[發明專利]一種鋼結構車體異形焊縫熔焊連接工藝

有效

• 申請號: 202011489572.2
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112719517B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 程洪建;鐘智勇;張沖;張志昌;李偉;賈羅云;葉光成;方寶;劉阿君
• 申請（專利權）人: 中車眉山車輛有限公司
• 主分類號: B23K9/028
• 分類號: B23K9/028;B23K9/16
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 張堰黎

本發明公開了一種鋼結構車體異形焊縫熔焊連接工藝。焊接由焊接機器人執行；將異形焊縫分別設置為曲線結構焊縫、水平直線結構焊縫和豎直直線結構焊縫，焊接由焊縫一端至另一端連續焊接作業；采用各自焊接規范。本發明工藝在不規則焊縫焊接過程中多種焊接模式自由切換，保證整段焊縫均勻一致。焊接過程中不需要人工干預便于實現產線的自動化。相較焊接專機，這種配合焊接機械手的連接工藝更適合多變化、變截面、多焊接位置復合的焊縫。焊縫無死區、無接頭，成型美觀，立向上與立向下焊接外觀成型基本一致。利用高頻擺弧立向下(PG)焊接的焊縫熔深達到平角焊(PB)位置熔深水平。

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，尤其屬于車體結構連接焊接技術領域，涉及非線性焊縫的焊接工藝，特別是一種鋼結構車體、如鐵路貨車敞車側墻柱頭異形焊縫熔焊連接工藝。

背景技術

在鐵路通用敞車車輛和公路專用汽車設計中，為了保證其使用的強度可靠性，幾乎都采用板柱式結構。現有的實際生產情況：對于M或N型非線性焊縫，目前鐵路行業內多采用人工焊接，且由于工件較大不利于翻轉，焊縫位置都采用立向上(PF)和立向下(PG)焊接。這樣產生的問題就是立向上焊接焊縫成型很難良好，焊工操作水平要求極高；立向下焊縫焊接后焊縫焊道偏窄，熔深偏淺。傳統的單一直流MAG氣體保護焊雖然效率高，但已經不能再適應今后的焊接質量高要求、焊縫位置不規則、重復度較高的精細焊縫焊接。

發明內容

本發明根據現有技術的不足公開了一種鋼結構車體異形焊縫熔焊連接工藝。本發明目的是提供一種針對包括M形焊縫結構或N形焊縫結構，還包括直線和圓弧過渡直線焊縫的自動焊接工藝。

本發明通過以下技術方案實現：

鋼結構車體異形焊縫熔焊連接工藝，焊接由焊接機器人執行；其特征在于：將異形焊縫分別設置為曲線結構焊縫、水平直線結構焊縫和豎直直線結構焊縫，焊接由焊縫一端至另一端連續焊接作業；包括以下工藝：

水平直線結構焊縫焊接規范：焊接電流230-250A，焊接電壓23-26V，焊接速度6-8mm/s，氣流量18L/min，擺弧寬度0mm，擺弧頻率0赫茲，停留時間0s，直流焊接；

豎直直線結構焊縫立向上焊接規范：焊接電流100-110A，焊接電壓15-17V，焊接速度2-3mm/s，氣流量18L/min，擺弧寬度4mm，擺弧頻率2赫茲，停留時間0.5s，直流焊接；

曲線結構焊縫焊接規范：焊接電流180-220A，焊接電壓19-23V，焊接速度3-4mm/s，氣流量18L/min，擺弧寬度0mm，擺弧頻率0赫茲，停留時間0s，直流焊接；

豎直直線結構焊縫立向下焊接規范：焊接電流110-120A，焊接電壓13-16V，焊接速度2-3mm/s，氣流量18L/min，擺弧寬度5mm，擺弧頻率2赫茲，停留時間0.5s，高頻脈沖焊接。

本發明焊接保護氣體體積比為：碳鋼或高強度低合金鋼焊接80％Ar+20％CO₂；不銹鋼焊接97％Ar+3％CO₂；焊接填充材料為：碳鋼或高強度低合金鋼焊接ER55-G；不銹鋼ER308LSi-G。

本發明自動焊接機器人為多關節焊接機器人，重復定位誤差不大于0.1mm，重復循環誤差不大于0.2mm；具體關節數量視焊接工況而定，可以四關節或六關節；焊接機器人能與焊接電源實時互聯通訊，當末端關節焊槍到達每一段焊縫起始位置時，能向焊接電源發出焊接規范調整指令，調用相應的焊接參數進行焊接作業。

本發明焊接工藝能夠保持M形或N形完整焊縫的焊腳尺寸大小一致。兩側水平直線段焊縫為對稱焊縫，采用相同規范；異形焊縫焊段局部為平位置對接焊縫；兩側豎直段焊縫亦為對稱焊縫，但為了不留下焊接接頭，機械手夾持焊槍必然一邊立向上一邊立向下，因此會產產生一段立向下焊縫，為避免立向下焊接焊縫薄弱的缺點，需要使用高頻脈沖焊接，加大焊接熔深，略大的焊縫焊接規范保證焊縫有效厚度。