抗侧滚扭杆座机械手焊接工艺探讨

引言

在转向架智能产线上，某构架抗侧滚扭杆座焊缝由传统的人工焊接改为机械手焊接，该焊缝为PC 位置的单边V 型坡口角焊缝，坡口角度∠60（如图一所示），工艺要求焊角宽度值 _D=10-15mm ，由于焊角过大，为了满足焊角要求，减少焊缝上口咬边缺陷的产生，在人工焊接时通常采用两层三道的焊接方法（如图二所示），该方法焊后打磨量大且焊缝成型差，在智能产线应用中，现改为机械手焊接，机械手焊接时为了防止焊缝点位移，电弧跟踪跑偏等影响，故采用两层两道焊接方法，具体方法如下：

表一：焊接参数表

一、焊前准备

抗侧滚扭杆座为铸造件，根据工艺要求焊前需要对焊缝及周边进行火焰预热，预热温度（120-150） °C 。在焊接抗侧滚扭杆座之前，首先采用防护工装对扭杆座加工面进行防护，防止焊渣进入加工面和螺纹孔。（如图三所示）然后调用机械手MASTER 主程序中自动换枪子程序，将焊枪更换成烤枪（如图四所示）。烤枪更换完成后，继续调用机械手MASTER 主程序中自动点火子程序KQDH。机械手点火时由于机械手氧气和丙烷管路较长，需要重新调整氧气、丙烷压力表数值（氧气表调整至1MPa，丙烷调整至0.05MPa）（如图五所示）并重新调整机械手烤枪火焰调节阀（如图六所示）。为了提高点火效率，设置并延长机械手自动点火时点火器和烤枪等待时间，机械手点火程序修改如下：

LOBB： 点火开始 RESET （10） 关闭点火器 RESET （11） 关闭烤枪气体输出 WAITS （1） 等待1 秒 SET （11） 打开烤枪气体输出 WAITS （4） 烤枪等待4 秒 SET （10） 打开点火器

烤枪点火完成后，开始对焊缝进行预热。（如图七所示）预热范围焊缝中心线 75mm 以内，机械手对整条焊缝进行预热后。采用烤枪红外探头对抗侧滚扭杆座进行温度识别传感，并发送数据与PLC 通讯，通讯点PLC GET（0，30，0）。检测温度到达130 度及以上预热完成，低于此温度通过程序条件判断命 $＼ntriangle { ＼cdot } ＼stackrel { ＼triangledown } { ＼boldsymbol { ＼surd } }$ IF THEN 进行判断后，JUMP命令跳转至烤火命令行标。再次循环执行以上预热程序，直至达到预热温度后停止预热，关闭烤枪火焰。具体程序修改如下：

NGKH1： 扭杆座1 烤火开始

GP （1000） 空间位置点

＼$ （100） 烤枪烤火速度

GC （1001..1006） 烤火路径点

DECH 删除偏移量

GP （1007） 烤枪空间过渡点

GP （1008） 烤枪测温点

WAITS （4） 测温等待4 秒

A： =0 变量A 赋值为0

PLCGET （0，30，A） PLC 数据交换

IF A=1 THEN JUMP HJ1 条件判断，温度符合跳转至焊接1

IF A<>1 THEN JUMP NGKH1 条件判断，温度不符合跳转至NGKH1

再次循环烤火

HJ1： 焊接开始路径

四、结论

通过CLOOS 机械手多层多道焊方法的应用。同时调整机械手焊枪角度，并对机械手编程方法进行优化改进。构架抗侧滚扭杆座焊缝焊角尺寸满足工艺设计要求。焊缝无未填满、咬边等缺陷。相比较手工焊接，机械手焊缝宽窄一致、成型美观，焊缝转角圆滑过渡。减少焊后修磨时间，提高产品质量。再加上采用机械手自动换枪和自动预热，缩短机械手焊前准备时间，能够大幅度提高工作效率。为后期机械手焊接小部件焊缝提供有力借鉴。