，同時確保焊縫和所述焊槍的位置關系；

步驟3、所述焊槍在所述伺服電機的驅動下，隨所述線性模組的滑臺水平滑動，焊槍在U型坡口焊道內進行“自適應正弦波”軌跡擺動施焊，且在各層焊道間往復施焊；

所述“自適應正弦波”信號由控制箱控制，發送至伺服電機和焊槍，所述“自適應正弦波”軌跡按如下算法實施：

正弦信號的表達式為：

其中：A--正弦波的振幅；--正弦波的初始相位角；f--正弦波的頻率(Hz)；ω—圓頻率，等于2πf；t--時間

所述“自適應正弦波”軌跡S的特點是正弦波頻率隨著焊接過程逐漸變化，公式為：