滾輪環縫自動焊接專機的研制及應用

摘 要：一直以來，圓形工件依靠手工焊接都得不到較好的焊接效果，若是工件需大批量生產手工焊接則更是影響工作效率，本文以滾輪為例，通過分析研究，試制成功其環縫自動焊接專機，專機的應用能極大的提高焊接效率和焊接質量，收效顯著。

關鍵詞：圓形工件環縫焊接專機

中圖分類號:TG47文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(a)-0044-02

1 前言

一直以來，圓形工件依靠手工焊接都得不到較好的焊接效果，若是工件需大批量生產手工焊接則更是影響工作效率，若能針對特定的零件研制其環縫自動焊專機則有可能很好的解決此問題。

滾輪作為壓路機作業裝置的關鍵零部件要求較高的強度和加工精度，滾輪上下兩塊側板均為毛坯面，由卷板機壓制成形，壓制過程中的精度較難控制，造成滾輪外形的圓度誤差較大，加之滾輪型號較多，尺寸不一，這都直接導致了滾輪的加工過程相對不易，尤其兩條內角環縫焊接工藝較為復雜，滾輪采用手工焊接時經常難以保證焊角尺寸，給焊接帶來了極大的困難，產品質量也無法得到保障，一次校檢合格率較低，加之需求量較大大，手工焊接已遠遠不能滿足要求。基于此，我司研發設計了這臺滾輪環縫自動焊接專機。通過幾年的使用，焊機運轉良好，焊件的質量和產量都達到了相關要求，獲得了令人滿意的效果，從而有利地保障了公司的生產，大大提高了滾輪產能，獲得了顯著效益[1]。

2焊接工藝方法選擇

零件的焊接材料為低碳鋼，焊接形式為丁字接頭單面V型坡口，如圖1所示。

企業中焊接專機一般采用CO2氣體保護焊或MAG焊，為了零件獲得較好的焊接效果，我們對兩種焊接工藝應進行了試驗，且分別收集了其焊接飛濺，測定其飛濺率，通過分析，得出以下結論：

(1）CO2氣體保護焊

電弧穩定性差，熔滴呈非軸向過渡，飛濺大，飛濺率在2%左右，飛濺清理難度大，且浪費了焊材，且焊縫成形差，焊絲合金過渡系數降低（約為8%～12%），焊縫金屬沖擊韌性低等。

(2）MAG焊（Ar+CO2混合氣體保護焊）

顯著提高電弧穩定性，熔滴細化，過渡頻率增加，飛濺大大減少(飛濺率小于1%，采用射流過渡時幾乎無飛濺)，減少焊后清理工作量，節能降耗，改善操作環境，且焊縫成形美觀。此外，采用混合氣體保護還可以改善熔深形狀，未焊透和裂紋等缺陷大大減少，并能提高焊縫金屬的韌性。

可見，MAG焊較之于CO2氣體保護焊有很大的優越性，為確保焊接質量，本專機選用MAG焊，氣體純度為80%Ar+20% CO2[2]。

3工件模型

滾輪工件共有四種型號，外圈直徑分別為φ1200、φ1300、φ1500及φ1700，工件示意圖如圖2所示。

4 專機的基本結構組成

4.1 專機基本結構

下圖所示，滾輪環縫焊接專機由控制系統（焊接電源、電腦等）、操作機、除系統、焊槍、焊槍調整機構、滾輪定位工裝（對中錐軸、水平回轉機構等）及回轉系統組成，如圖3所示。焊接時，滾輪工件豎直立放在水平回轉臺上，利用工裝固定其位置，通過控制系統控制操作機移動到適合焊接的位置，通過焊槍調整機構使焊槍自動考上滾輪內圓，進行焊接工作。

4.2 專機的主要功能

（1)簡易實用的工件定位系統，使用專機焊接時，滾輪工件豎直立放在水平回轉臺上，利用工裝上安裝的對中錐軸準確定位滾輪的焊接位置，定位錐軸由三層臺階構成，不同的滾輪安裝在不同臺階上，滿足了各種型號滾輪的安裝需要，對中錐軸結構簡單實用，很好的保證了工裝的定位可靠性，定位精度為3mm，且工件的吊入定位及吊出都非常方便。

(2)焊接時焊槍的準確跟蹤焊縫是通過靠輪系統實現。如圖4所示的焊縫跟蹤靠輪系統，在焊槍調整機構上安裝合適重量的配重塊，通過配重塊的重力促使定位滾輪靠上工件內圓，其動作方向可參見箭頭所示，焊槍調整機構依靠鉸鏈機構與主體相連，動作簡單靈活，也方便實用，實現焊縫的準確跟蹤，誤差小于1mm，滿足施焊要求。焊槍角度可調，達到理想的焊槍工作角及行走角，得到理想的焊縫成型。

(3)具有焊縫長度控制功能，誤差不大于1mm。具有收弧自動填滿弧坑功能。焊縫接頭成型良好，無需人工修補。

(4)專機焊接時，控制系統可以將每層的參數都存儲在電腦當里，并賦予一組編號，每次焊接都可以很方便的調用，省去了反復調整參數的麻煩。施焊過程中各焊接參數可實時調整，應對坡口不均勻帶來的焊縫成型偏差，焊接參數的調整非常靈活。

(5)具有排煙功能，專機上安裝有除塵系統，保證焊接時能擁有一個良好的操作環境。

5 焊接工藝

工件焊接層數共4層，各層的參數如表1所示。

6 結論

滾輪環縫自動焊接專機的成功研制，極大的提高了滾輪環縫的焊接質量，使滾輪的焊接一次校檢合格率提高到99%以上，產品質量和生產效率得到極大的提高，降低了生產成本，取得了顯著的經濟效果。

參考文獻

[1]劉新勝.現代制造技術與裝備[J].焊接技術，2008，6:47-48.

[2]孫學娟.汽車傳動軸精確定位雙環縫自動焊接專機的研制[J].焊接技術，2003，32(2):25-28.