基于PLC的MIG/MAG自动焊设备研制

不锈钢消毒罐由筒节和左右封头焊接而成。针对不锈钢消毒罐环缝焊接的需要,研制了一套自动焊接设备,该设备包括机架、工件夹紧旋转机构、焊接小车和送丝机构等,采用MIG/MAG焊接,拥有两套焊枪,可同时完成两道环缝的焊接;控制系统以PLC为核心,由PLC、触摸屏显示器、变频器,继电器等组成,有多种焊接模式和多套焊接规范可供选择,该自动焊设备适应性强,焊接质量高,操作简单方便,效率高。     

基于MIG/MAG的环缝焊机焊枪运动控制机构设计及运动特性研究

针对网架钢结构中管端环缝的焊接现状,以及焊接规范中基于MIG/MAG焊对焊接速度控制精度的要求,设计了环缝自动焊接专机中焊枪运动的控制机构,给出了无急回特性的曲柄摇杆机构存在的条件,建立了摇杆摆动运动的数学模型,并对一组不同参数的曲柄摇杆机构进行了运动特性仿真,得出了焊枪摆动机构的优化设计方案.理论分析和实验结果显示:此设计方案完全可以满足基于MIG/MAG焊对焊枪摆动控制的要求,并使曲柄摇杆机构具有最佳的运动特性.     

管道插接相贯线专用焊接机器人

管道插接相贯线焊缝是典型的、复杂的空间焊缝.针对管道插接焊缝的特殊焊接工艺要求,采用串并联混合方式设计了一种新型的5自由度焊接机器人,实现了机器人锚固、运动机构、焊枪姿态调节机构和送丝机构的一体化设计.设计了2自由度的自动定心手腕机构,实现了焊枪位置和焊枪姿态的独立控制,建立了专用焊接机器人的运动学模型.针对通用型的相贯线模型,建立了焊枪位置、焊枪姿态和焊接速度的实时控制数学模型.结果表明,该焊接机器人锚固牢固、定位准确,焊接过程可控性好,控制模型能够满足空间相贯线焊缝的焊接工艺要求.     

管内锚固式相贯线专用焊接机器人

管道插接相贯线焊缝是典型的、复杂的空问焊缝.针对管道插接焊缝的特殊焊接工艺要求,采用串并联混合方式设计了一种新型的5自由度焊接机器人.机器人以管道内壁为锚固对象,实现了机器人锚固、运动机构、焊枪姿态调节机构和送丝机构的一体化设计.机器人利用3个关节对焊枪位置进行控制,利用2自由度的自动定心手腕机构对焊枪进行姿态控制,实现了焊枪位置和焊枪姿态的独立控制.针对该专用焊接机器人,建立了焊接机器人的运动学模型,给出了机器人运动学模型解法.实际焊接试验表明,该焊接机器人锚固牢固、定位准确,焊接过程可控性好,控制模型能够满足空间相贯线焊缝的焊接工艺要求.     

自动脉冲TIG焊机的研制

研制的自动脉冲TIG焊机是为空调四通换向阀中的先导阀封堵不锈钢环缝焊接的专用焊接设备.主要由焊接电源、旋转机头、尾座、焊枪进退位装置、微调装置、排风装置,床身和电控系统等组成.     

DeviceNet现场总线技术在钢圈焊接专机中的应用

笔者研制的GQH-S-DN型钢圈环缝双焊枪自动焊接专机,采用DeviceNet现场总线技术,大幅提高了焊接专机的自动化程度。其不仅使钢圈焊接的双焊枪同时施焊得以实现,而且提高了时间控制精度,使钢圈分段焊接精确度得到保障,提高了工作效率和焊缝质量,该专机是具有较高科技水平的钢圈焊接专用设备。     

钻杆环缝数控自动焊机

研制的钻杆环缝数控自动机焊为全自动的数控焊机。用于钻杆与两端法兰的内外共4条环缝的焊接。工件的上料、定位、夹紧、内外焊枪的到位、内外焊枪的焊接、自动排列焊道各层各道的焊接工艺参数的改变等均能自动进行。不同管径和不同壁厚采用的各种焊接参数都可在人机界面上预置。采用富氩混合气体保护焊工艺方法，焊缝美观，性能优良，几乎没有飞溅。经大量的生产实践证明该钻杆环缝数控自动焊机焊接质量好，生产效率高。     

弯管和法兰角接接头自动CO2焊装置

介绍一种弯管和法兰角接接头填角焊的自动焊接装置。弯管和法兰固定不动。采用滑动旋转传导装置和碳刷等电环装置分别对焊接和控制电路供电，采用滑动旋转气室供气，排除焊接控制电缆和送气软管的缠绕，实现了焊枪无限制地绕法兰旋转，进行自动ＣＯ２焊接。     

圆形硅钢片氩弧焊焊接设备的设计

针对圆形硅钢片多层焊接,采用氩弧焊机作为热源设计了整套焊接系统,主要由机柜、功能组件、控制系统和焊机系统等组成。其中功能组件由定位机构、压紧机构、焊枪升降机构、旋转机构以及对应机加件组成,自动实现硅钢片的定位、压紧、焊接和上下料等功能,提高生产效率。同时压紧机构可实现硅钢片的轴向压紧力大于4 000 N,焊枪升降机构可一次性完成100片硅钢片的多层叠加焊接,确保了焊接质量的稳定性。     

面向9%Ni钢大型储罐的旋转电弧窄间隙立焊装备

提出一种面向9%钢大型LNG储罐的旋转电弧窄间隙立焊装备,旨在解决LNG储罐立缝位置的焊接难题。采用窄间隙TIG旋转电弧焊接新工艺,将钨极打磨成非轴对称的尖端,通过电机控制钨极旋转,使电弧周期性加热窄间隙坡口两侧,有效解决了侧壁熔合问题。为配合该工艺,设计了新型窄间隙TIG旋转电弧焊枪,具备无线回转导电、自动送丝和双路气保护功能。同时,提出了一套适用于LNG储罐立缝位置的自动焊接设备,包括真空吸附的挂壁小车和焊接小车。在实验室搭建了全套试验装备,包括焊接小车、全自动送丝机、焊接电源等,控制焊枪立缝位置的焊接行走,防止9%Ni钢磁化,同时保证焊接过程的稳定。对24 mm厚9%Ni钢进行单层单道的焊接试验和窄间隙坡口对接试验,验证了新工艺能够解决厚板窄间隙焊接中侧壁熔合的问题,并且由于电弧循环旋转,对熔池具有搅拌作用,焊缝表面成形平滑美观。该研究为LNG储罐立缝的自动高效焊接提供了技术和装备支持。     

筋板自动进料焊接装置的研制

针对大直径冲击钻头和锥形管与法兰的筋板焊接进行了研究,研制了一种筋板自动上料焊接装置,提高了焊接效率。介绍了该装置的自动化上料装置以及其电控系统的设计。该装置主要由机架、上料机构、夹持测距机构、焊枪运动机构、焊机及控制柜等组成。电控系统包括检测与控制两部分,检测部分的检测锥形管的旋转位置,以确定筋板的焊接位置;控制部分控制焊枪的运动,实现对筋板的焊接。该装置可提高肋板焊接的自动化程度,降低焊工的劳动强度,提高工作效率。     

示教再现方法在真空电子束焊接时的应用

叙述了用于真空电子束圆形焊缝的自动跟踪系统的设计和试验过程。在真空电子束焊接航天器件的圆形焊缝时 ,由于工装等原因 ,出现电子枪回转中心与焊缝圆心不同心现象。使用本控制系统 ,用小束流电子束先对焊缝进行扫描 ,利用电子束在焊缝上和在工件上反射回来的二次电子数量不同而反映出焊缝的位置 ,并由计算机实时记录整个圆形焊缝各点与束斑间的偏差值 ,完成一个示教过程 ;然后由计算机处理与分析所获取的数据并存储 ;在焊接时利用处理后的偏差值在圆形焊缝相应位置不断修正电子枪的位置 ,从而达到电子束斑点与焊缝对中的目的     

大直径超薄壁长简体纵环缝自动焊接装置的研制

介绍了大直径超薄壁长筒体纵、环缝自动焊接装置的主要特点.在预应力钢筒混凝土管的自动焊接生产应用中表明:该自动焊接装置对壁厚δ=1.5mm,直径D=1400mm,筒身长L=5000mm的钢筒的焊接取得了良好的效果.     

一机多枪氩弧自动点焊机的研制

介绍由一台直流焊枪,多把焊枪及氩弧自动焊控制器组成的自动点焊机,该焊机自动进行各把焊枪的引弧－焊接－熄弧以及焊枪间顺序转换,对结构复杂的构件实现多点全位置氩弧占焊,与制作较复杂的转台夹具来转动构件或制造高精度机械手械手焊枪转动实现氩弧点焊相比,其制造成本低,容易实现。     

自动环焊机在航空发动机中的应用

大量的试验和小批量生产过程中发现,常规的焊接方法如手工氩弧焊、火焰钎焊等在焊接管路时常会出现焊偏、凹陷等缺陷。阐述自动环焊机在航空发动机管路环缝焊接的应用,确定了不同规格管路的焊接参数。环焊焊接过程及焊接结果证明,自动环焊与手工氩弧焊、火焰钎焊相比具有更好的焊缝形貌,形状较为规则,参数和焊接过程的可控性高,生产效率高,具有较高的应用价值。     

主管旋转式相贯曲线自动焊接模型与仿真

相贯管道的主管旋转式焊接方式能够实现相贯焊缝的全过程平角焊,降低工艺复杂度并提高焊接质量. 为了实现相贯管道的自动化焊接,建立了主管旋转式相贯曲线自动焊接模型. 以一般性相贯管道几何模型为基础,用齐次变换矩阵分析了焊缝特征和焊枪姿态,得出了主管旋转角的变化规律及焊枪与世界坐标系的空间位置关系. 利用MATLAB和OpenGL对相贯管道的几何模型和焊接过程的运动模型进行了仿真. 结果表明,该自动焊接模型是可行的,可以用于主管旋转式相贯曲线自动焊接的实时插补或离线编程.     

储罐倒装施工内外横缝两用埋弧自动横焊机的设计及焊接工艺

在发展大型储罐倒装法施工技术的过程中,因国内外没有能够焊接储罐内环缝的自动焊机,通过不断探索,自行设计了储罐倒装施工内外横缝两用埋弧自动横焊机,制定了先焊接外环缝,在下落液压缸和胀圈后,再焊接内环缝的施工工艺,在国内外首次实现了储罐内环缝埋弧自动焊接,为大型储罐倒装法施工技术的发展提供了有力的保障.     

Application of electrode force change in single sided resistance spot welding using servo gun

Abstract

Single sided resistance spot welding (SSRSW) is considered as a feasible method to join hydroformed or closed section parts to others in vehicle productions. Unfortunately, it is difficult to guarantee the weld quality utilising conventional air gun. Because of a lack of support inside the closed section parts, the impact of electrode driven by pneumatic gun will cause large deformation of the workpieces at the welding stage and will lead to a crack around weld region after welding completion. In addition, poor weldability is another pressing problem for welding operations. Servo gun with new gun driven method has some merits such as realising the soft touch between electrode and workpieces and changing electrode force during the welding process which are greatly suitable to the sheet to tube joining. Based on the characteristics of servo gun, the present paper investigates a new method to increase the weld quality of sheet to tube joining with SSRSW method. By adjusting the electrode force during the welding process, weld strength would be increased, weld deformation be decreased and weldability lobe curve be widened. The results verify that servo guns can provide high assurance for welding quality of sheet to tube joining and have broad prospect in SSRSW.