液体金属

弧焊机器人的焊接参数分析

发布时间:2022/7/16 16:57:09   
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焊接机器人的应用既能满足高质量焊接质量的要求,又能有效缓解焊工招工难的问题,越来越多的企业开始引入大量的焊接机器人。

作为焊接设备的专业制造企业,上海和宗依托专业的焊接背景,积极推进焊接智能化的建设。结合Flama机器人专用焊接电源对焊接工艺的基础知识进行剖析。

焊接的“电气”参数

焊接的电气参数变化对焊接的质量影响:

1、焊接电流 

焊接电流增大时(其他条件不变),焊缝的熔深和余高增大,熔宽不变(或略微增大),原因如下:

①电流增大后,工件上的电弧力和热输入均增大,热源位置下移,熔深增大。熔深与电流近于正比关系。

②电流增大后,焊丝熔化量近于成比例地增多,由于熔宽近于不变,所以余高增大。

③电流增大后,弧柱直径增大,但是电弧潜入工件的深度增大,电弧斑点移动范围受到限制,因而熔宽近于不变。

2、电弧电压

电弧电压增大后,电弧功率加大,工件热输入有所增加,同时弧长拉长,分布半径增大,因而熔深略有减小而熔宽增大;余高减小,这是因为熔宽增大,焊丝熔化量却稍有减小所致。

3、焊接速度

焊接速度增大时线能量减小,熔深和熔宽、余高都减小。这是因为单位长度焊缝上的焊丝金属的熔敷量和焊接速度成反比,熔宽则近于焊接速度的开方成反比。

焊接的“工艺”参数

焊接成型的重要条件是设置焊接参数:电流、电压、时间等基本参数和再启动、电弧检测、预备送气、水冷异常等特色功能参数等等。焊接参数的选择比较困难的,因为各种焊接参数不是孤立的,而是相互影响的。焊接参数都要大量的反复试验进行确定,下面就介绍一下常用几个参数的确定思路:

电流、电压、时间参数最能直接影响焊接的效果。一般来说,电压影响焊接的熔池宽度,电流影响焊接的熔池深度。在调节上一般可以遵从:电压越大,熔池宽度越宽;电流越大,熔池深度越深的规律,反之亦然。电流电压的具体参数值要靠实际分析来得出,焊接的经验很重要。Flama焊机可以帮我们解决这个重要的难题:将焊接经验及测试值内置于焊机电源的专家库。在您使用一元化、脉冲焊的时候,可以轻松应对这些参数的调节问题。您也可以在此基础上进行微调,得到您要的焊接效果。

提前、滞后送气一般来说,不是焊接必须的参数,提前送气时间一般较短,都在0.2S左右,设置以后会影响焊接的节拍,使起弧时间变长。滞后送气一般都设置在1S左右,用于保护还未冷却的熔池,具体的参数设置要根据现场的焊接要求来确定。

起弧收弧电流电压在碳钢的焊接中,不是必须的。这两个阶段的电弧参数,对于铝焊很关键。在这里,我们先不做过多的介绍。

起弧确认时间是机器人示教器端的参数。该参数用于在设置时间内一直检测返回的起弧信号,如果超过时间没起弧,系统会报警,机器人停下,焊接起弧失败。一般来说,该参数时间设置越大,起弧越容易,但由于此参数设置过大会导致起弧信号不来时焊丝伸出过长导致其他事故,一般建议设置1--5S。

慢送丝速度SFT是指在起弧开始后焊丝伸长到母材表面过程中的送丝速度,该参数需要在焊机侧设置生效。慢送丝速度和起弧开始时焊丝距母材的长度直接影响起弧时间的快慢,所以该参数可以设置的大一些。请注意:Flama焊机的设置参数SFT就是指慢送丝速度,可以结合说明书推荐值来进行相应设置。

回烧时间是指在焊接结束后焊丝会在焊接的结束点继续燃烧一段时间,以此来控制干伸长。回烧在焊接中是很有必要的,对下一次起弧有一定的帮助。

焊接的“外围”参数

焊接速度是指电弧沿焊接接头运动的线速度。其他条件不变时,中等焊接速度是熔深最大。焊接速度降低时,则单位长度焊接上的熔敷金属量增加。在很慢的焊接速度时,焊接电弧冲击熔池,而不是母材。这样会降低有效熔深,焊道也将加宽。相反,焊接速度提高时,在单位长度焊缝上尽管电弧传给母材的热量减少,但是由于电弧能排斥熔池金属和直接作用于熔池底部的母材上,使其受热增加。但是,当进一步提高焊速,使在单位长度焊缝上向母材过渡的热能减少。再提高焊接速度就产生咬边倾向,原因是高速焊接时融化金属不足以填充电弧所熔化的路径和熔池金属在表面张力的作用下而向焊缝中心聚集的结果。当焊接速度更高时,还会产生驼峰焊道,这是因为液体金属熔池较长而发生失稳的结果。

干伸长是指导电嘴到焊丝末端之间的距离。随着干伸长的增加,焊丝的电阻也增大、电阻热引起焊丝的温度升高,同时也引起少许增大焊丝的熔化率。另一方面,增大焊丝电阻,在焊丝伸出长度上将产生较大的电压降。当焊丝伸出长度过大时,将使焊丝的指向性变差和焊道成型恶化。短路过渡时合适的干伸长是6—13mm,该值与焊丝直径有关联。

气流量控制:薄板一般控制在12--15,厚板一般控制在15--20(单位L/min)。

焊丝倾角:焊枪相对于焊接接头的方向影响着焊道的形状和熔深。这种影响比电弧电压或焊接速度的影响还要大。焊枪角度可用两个方面来描述:焊丝轴线相对于焊接方向之间的角度(行走角)和焊丝轴线和相邻工作表面之间的角度(工作角。当焊丝指向焊接表现的相反方向时,称为右焊法;当焊丝指向焊接方向时,称为左焊法。在同样焊接条件下,从垂直变为左焊法时,熔深减小而焊道变为较宽和较平。在平焊位置采用右焊法时,焊池被电弧力吹向后方,因此电弧能直接作用与母材上,而获得较大的熔深,焊道变为窄而突起,电弧较稳定和飞溅较小。对于各种焊接位置,焊丝的角度大多选在10°--15°范围内,这时可实现对熔池良好的控制和保护。在机器人焊接中多采用左焊法,该法可提供良好的清理作用,熔池在电弧力作用下,熔化金属被吹向前方,促进了熔化金属对母材的湿润作用和减少氧化。另外,在半自动焊时,采用左焊法容易观察到焊接接头位置,便于确定焊接方向。

结语

焊接机器人的应用场合越来越广泛和成熟,但是,是否适合自身产品的焊接需求?这个问题需要我们在引进焊接机器人设备之前认真考虑。上海和宗焊接团队愿意用专业的焊接工艺来评估您的焊接需求,给您性价比最高的焊接机器人设备及方案。

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