中厚板焊接過程中實現(xiàn)精確的焊縫自動跟蹤的難點在于采用什么樣的傳感器可靠?如何準確的提取到焊縫偏差信息?
中厚板結(jié)構(gòu)件焊接是裝備制造業(yè)的重要生產(chǎn)工序,中厚板涉及的行業(yè)主要包括:工程機械、建筑機械、煤炭機械、鐵路機車、建筑機械、機床、風電、鍋爐及壓力容器、鋼結(jié)構(gòu)、造船和橋梁制造等大型結(jié)構(gòu)件。
一般來說,鋼板按厚度的不同可以分為薄板、中板和厚板,厚度≤4.5mm為薄板,4.5mm<厚度≤20mm的鋼板為中板,20mm<厚度≤60mm的鋼板為厚板,厚度>60mm的鋼板為特厚板。
中厚板焊接施焊過程中,易產(chǎn)生熱裂紋與冷裂紋。因此,在實際生產(chǎn)制造過程中,應對焊接過程進行控制,以防止焊接裂紋的產(chǎn)生。
目前,由于制造業(yè)的高速發(fā)展,市場對焊接構(gòu)件的精度和速度提出了更高的要求,而一般工人由于受技術(shù)水平、疲勞程度等原因無法實現(xiàn)目前的焊接要求,另外焊接過程中產(chǎn)生的火花、飛濺、煙霧等都影響著工人的健康。
隨著生產(chǎn)自動化和智能化技術(shù)的迅速發(fā)展,各種新技術(shù)在焊接領(lǐng)域得到了廣泛應用,焊接自動跟蹤系統(tǒng)已成為焊接自動控制研究領(lǐng)域中的一個重要內(nèi)容.精確的焊縫跟蹤可以快速實現(xiàn)焊縫的精確定位,是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵,是實現(xiàn)焊接過程自動化的重要研究方向.
在眾多中厚板構(gòu)造物的焊接工程中,以提高生產(chǎn)效率,實現(xiàn)穩(wěn)定,均勻焊接為目的的自動化焊接已經(jīng)得到廣泛應用,因此精確的焊縫跟蹤技術(shù)是保證焊接精準的重要因素,也是實現(xiàn)焊接自動化的重要手段。
在這一背景下,創(chuàng)想智控自主研發(fā)的激光焊縫跟蹤系統(tǒng)可真正焊接實現(xiàn)自動化,將焊縫跟蹤系統(tǒng)與自動化設(shè)備融合提出綜合解決方案,可以有效提高焊接質(zhì)量和焊接效率,同時降低焊接對于焊接工人的身體傷害。
中厚板焊接過程中實現(xiàn)精確的焊縫自動跟蹤的難點在于采用什么樣的傳感器可靠?如何準確的提取到焊縫偏差信息?
生產(chǎn)制造業(yè)經(jīng)過多年實踐與總結(jié),目前中厚板焊接中最需要關(guān)注的有以下幾點:
智能尋位
溝槽尋位
電弧跟蹤
多層焊接
擺動焊接
編程規(guī)范
目前創(chuàng)想智控針對上述要點提出了智能跟蹤綜合解決方案
智能尋位
在中厚板焊接中,對工件焊道焊縫進行尋位。
溝槽尋位
對溝槽進行尋位,獲得位置及尺寸。
電弧跟蹤
激光跟蹤系統(tǒng)替代或者搭配使用。
多層焊接
尋焊縫位置,尋位路徑進行多層多道偏移。
擺動焊接
尋焊縫位置,尋位路徑進行擺動焊接偏移。
編程規(guī)范
不需要每條焊縫進行示教處理。
多層多道焊
多層焊是指熔敷兩道以上的焊層來完成整條焊縫所進行的焊接,而焊縫的每一層由一條焊道完成,熔敷兩個以上焊層完成整條焊縫所進行的焊接,當焊縫相對焊接工藝較大時,需要采用多層焊,多層焊往往連帶多道焊。
多層焊的優(yōu)點是可以焊接大厚壁結(jié)構(gòu),較之相同情形下采用單層焊,還可以減小熱輸入量,減小變形,降低產(chǎn)生缺陷的概率。
多層焊包括多層單道焊和多層多道焊。一層焊縫可以由若干道焊道組成,如果坡口角度小,熔敷一道就可以是一層,坡口角度較大,熔敷兩道及以上焊道才能組成一層焊縫,就是多道焊。
當焊接焊腳尺寸大于10mm的焊縫時,如果采用多層焊,則由于焊縫表面較寬,坡度較大,熔化金屬容易下垂,給操作帶來一定的困難。所以在實際生產(chǎn)中都采用多層多道焊。
焊腳尺寸為10~12mm時,一般用兩層三道來完成。
焊第一層(第一道)時,可采用較小直徑的焊條及較大焊接電流,用直線形運條法,收尾與多層焊的第一層相同。焊完后將熔渣清除干凈。
焊第二道焊縫時,應覆蓋不小于第一層焊縫的2/3,焊條與水平板的角度要稍大些,一般為45°~55°,以使熔化金屬與水平板很好熔合。焊條與焊接方向的夾角仍為65°~80°,用斜圓圈形或反鋸齒形運條,焊接時應注意熔化金屬與水平板要很好熔合。
焊接第三道焊縫時,應覆蓋第二道焊縫的1/3~1/2。焊條與水平板的角度為40°~45°,角度太大易產(chǎn)生焊腳下偏現(xiàn)象。一般采用直線形運條法,焊接速度要均勻,不宜太慢,因為速度慢了容易產(chǎn)生焊瘤,使焊縫成形不美觀。
當?shù)诙篮缚p覆蓋第一層大于2/3時,在焊接第三道時可采用直線往復運條法,以避免第三道焊縫過高。如果第二道覆蓋第一道太少時,第三道焊接時可采用斜圓圈運條法,運條時在垂直板上要稍作停留,以防止咬邊,這樣就能彌補由于第二道覆蓋過少而產(chǎn)生的焊腳下偏現(xiàn)象。
如果焊接焊腳尺寸大于12mm以上的焊件時,可采用三層六道、四層十道來完成, 如下圖所示。焊腳尺寸越大,焊接層數(shù)、道數(shù)就越多。
由北京創(chuàng)想智控自主研發(fā)的、具有多項專利的激光焊縫跟蹤系統(tǒng)通過復雜的程序算法完成焊縫的在線實時檢測,非接觸式跟蹤,通過傳感器測量焊縫偏移,引導并控制焊槍進行定位。具有焊縫成形美觀,質(zhì)量可靠,產(chǎn)品合格率高,勞動強度低和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點,大大提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。
抗弧光、煙塵、飛濺、點焊和電磁干擾;
可高速、高精度識別焊縫進行實時跟蹤;
專用軟件穩(wěn)定,性價比高;
能夠適用所有焊接工藝,精度高,處理速度快,抗干擾性強。
可實現(xiàn),精確控制焊槍焊接,大大減少焊工的勞動強度和人為因素的影響,保證焊縫質(zhì)量和提高焊接效率。
該系統(tǒng)對中精度高、抗干擾能力強、成本低、實用性強,解決了人工對中調(diào)節(jié)不方便、經(jīng)常出現(xiàn)跑偏等問題。通過對現(xiàn)有的焊接設(shè)備加裝焊縫跟蹤系統(tǒng),實現(xiàn)焊接自動跟蹤,有效解決了焊縫偏差帶來的問題,在中厚板焊接中成功應用,獲得較好的焊接效果。