焊接自動化設備近幾年發(fā)展飛速，中厚板焊接機器人系統(tǒng)的發(fā)展非常之快，其成效尤為突出。焊接機器人的應用推廣帶來很多的優(yōu)點，降低了焊接這種有害工種對操作者的傷害，提高了操作者使用先進設備的技能、生產(chǎn)效率、焊接質量等。
講到中厚板焊接自動化，以下3點你了解嗎？
一、中厚板焊接領域的介紹
中厚板在工程機械、礦山機械、造船、航空航天、橋梁、鐵路車輛、煤炭機械、建筑鋼結構、機床和風電等領域應用得比較多。隨著國內大型項目的開展，如南水北調、西氣東輸、高鐵和高速公路等開工，對裝備制造的需求是越來越多。中厚板焊接自動化是實現(xiàn)我國裝備制造業(yè)由大到強轉變的基石，是裝備制造業(yè)由粗放型、作坊式的經(jīng)營模式向高技術、集約型轉變的重要標志。
中厚板焊接自動化設備制造技術含量高，通常集焊接工藝、自動控制、精密機械設計制造等多種技術于一體，隨著工業(yè)自動化、智能化、數(shù)字化等技術的日益發(fā)展和廣泛應用，中厚板焊接自動化正在向由單機焊接自動化向焊接自動化生產(chǎn)線和數(shù)字化發(fā)展。
二、 中厚板焊接機器人的發(fā)展
焊接自動化的大規(guī)模應用最早是從汽車生產(chǎn)線的電阻點焊和薄板弧焊開始。
經(jīng)過多年的發(fā)展，目前，汽車行業(yè)特別是整車廠的焊接自動化生產(chǎn)線代表了當今制造自動化的最高水平，但由于我國汽車生產(chǎn)線基本從國外進口，同時國外廠商在該領域的焊接工藝、系統(tǒng)集成等方面積累了十分豐富的工程經(jīng)驗，因此汽車制造領域應用的焊接自動化裝備基本被國外廠商所壟斷。
我國工程機械行業(yè)歷經(jīng)過十年的高速增長，行業(yè)銷售額增長8.1倍，目前已成長為世界工程機械產(chǎn)銷大國。近年來，隨著行業(yè)競爭的不斷加劇、勞動力成本的不斷提升，以及產(chǎn)品向大型化、復雜化、高質量和較短交貨期要求方向發(fā)展，行業(yè)內企業(yè)市場增長將面臨從數(shù)量型向質量型的轉變，使得工程機械行業(yè)迫切需要轉變生產(chǎn)方式。
與此同時，工程機械產(chǎn)品規(guī)模化、批量化、標準化的生產(chǎn)特點，適宜進行焊接自動化裝備的大規(guī)模應用，因此我國工程機械行業(yè)繼汽車行業(yè)后已逐步開始大規(guī)模應用焊接自動化裝備，市場需求正持續(xù)升溫。相比較汽車生產(chǎn)的點焊和薄板弧焊，工程機械的焊接工藝以中厚板結構件的弧焊為主，對焊接自動化裝備的控制水平以及各種糾偏和自適應功能要求更高，焊接自動化難度也更大。此外，工程機械生產(chǎn)的每個工位焊接時間較長，因此不是用流水線方式，而是采用成組式生產(chǎn)線由多臺機器人完成同一道工序，從而形成和流水線一樣的生產(chǎn)節(jié)拍。
目前國內生產(chǎn)中厚板焊接機器人系統(tǒng)比較知名的三家公司，分別是唐山開元機器人系統(tǒng)有限公司、廈門思爾特機器人系統(tǒng)有限公司、昆山華恒焊接股份有限公司。這三家的產(chǎn)品在國內中厚板領域應用是比較廣泛的，其中這三家制造廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品所使用的機器人本體分別為：日本神戶制鋼機器人、瑞典ABB機器人、德國KUKA機器人，市場占有比重比較大。
三、中厚板自動化焊接的應用
在工程機械領域，裝載機的動臂、動臂橫梁、前車架、后車架、鏟斗、搖臂、翼箱，挖掘機的主平臺、油箱、動臂、斗桿、X 形架、履帶梁、挖斗，推土機的后橋箱、平衡梁、臺車架、翼板、松土器，泵車的臂架、料斗、回轉臺、支撐臺，汽車起重機的回轉臺等都涉及到中厚板的焊接。這里就雙絲焊接機器人在中厚板方面的應用做一介紹。
雙絲焊接是近幾年來發(fā)展起來的一種高效焊接方法，焊接厚板大焊縫時可以提高熔敷效率，采用船形焊的焊接熔敷效率為160~220g/min，通常為常規(guī)焊接方法的兩倍。除了高效外，雙絲焊接還有其他的工藝特點：在熔敷效率增加時保持較低的熱輸入，熱影響區(qū)小，焊接變形小，焊接氣孔率低等。
1. 雙絲焊接簡介
雙絲氣體保護焊接工藝，其效率比使用傳統(tǒng)的MIG/MAG方法提高兩倍以上。是由兩個完全獨立的微電腦控制TPS增強型電源組成，焊絲分兩路單獨工作，并且使用同一個噴嘴，形成不同的熔池。
（1 ）焊接特性完善精密的電弧控制系統(tǒng)對焊接順序、電弧穩(wěn)定性、焊后參數(shù)控制均有深刻的影響。為防止同相位的兩個電弧相互干擾，常采用脈沖MIG/MAG焊接方法，并保持兩個電弧輪流交替燃燒。這樣一來，就要求一個協(xié)同控制器保證兩個電源的輸出電流波形相位相差180 °。當焊接參數(shù)設置到最佳時，脈沖電弧能得到無短路、幾乎無飛濺的過度過程，真正做到“一個脈沖過渡1 個熔滴”，每個熔滴的大小幾乎完全相同，其大小是由電弧功率來決定。焊接時，其中一根可首先引弧，接著另一根引燃，當然，也可以同時引弧，焊接的結果是一樣的；焊接結束后，可以單獨或同時停機。
（2 ）多機共用使用兩臺完全獨立的增強型電源，通過各自微電腦控制器，每臺擁有獨立的送絲裝置單獨控制操作。通過同步器同步控制兩臺單機使焊接過程更加迅速和完善。
配置了同步裝置，在焊接一開始便可實現(xiàn)雙絲精確過渡，這是雙絲工藝穩(wěn)定的先決條件，且電弧長度很短并且穩(wěn)定持續(xù)。兩根絲單獨輸送，焊速加快，熱輸入更小，電弧更短，熔池縮小，依靠這種先進的引弧技術，速度更快，飛濺極小，可避免眾多干擾，隨時重新引弧，進而得到更高質量的焊縫。
（3 ）一體化焊炬雙絲焊槍要求導電嘴結構更加緊湊。使用雙絲焊槍的經(jīng)驗證明：獨特設計的曲線送給結構，可確保兩路焊絲分別以精確角度進入一體的兩只導電嘴，從而得到更安全可靠的電流。準確的電流過渡日益重要，一體化焊炬正順應了潮流：可靠的引弧系統(tǒng)、穩(wěn)定的電弧、良好的焊縫成型，成效卓著。
（4 ）操作設備具備至少30個連續(xù)可調的參數(shù)來控制每一臺獨立工作的電源，電源間通過同步器協(xié)調相互的工作，以達到在焊接全過程同步工作。通過遙感器或焊接機器人控制面板輸入相關數(shù)據(jù)，完成已設定好的工作，就是說，一旦選擇好方案，就可以不斷的重復更新所要的數(shù)據(jù)。顯示屏可以不斷刷新的邏輯功能菜單分布合理，容易識別，方便操作。
（5 ）送絲流暢 送絲系統(tǒng)使用測速送絲電動機傳動，平衡力使壓力分布最均勻，結構最大特點在于配套送絲輪可折疊。
很多設計例如水冷盤式控制電動機、溫控風扇、焊槍冷卻系統(tǒng)等，使得操作人員能長時間“與機共舞”，經(jīng)濟實用。
2. 雙絲焊接在裝載機動臂上的應用
（1 ）改進前的狀況項目實施前，大部分的動臂焊縫是在地上手工單絲焊接，生產(chǎn)效率低，焊接過程不穩(wěn)定，焊縫接頭多，焊縫成形差，導致應力集中，容易在受到重載荷的情況下出現(xiàn)開裂。
（2 ）改進后的狀況針對動臂人工單絲焊接質量差以及生產(chǎn)效率低的現(xiàn)狀，引進了動臂雙絲雙工位的焊接機器人。
第一，焊縫質量：焊接機器人采用雙絲焊接，動臂橫梁與動臂板間的主焊縫形式分兩層兩道，成形美觀、外表面光滑，人工焊接時主焊縫形式為三層八道，在焊縫與焊縫過渡間有明顯的痕跡，表面不光滑。外表面光滑使焊縫受力時表面應力分布均勻，不易形成應力集中點，可適當提高焊縫壽命。
采用機器人焊接時，焊槍擺動穩(wěn)定，焊絲伸長均勻，焊接過程穩(wěn)定，焊縫質量幾乎不受外界因素影響，降低了對工人焊接技術的要求，因此焊接質量是穩(wěn)定的。而人工焊接時，焊接速度、焊絲伸長等都是變化的，很容易受到外界因素的影響。
機器人焊接時，動臂主焊縫的每道焊縫只存在一個接頭（搭接口、收弧處），而且接頭形式標準，能夠承受較大的載荷。人工焊接時共三層八道焊縫，每一道焊縫有2~4 個接頭，共有16~32 個接頭，這些接頭比焊縫其他位置更容易產(chǎn)生應力集中，一旦某個接頭有問題，焊縫就會存在質量隱患，容易在受到重載荷的情況下出現(xiàn)開裂。
第二，生產(chǎn)效率：以Z L50C系列產(chǎn)品單絲、雙絲焊接時間為例來說明雙絲焊接生產(chǎn)效率優(yōu)于單絲焊接。
（3 ）成本分析以一臺動臂焊接機器人為例進行簡要的單絲與雙絲焊接成本分析。雙絲焊的增加費用為焊接機器人價格200 萬元，使用期限為14 年，年均14.29萬元，維修費為2萬元。降低的成本為：動臂單件焊接工時減少0.66h，按構件繳費60.00元/h 計算，一臺機器人平均一年產(chǎn)出動臂7200 件，省28.51萬元；年人工成本減少8萬元；一臺機器人平均一年可產(chǎn)出動臂7200 件，人工焊接返修率3.5%，機器人焊接返修率0.7%，每臺平均返修0.5h ，年節(jié)省6.06萬元，總計年成本節(jié)約26.28萬元。
綜上，雙絲焊接技術在裝載機動臂上的應用，不但能大大提高動臂焊機生產(chǎn)效率，而且改善了焊縫質量，減少了焊接飛濺物。對于結構件實施焊接自動化生產(chǎn)，具有較大的指導作用和推廣價值。（文章來源：中國數(shù)控機床網(wǎng)）
