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1、 浅谈焊接机器人焊接飞溅问题在生产中的控制部 门：制造一部姓 名：张志平 摘 要 随着市场需求及科学技术的不断发展，工业机器人的出现使人们自然而然首先想到用它代替手工焊接，减轻焊接劳动动强度，同时也可以保证焊接质量和提高焊接效率。我司采用焊接机器人进行汽车尾气净化器的焊接。采用机器人焊接，将零件由手工焊接转化为自动化焊接，实现了批量生产，有效的提高工作效率。但产品在焊接过程产生大量的飞溅，针对此问题从设备匹配、程序控制、材料措施、冶金因素等方面分析了飞溅形成的机理，综述了控制飞溅的方法。关键词 焊接机器人；汽车尾气净化器；焊接飞溅 在我公司采用焊接机器人进行汽车尾气净化器焊接的过程中，极易产生
2、焊接飞溅，大量的飞溅造成喷嘴堵塞现象(见图1)，气体的保护效果变差。飞溅的金属粘在导电嘴上，还会导致焊丝无法正常送进，引起焊接过程不稳定，多次起弧、焊缝成形差等焊接缺陷，不仅增加了焊丝的损耗并使焊件表面被金属熔滴溅污，严重的影响了焊缝外观也增加了辅助工作量，因此，有效地控制焊接飞溅，有利于提高工作效率，减少飞溅对工装的破坏，改善焊接操作环境。减少焊丝的损耗，更有利用产品质量的保证。导电嘴因飞溅堵塞损坏 产品筒体内焊接飞溅1 汽车发动机尾气净化器焊接产生飞溅原因分析产生飞溅的原因主要有：(1)由于汽车尾气净化器几何形状复杂，机器人的焊枪无法到达指定的焊缝位置或焊枪姿态，而产生飞溅。(2)焊接机器
3、人程序控制引起的飞溅。这种飞溅是在焊接的过程中，除由电弧的电流、电压、电感值等工艺的选择不当而造成外，焊枪的角度，焊枪与母材的距离等也对焊接质量及金属的飞溅有影响。(3)由冶金反应引起的飞溅。机器人焊接时采用MAG焊：由于焊接过程中存在二氧化碳，气体有强烈的氧化性，在熔滴和熔池中，碳被氧化成CO气体，在电弧的作用下，体积急剧膨胀，突破熔滴或熔池表面的约束爆破，从而形成飞溅。(4)由极点力引起的飞溅。飞溅主要取决于电弧的极性，采用直流正接时，正离子飞向焊丝末段的熔滴，机械冲击力大，而造成大颗粒的飞溅。(5)熔滴短路过渡引起的飞溅。飞溅发生在短路过渡过程中当电源的动特不好时则更显得严重。当短电流值
4、过大时，或短路最大电流速度增长过快，熔滴刚与熔池接触，由于短路电流的强烈加热及电磁力的作用，缩颈处的液态金属发生爆破，产生较多的细颗粒飞溅。如果短路电流速度增长过慢，短路电流不能及时的增大到需要的数值，缩颈处就不能迅速断裂，使伸出导电嘴的焊丝在长时间的加热下，成软化或短落，并伴随着较大的颗粒飞溅。(6)非轴向熔滴过渡造成的飞溅。飞溅是在粗滴过渡焊接时由于电弧的斥力所引起的，熔滴在极点力的和弧柱中气流的共同作用下被推向焊丝末段的一边，并抛到熔池外面，使熔滴形成大颗粒的飞溅。我司目前处理焊机飞溅的临时措施：2 汽车发动机尾气净化器焊接减少飞溅的措施21设备匹配方面焊接机器人的传感器作用日益重要，除
5、采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，焊接机器人还应用激光传感器、视觉传感器和力传感器，实现焊缝自动跟踪和自动化生产线上物体的自动定位以及精密装配作业等，从而提高机器人的作业性能和对环境的适应性。22程序控制方法在机器人程序控制方面，程序可对焊接电流、焊接速度、弧长等多项参数进行分析和控制，对焊接操作程序和参数变化等作出显示和数据保留，从而给出焊接质量的确切信息。23材料措施(1)焊接电流与电弧电压。机器人焊接选择不同直径的焊丝，其飞溅率和焊接电流不同。以直径12mm焊丝为例，电流小于150A和大于300A飞溅率都较小，介于二者之间则飞溅率较大时，所以在选择焊接电流时应尽可能避开飞溅率高的混
6、合过渡区，且电弧电压与焊接电流匹配。(2)焊丝的伸出长度。一般焊丝的伸出长度越长，飞溅率就越高，如直径12mm的焊丝，焊丝伸出长度从20mm增加到30mm，飞溅率约增加5，所以在保证不堵塞喷嘴的情况下，应尽可能缩短焊丝的伸出长度。(3)焊枪的姿态。根据汽车发动机尾气净化器板材的厚度，焊接空间位置的不同，焊枪垂直时飞溅率最小，倾斜角度越大，飞溅越多，在调整焊枪姿态时前倾或后最好不过200。 (1)细滴过渡时，CO：气体的物理性质决定了电弧斑点力较大，这是C02焊产生飞溅的主要原因。在C02中加入了气后，改变了纯C02的物理性质。随Ar气的增大，飞溅减小，经过试验飞溅损失率变化最显著的是细滴直径大
7、于08的飞溅，对直径小于08的细滴飞溅影响不大。混合气体的成本虽比纯CO：高，但可以从材料损失和节约清理飞溅的时间上补偿。所以采用CO：+混合气体，总成本还有降低的趋势。另外，C02+凡混合气体的焊缝金属低温韧性值也比纯C02高。(2)采用超低碳焊丝。在短路过渡或细滴过渡的C02焊中，采用超低的合金钢焊丝，能够减少由CO气体引起的飞溅。结束语通过以上试验，降低了飞溅的不利影响，减少了焊材的损耗及辅助工作量，减轻了工人的劳动强度，有效的改善了工人的劳动环境。同时，增加了汽车发动机尾气净化器的产量，提高质量，降低成本，突出了机器人焊接的优势，有利于焊接机器人在自动焊接生产线上推广、应用。参考文献1陈伯蠡 焊接工程缺陷分析与对策 m机械工业出版社20062张洪哲 焊接应力和变形的控制方法j企业科技与发展 2009
