爬行式弧焊机器人立向与横向焊接工艺的研究（一）

HEATS

前言
　　随着科学技术的发展，大型重要构件的焊接越来越多，仅仅依靠手工焊接难于满足焊接质量和焊接效率的要求，焊接自动化将成为焊接技术发展的必然趋势。 在此介绍新型爬行式弧焊机器人的焊接工艺问题，其目的是为了实现大型构件的全位置自动化焊接。

　　该系统对国内外现有的焊接设备和方法来说是全新的，所以在整个设计、完善和试验过程中不可避免的遇到了很多问题和困难，在此就焊接试验过程中所遇到的问题和采取的解决办法做一说明。

1 爬行式弧焊机器人系统
　　爬行式弧焊机器人系统的构成主要由永磁履带爬行机构、激光图像传感系统、信息处理及跟踪控制系统所组成，如图1 所示。爬行机构是机器人的运动动力系统；图像传感与信息处理系统构成焊接识别系统，以识别焊缝，与跟踪控制系统一起组成焊缝跟踪系统，以实现运动中的焊缝跟踪和焊接。
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　　在十字滑块的上滑块上固定有螺丝可调节钢臂，其平行于机器人车体，用以焊枪的对准调节。前端为摆动器，其上可夹持焊枪，用以完成焊接过程焊枪的摆动，参数可调。

　　为了保证焊接电流在试验过程中稳定可靠，以使焊接试验能够较准确地反映该套系统用于焊缝跟踪焊接的实际效果，焊接用电源和送丝机构选用芬兰KEMPPI公司生产的 KEMPPI PR0500，它的焊接模式、焊接脉冲、电流、电压等多项焊接参数均可随时手动调整，在焊接过程中并能根据已有参数自动稳定焊接电流、电压。

2 焊接工艺与试验
　　采用该系统我们做了两种位置的焊接试验，分别为立焊和横焊（大型构件主要的焊接位置分为立焊和横焊，针对这两种焊接位置来进行试验研究。） 在实际手工焊接的过程中!这两种位置的焊接所采用的焊接方法有很大差异，工艺方法也就有很大不同。
2.1 试验材料
　　为符合在工业生产中的造船、制罐等实际用材情况，选用普通碳钢!焊丝选用直径1.2MM 镀膜焊丝。
2.1 焊接工艺
2.2.1 焊接方法
　　采用氩气、co2混合气体保护MIG 脉冲焊；背面使用陶瓷衬垫；单面焊双面成形工艺&盖面根据焊接位置为立焊一道、横焊多道成形。
2.2.2 焊接坡口
　　a. 立焊。 坡口选用“V”型坡口，具体坡口形式及尺寸如图2所示。焊前坡口及周围20MM范围内清除水、油、锈等，露出金属光泽，以保证激光图像传感系统对焊缝的顺利识别。
　　b. 横焊。坡口选用不对称"v"型坡口,具体坡口形式及尺寸如图3 所示。焊前需处理坡口表面。

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