船艙格子間機(jī)器人焊接工藝研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)工程之一便是焊接,在船舶建造中,焊接的工作量占到船舶建造總量的40％左右,焊接的成本占去了船舶建造總成本的50%左右。船舶制造的焊接技術(shù)是船舶工業(yè)的主要工藝技術(shù)之一,船舶的焊接質(zhì)量是作為造船質(zhì)量好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)之一,焊接的生產(chǎn)效率成為了影響船舶制造產(chǎn)量與成本的主要因素之一。因此,船舶焊接技術(shù)的進(jìn)步對(duì)推動(dòng)造船生產(chǎn)的發(fā)展的意義十分重大。
　　目前國內(nèi)船廠船舶格子間結(jié)構(gòu)焊接通常采用普通的CO2手工焊,因此生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)環(huán)境

2、差、勞動(dòng)強(qiáng)度高,且人為因素影響大導(dǎo)致焊接質(zhì)量不穩(wěn)定。針對(duì)上述問題,本文在調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出采用機(jī)器人進(jìn)行船舶格子間結(jié)構(gòu)焊接,根據(jù)船舶格子間的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及焊接要求,設(shè)計(jì)了機(jī)器人焊接系統(tǒng),合理選擇了系統(tǒng)所需的機(jī)器人、焊接電源、送絲系統(tǒng)等設(shè)備,選擇了和試驗(yàn)?zāi)覆南嗥ヅ涞暮附硬牧?重點(diǎn)研究了船舶格子間的機(jī)器人立焊工藝,并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。
　　研究結(jié)果表明:焊接間隙以及機(jī)器人焊接工藝如送絲速度、電壓補(bǔ)償、焊接速度、擺動(dòng)軌跡及

3、擺動(dòng)參數(shù)、焊絲干伸長、焊槍姿態(tài)和焊接方式等對(duì)機(jī)器人立角焊焊縫成形均有重要影響,本文利用正交試驗(yàn)法,通過大量對(duì)比性焊接試驗(yàn)研究優(yōu)化工藝參數(shù),建立了不同焊件間隙下的機(jī)器人立角焊接工藝數(shù)據(jù)庫。
　　焊接間隙對(duì)機(jī)器人對(duì)接立焊的焊縫成形亦有重要影響。研究結(jié)果表明:對(duì)接接頭45°坡口下,裝配間隙為0.5-3.5mm,通過打底加填充加蓋面的多層焊接可以獲得良好的焊縫成形。為保證焊接質(zhì)量,在不同的間隙下應(yīng)采用相匹配的焊接工藝參數(shù)。通過大量試驗(yàn),建

4、立了不同焊件間隙下的機(jī)器人對(duì)接立焊工藝數(shù)據(jù)庫。
　　采用優(yōu)化的工藝對(duì)12mmAH32鋼板進(jìn)行機(jī)器人對(duì)接立焊,按照中國船級(jí)社的要求,參照有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)機(jī)器人MAG自動(dòng)焊焊接的立焊對(duì)接試樣進(jìn)行了取樣,并對(duì)接頭進(jìn)行了力學(xué)性能試驗(yàn)和微觀金相分析,試驗(yàn)結(jié)果表明焊接接頭各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)符合船級(jí)社的規(guī)范要求。
　　研究結(jié)果表明,在保證焊接質(zhì)量的前提下,利用機(jī)器人進(jìn)行立焊的實(shí)際速度最高可達(dá)0.28m/min,工作效率最高可達(dá)一般手工立焊的