SKS自動(dòng)MIG/MAG焊接系統(tǒng)應(yīng)用

項(xiàng)飛 何軍

摘 要：焊接工藝是汽車制造中較為關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)，機(jī)器人全自動(dòng)弧焊已經(jīng)是汽車生產(chǎn)領(lǐng)域不可缺少的焊接設(shè)備，本文主要敘述SKS焊接系統(tǒng)的硬件組成及使用和工藝調(diào)節(jié)，科學(xué)的焊接專家曲線，提高了不同板材與不同位置的焊接穩(wěn)定性，當(dāng)然好的焊接質(zhì)量及持續(xù)的穩(wěn)定離不開機(jī)器人焊接軌跡的調(diào)試，焊絲干伸長(zhǎng)的確定，以及焊接參數(shù)的優(yōu)化，最后總結(jié)了使用中其常見故障的分析與解決方法。

關(guān)鍵詞：焊接姿態(tài);干伸長(zhǎng);參數(shù);程序

Abstract：Welding process is a key technology in automobile manufacturing， robot automatic arc welding has been an indispensable welding equipment in the field of automobile production， this paper mainly describes the hardware composition and use of SKS welding system and process adjustment， scientific welding expert curve， improve the welding stability of different plates and different positions， Of course， good welding quality and continuous stability can not be separated from the robot welding trajectory debugging， welding wire dry elongation determination， as well as welding parameters optimization， and finally summarized the use of its common fault analysis and solutions.

Key words：Welding attitude;Stick out;parameter;program

0? 前言

目前汽車生產(chǎn)中，焊裝車間通常使用氣體保護(hù)焊（MIG/MAG）對(duì)汽車底板，中通道搭接處等進(jìn)行焊接，SKSQ80 機(jī)器人焊接系統(tǒng)的核心部件為完全可調(diào)控的自動(dòng)化Q80 控制器，當(dāng)與全機(jī)械化機(jī)器人系統(tǒng)協(xié)同工作時(shí)，控制器能夠指定參數(shù)，監(jiān)測(cè)并記錄焊接過(guò)程。該系統(tǒng)內(nèi)含各種焊接工藝及專家參數(shù)曲線，給不同材料的焊接帶來(lái)最優(yōu)的選擇。控制器使得系統(tǒng)各部件能夠完美交互。本文主要介紹microMIG焊接工藝的調(diào)節(jié)使用。

1? SKS自動(dòng)MIG/MAG焊硬件結(jié)構(gòu)

1.1 SKS焊接系統(tǒng)組成部分

SKS焊接系統(tǒng)和其他MIG/MAG焊接系統(tǒng)組成類似，都包含有焊接電源，送絲機(jī)，焊槍，控制器網(wǎng)絡(luò)通訊模塊等組成

2? SKS焊接工藝介紹

2.1? 焊接工藝種類

SKS焊接系統(tǒng)可根據(jù)不同需求焊接不同板材，如鐵，不銹鋼，鋁，鎳基材料，異種鋼材等，不同的板材有對(duì)應(yīng)不同的焊接工藝曲線。

⑴I-Puls（I脈沖）：

控制電流伴隨著電壓的調(diào)整是金屬電弧焊中最常用的脈沖，標(biāo)準(zhǔn)的電流控制脈沖焊接過(guò)程，更容易控制，電弧長(zhǎng)度自動(dòng)調(diào)節(jié);

⑵MIG/MAG

短路過(guò)度焊接，其工藝參數(shù)有AutoCOMP （自動(dòng)補(bǔ)償）自功能，即如果焊接時(shí)焊槍和工件之間的距離發(fā)生變化，或因外界因素導(dǎo)致電阻發(fā)生變化，系統(tǒng)將在可調(diào)范圍內(nèi)對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。這有助于維持工件的能量輸入 ，保持焊接的穩(wěn)定性

⑶KF-Puls（KF脈沖）

對(duì)比一般的單個(gè)參數(shù)控制的脈沖模式（I，U脈沖），KF脈沖即可控制電壓又可控制電流。此外，KF脈沖具有特有短路熔滴過(guò)渡功能，該工藝可以提高熔覆率，接近短路過(guò)渡方式，電弧可以很短，并且具有熱輸入很小的低飛濺電弧和良好間隙填充的特征，但是熔深很穩(wěn)定，在這個(gè)動(dòng)態(tài)曲線的作用下，電弧長(zhǎng)度可以自動(dòng)計(jì)算并調(diào)整，因此整個(gè)焊接過(guò)程可以保持穩(wěn)定的電弧長(zhǎng)度。

⑷microMIG

Micro Mig是在KF脈沖基礎(chǔ)上研發(fā)出來(lái)的， 基本原理是通過(guò)機(jī)械抽拉式完成熔滴的分離，其中可以添加或不添加脈沖過(guò)渡工藝。可使減小熱輸入量，焊接工藝可分為兩個(gè)階段。在熱的階段，以快速連續(xù)且可控的脈沖電流融化母材，以達(dá)到需求的融合性能; 由于電弧的施加能量顯著降低，在第二個(gè)“冷”的短路階段，可以將母材焊接區(qū)域的熱量導(dǎo)出到更偏遠(yuǎn)的區(qū)域。這導(dǎo)致了所施加的熱量的整體減少，由此可以可更好的控制對(duì)工件的熱輸入量，在保證融深的情況下也能實(shí)現(xiàn)無(wú)飛濺焊接。

2.2? microMIG焊接工藝的使用

上述可知，microMIG焊接工藝可實(shí)現(xiàn)無(wú)飛濺焊接且熱輸入量易于控制，所以通常采用此焊接工藝進(jìn)行調(diào)節(jié)。開啟microMIG焊接工藝步驟如下

①在SKS控制系統(tǒng)里選擇焊絲材料，及相應(yīng)焊絲直徑

②選擇對(duì)應(yīng)的焊接工藝“microMIG”，然后選擇使用的保護(hù)氣體比例，如氬氣大于9%的CO2混合氣

③設(shè)置對(duì)應(yīng)焊接工藝的焊接參數(shù)

·Wire feed（送絲速度）：根據(jù)不同板材，焊絲材料及直徑設(shè)置不同送絲速度，可參考技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置

板材 焊絲直徑 送絲速度 板材 焊絲直徑 送絲速度

低碳鋼 1.0mm 8-12m/min 不銹鋼 0.8mm 10-12m/min

1.2mm 6-10m/min 1.0mm 8-12m/min

鋁 1.2mm 7-10m/min 1.2mm 6-10m/min

5-8m/min

·Pulse seres（脈沖數(shù)）：可調(diào)節(jié)控制熱量輸入量及熔敷率參數(shù);脈沖數(shù)越大熱輸入越大，增加熔敷率;

·Reverse（焊絲回抽時(shí)間）：熔滴機(jī)械分離后，焊絲往回回抽多長(zhǎng)，可對(duì)弧長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制;數(shù)值越大弧長(zhǎng)越長(zhǎng)，熱輸入越低

·Pulse voltage（脈沖電壓）：在脈沖時(shí)間內(nèi)的最大電壓，需要根據(jù)電纜長(zhǎng)度（電阻）修正;數(shù)值越大，弧長(zhǎng)越長(zhǎng)，不可控制的熔滴分離

·Field charact.（特征域）：電流受脈沖時(shí)間的限制，100%= 520A，結(jié)合脈沖時(shí)間，產(chǎn)生熔滴脫離的功率;數(shù)值越大，增加弧長(zhǎng)，更多的熱輸入，可能產(chǎn)生咬邊

·Base current（基礎(chǔ)電流）：在基礎(chǔ)時(shí)間內(nèi)的最小電流，可用此參數(shù)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)熱輸入;數(shù)值大將增加熱輸入，焊絲直徑?jīng)Q定了最大的熱輸入量等級(jí)，在向前輸送的焊絲與工件間產(chǎn)生有效電弧. 相關(guān)的大電流（基礎(chǔ)電流）開始融化焊絲端部 - 熔滴生成

·Pulse time（脈沖時(shí)間）：脈沖階段的持續(xù)時(shí)間，通常結(jié)合脈沖電流產(chǎn)生熔滴的分離功率;數(shù)值越大將產(chǎn)生更多的熔滴，更多的熱輸入。在控制器上把脈沖時(shí)間設(shè)置成0，自動(dòng)切換成CC模式，在焊接中可以隨時(shí)切換兩種焊接模式（更換焊接程序）。

·Base current time（基礎(chǔ)電流時(shí)間）：基礎(chǔ)電流時(shí)間增加; 脈沖頻率減小，降低弧長(zhǎng)（短電弧）

2.3? 焊接軌跡的優(yōu)化調(diào)節(jié)

⑴ 焊絲干伸長(zhǎng)

焊絲干伸長(zhǎng)即切絲后焊絲端頭至導(dǎo)電嘴端頭間的距離，其直接影響弧長(zhǎng)及電阻熱，對(duì)焊接質(zhì)量有很大影響，一般為焊絲直徑的10-12倍，如使用1.0mm焊絲，則干伸長(zhǎng)可調(diào)節(jié)為12mm

⑵焊槍焊接姿態(tài)

焊槍焊接板材的姿態(tài)，如焊接方向，角度，離工件距離等對(duì)工件的熱輸入都有很大影響，所以我們需要根據(jù)實(shí)際板材厚度，搭接方式等的不同，調(diào)節(jié)焊接軌跡時(shí)焊槍離工件的垂直角度為0-15°，焊絲末端離工件距離為1-3mm，焊接方向采用前進(jìn)法時(shí)焊縫寬度大于后退法，焊縫高度小于后退法，焊道熔深小于后退法

2.4? 焊接時(shí)常出現(xiàn)的故障報(bào)警

“焊后粘絲”（故障代碼：38）

報(bào)警“粘絲”主要原因有兩個(gè)

①參數(shù)設(shè)置不合理，起弧參數(shù)（20A）太小，回?zé)堤。徒z速度過(guò)大，焊絲未來(lái)得及熔化就懟向工件造成短路報(bào)警;

②焊接回路接觸不好，或子旁路焊接分流，如焊接地線斷股，松動(dòng)，焊接時(shí)噴嘴、槍頸等部件與工件接觸等都將報(bào)錯(cuò)“粘絲”故障

3結(jié)論

⑴在使用SKS焊接系統(tǒng)時(shí)，首先要了解焊接材料，以及所使用的焊絲材料及直徑，然后在控制系統(tǒng)里選擇相應(yīng)焊接工藝，推薦使用microMIG焊接工藝，可實(shí)現(xiàn)無(wú)飛濺焊接

⑵按照文中所描述的調(diào)節(jié)方法對(duì)焊機(jī)機(jī)器人軌跡進(jìn)行優(yōu)化，可有效保證焊接質(zhì)量

⑶SKS焊接時(shí)出現(xiàn)“粘絲”報(bào)警，則需要對(duì)參數(shù)及焊接姿態(tài)進(jìn)行優(yōu)化并檢查相應(yīng)焊接回路

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