简述枕梁簧座自动焊接工艺的应用

【摘 要】本文主要从自动焊接工艺介绍、自动焊接工艺的主要技术特点、自动焊接工艺的操作方式、自动焊接工艺的使用效果介绍了自动焊接工艺在交流重载电力机车重要承载的受力部件――枕梁簧座的应用情况，最后对自动焊接工艺提出了部分问题，需要在后续工作中继续进行研究与管理。

【关键词】交流重载机车；枕梁簧座；自动焊接

0 概述

枕梁簧座是交流重载电力机车重要承载的受力部件，其焊接质量好坏直接影响机车运行的安全与稳定。在焊接工艺中要求对枕梁簧座的主要焊缝进行外观磁粉探伤与焊缝内部超声波探伤，要求很高。早期主要采用松下CO2焊机进行人工焊接。枕梁簧座其外形及尺寸如图1所示，因为外部焊缝采用16mm板并开坡口，造成焊缝填充量很大，不仅作业时间长，焊接人员易疲劳，而且手工焊接造成的焊接接头多，焊接质量不稳定，焊缝差异很大，返工情况较多。因此，迫切需要采用自动焊接工艺。

1 自动焊接工艺介绍

采用IGM公司制造的RTI330-S型号悬挂布置的悬臂机器人配合RWM2/2000型号L型变位机的方式进行自动焊接，焊接机器人采用世界领先的奥地利福尼斯TPS5000型全数字化焊机。其工艺布局如图2所示，主要技术参数如表1所示。

2 自动焊接工艺的主要技术特点

机器人6轴外壳采用铝合金铸造结构，可方便的直立或悬挂安装使用。

高自由度的铰接轴和反应快速的短手臂设计，在保证相对较大工作范围的同时，即使对于某些难以接近的焊缝，也可以最佳焊枪角度完成焊接工作。

机械手空心轴中的腕关节连接轴专利的集成化焊枪连接器（包括焊枪碰撞保护），对机械手保持独立的多方面适应性及柔性。为在狭窄空间内或环形焊缝的焊接创造了与众不同的优异性能。

采用6寸彩色液晶屏，中文XP视窗操作界面与引导式编程方式，编程操作简单易行。

采用全数字化控制的新一代焊接电源，焊接电源采用高频逆变技术，全部数字化控制，可以高精度控制焊接电流。

采用高强度的水冷焊接系统，可以保证大电流连续自动焊接，不仅提高焊接质量，而且保证高的工效。

采用低中心的L型焊接变位机，可以双轴±360°旋转，保证焊接时焊缝处于最佳焊接位置。同时，低中心便于装卸工件与观察操作。

3 自动焊接工艺的操作方式

考虑到板厚较厚，并且坡口较大，采用3层焊接成形工艺的形式，首先变位机将工件转动到平焊位置，从侧板的直焊缝的中间位置引弧进行环焊缝打底焊接，打底焊接的工艺参数：焊接电流为180～200A之间，焊接速度8.3mm/s，摆动宽度3mm左右，摆动频率150Hz。在直焊缝位置，变位机不动，仅仅机器人与焊枪移动，在焊接圆弧部分焊缝时，变位机与焊接机器人进行随动，确保焊缝一直处于平焊位置，完成打底后进行焊缝层间处理，再进行第二层焊缝的焊接。第二层的焊接参数：焊接电流为220～240A之间，焊接速度5mm/s，摆动宽度6mm左右，摆动频率100Hz。第二层焊缝完成后进行焊缝层间处理后再进行盖面焊接，盖面焊接参数为：焊接电流280～300A之间，焊接速度3.3mm/s之间，摆动宽度14mm左右，摆动频率80Hz。完成环焊缝焊接后，再进行两条侧边焊缝的焊接，焊接工艺与环焊缝相同，也需要将焊缝转动到平焊位置。焊接完成后，将机器人及变位机复位后，将焊接工件脱胎吊下，再进行下一件的吊装与焊接。

4 自动焊接工艺使用效果

采用自动焊接工艺后，簧座焊缝质量得到了极大的提升，自动焊接的焊缝探伤整体合格率得到很大的提升（在自动焊接应用前，一次探伤合格率为67.8%，应用自动焊接以后，一次探伤合格率提升到了89.8%）。不仅保证了产品质量，而且提高了工效，降低了工人劳动强度，经济效益与社会效应增加明显。

5 结语

在枕梁簧座应用自动焊接的过程中，也存在一些问题，需要在后续工作中继续进行研究与管理，以便于最好的发挥枕梁簧座自动焊接设备的效能。

5.1 在使用过程中要及时监控焊接设备状态，因为设备状态的好坏将直接影响焊接质量。确保自动焊接设备状态处于良好状态将有效的确保焊接质量。

5.2 在由直焊缝向圆弧焊缝过度过程中，由于变位机需要与机器人焊枪随动，同时，圆弧部分气体保护氛围本身较差，因此，突然性的工件转动容易产生气体紊流，造成保护效果减弱，容易造成焊接气孔。我们采用压低焊枪的方式进行解决，有良好的效果，但无法100%完全消除气孔。

5.3 由于侧板圆弧部分压型不够标准，误差较大，在组装过程中有错位现象，导致焊缝部分缝隙不均匀，造成打底焊缝有焊穿的现象，需要不断调整打底焊接电流，造成焊接质量与工效的降低。同时，由于存在错位，焊缝的中心改变，也造成焊缝的单边、咬边与焊缝尺寸超差的情况，因此，在后续工作中要继续深化以自动焊接为中心的工艺提升，提升部件的尺寸符合标准，以保证组装后的部件尺寸，以适应自动焊接的部件要求，以进一步提升焊缝一次性探伤合格率。切实提升工艺与实物质量，保证机车的运行安全。

【参考文献】

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