關于機器人氬弧焊接薄板

孫志芳

（海寧紅獅電梯裝飾有限公司，浙江 海寧 314400）

我國目前現(xiàn)在的焊接設備遠遠滿足不了生產(chǎn)的要求，對焊接設備的需求量將大大增加。如：廣告、裝璜、標志性建筑及日常生活等方面經(jīng)常采用大量超薄不銹鋼材料，因此，進一步掌握好薄板焊接中的工藝要領十分必要，具有重要意義。

1 機器人氬弧焊的概論及發(fā)展過程

1.1 氬弧焊技術的概論

氬弧焊技術是應用于普通電弧焊原理的基礎上，利用氬氣本身的惰性，在一定程度上會對金屬焊材產(chǎn)生保護作用，同時通過高電流使焊材在被焊基材上融化成液態(tài)形成溶池，被焊金屬和焊材同時達到冶煉結合的一種焊接技術。通過在高溫熔融焊接時不斷輸送氬氣，使焊材不能和空氣中的氧氣相互接觸，從而防止了焊材的氧化，因此在焊接不銹鋼、鐵類五金金屬有較大的應用。通常氬弧焊分為熔化極氬弧焊和非熔化極氬弧焊兩種.但不論是熔化極氬弧焊還是非熔化極氬弧焊都存在一定的操作難度，并且在操作時還要注意各種事項，安全工作要做到位，同時又對人體造成一定的傷害。同時人工操作氬弧焊時不僅難度大而且容易對身體造成傷害。但機器人氬弧焊的出現(xiàn)在一定程度上彌補了這方面的不足。

1.2 氬弧焊機器人的產(chǎn)生

弧焊機器人【arc welding robot】是用于進行自動弧焊的工業(yè)機器人。最早出現(xiàn)于1962年，由美國通用汽車廠率先投入使用。直到到1980年,工業(yè)機器人在日本普及，這是亞洲焊接技術的一大科技突破。而且到2000年底,世界上各個國家安裝的工業(yè)化機器人總量超過100多萬臺,其中占百分之五十以上就是焊接機器人。中國在上世紀80年代開始利用機器人氬弧焊?；『笝C器人可以在計算機的控制下進行工作，具有可長期進行焊接作業(yè)、保證焊接作業(yè)的高生產(chǎn)率、高質量和高穩(wěn)定性等特點。

1.3 氬弧焊機器人的發(fā)展

目前生產(chǎn)生活中使用的焊接機器人有點焊機器人和弧焊機器人兩大類。已占全世界機器人總數(shù)的以上百分之五十以上。在薄板焊接方面使用弧焊技術，可以是因技術原因帶來的操作失誤降到最低。而且弧焊機器人并不會因為長時間的工作原因導致效率變低，具有普遍性和易操作性的特點。通過電腦控制，在焊接薄板時可以使以前因為精確問題導致工件變形、硬度降低等缺點降低到最低?？梢哉f弧焊機器人的出現(xiàn)極大的彌補了因技術、個人自身原因導致的生產(chǎn)失誤，極大的提高了生產(chǎn)效率，同時又節(jié)省了人力物力?；『笝C器人可長期進行焊接作業(yè)，而且同時保證焊接作業(yè)的高生產(chǎn)率、高質量和高穩(wěn)定性。隨著技術的更新?lián)Q代，弧焊機器人正朝著人工智能化的方向發(fā)展。焊接機器人之所以能夠占據(jù)整個行業(yè)工業(yè)機器人總量的百分之四十以上，與焊接這個特殊的行業(yè)有關。焊接作為工業(yè)的“縫補師”，是工業(yè)生產(chǎn)中相當重要的加工手段和技術手。

2 機器人氬弧焊在焊接薄板方面的應用

2.1 機器人氬弧焊焊接薄板的優(yōu)點

在焊接超薄不銹鋼薄板時，手工氬弧焊通常因為熱影響區(qū)域大，所以工件在修補后常常會造成變形、硬度降低、砂眼、局部退火、劃傷、咬邊、或者是結合力不夠及內應力損傷等缺點，尤其是在精密鑄造物品精度修補過程中表面尤為突出。機器人氬弧焊出現(xiàn)在一定程度上彌補了這方面的不足。在焊接薄板時，薄板的加熱、冷卻都比較均勻，同時，焊縫的縱向縮短對薄板的壓力也在一定程度上得以控制，所以氬弧焊機器人在焊接作業(yè)是具有相同的焊接參數(shù)，因此它焊接的工件在尺度和質量方面相對統(tǒng)一，不會因為不同人的技術及自身原因造成工件的誤差。

2.2 機器人氬弧焊焊接薄板方面的缺點

雖然機器人氧弧焊在焊接方面有很多優(yōu)點，但也存在一定的不足。例如：在焊接1mm以下不銹鋼薄板，通常由于自身拘束度小，導熱系數(shù)?。s為普低鋼的1/3），但線膨脹系數(shù)卻較大，焊接溫度變化較快時，就會產(chǎn)生熱應力比正常溫度下時存在的應力通常大得多的情況，比較容易出現(xiàn)常見的焊接燒穿和焊接變形（大多為波浪變形）等缺陷。同時，氬弧焊機器人的出現(xiàn)提高了焊接效率和焊接質量，但是它通常只能焊接品種單一的工件，在這個更新?lián)Q代更為快速的年代具有一定的滯后性。因此，機器人氬弧焊只能焊接一些更新?lián)Q代較慢且使用時間長的工件。這個問題是機器人氬弧焊最大的不足之處，也是它至今不能全方位使用的原因。但盡管機器人氧弧焊在一定程度上存在著不足之處，有些地方還需要進行改進，在操作精密程度上還有待提高。但他的出現(xiàn)相對解決了在焊接不銹鋼薄板上的技術需求，緩解了各行各業(yè)在薄板應用方面的需求。可以相信，在今后技術提高之后，以前在細節(jié)方面存在的不足是可以解決的。機器人氧弧焊的發(fā)明具有一定的時代意義，還有很大的提升空間。

3 機器人氬弧焊技術發(fā)展的意義

采用機器人焊接時對每條焊縫的焊接具體參數(shù)都是恒定不變的，從而使焊縫質量受人為因素影響的幾率降低,同時又降低了對工人技術操作的要求，所以焊接質量是穩(wěn)定的。而人工焊接時，這些焊接參數(shù)受到不同因素的影響，因此很難做到質量的穩(wěn)定性。另外，采用用機器人時，焊接工人只是用來裝卸工件。從而使工人遠離了焊接弧光、煙霧和灰塵等危害人體健康因素的影響。使工人可以不再搬運笨重的手工焊鉗，從而使工人從大強度的體力勞動中解放出來。機器人沒有疲勞因素之說，只要維護、使用得當，一天可以在24小時連續(xù)工作，而且隨著高效焊接技術的應用，使用機器人從事焊接工作的效率將會得到更大的提高。并且在生產(chǎn)周期、生產(chǎn)質量等方面可以精確、高效的控制。由此可見，機器人氬弧焊具有非常大的發(fā)展前途。

[1]王健強,于澎,杜輝.雙機協(xié)調機器人弧焊系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].合肥工業(yè)大學學報(自然科學版).2006(12)

[2]殷樹言.高效弧焊技術的研究進展[J].焊接.2006(10)