爬行式弧焊機器人立向與橫向焊接工藝的研究
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a. 焊槍位置包括焊槍頭與工件位置、焊絲與坡口位置（要考慮擺動幅度的影響，見圖2圖3）。
b. 焊槍擺動由調節(jié)擺動器來實現(xiàn),主要參數(shù)有擺動速度%左中右3 個位置的停留時間。
c. 焊接速度um為焊前設定值，焊接過程中可調。
d.焊前對焊機電壓補嘗進行整定，整定值2.6V作為焊機內設參量。常用調節(jié)量有送絲速度us、焊接電壓U和脈沖幅值。
2.2.4 焊接各項參數(shù)
a. 立焊。
立焊打底時焊槍垂直于工件mm 左右上方,加擺后焊絲靠兩邊坡口1-2mm,如圖2所示。第二道蓋面,焊槍垂直上調5-8mm,擺動幅度適當調大。立焊時各參數(shù)如表1所示。
b. 橫焊。
橫焊打底時焊槍微向下扎，使焊絲在加有擺動時不至太靠下邊坡口，焊槍順焊接方向向下斜擺，大約與水平成75°—80°；蓋面三道成形，均不加擺動，且每次要根據(jù)上道次焊接的效果和位置從新調整焊槍姿態(tài)（見圖3）第一道蓋面槍頭略向下扎，二道時較平，末道槍頭略向上抑。橫焊時各參數(shù)如表2所示。
3 試驗結果
a. 在早期試驗中,電流、電壓值與焊速的匹配總不令人滿意。采用的MIG脈沖焊，其宜于用較小的平均電流進行焊接，特點是熔池體積小，不易淌流，且在脈沖峰值電流作用下，熔滴的軸向性好，故比起普通氬弧焊更有利于焊縫成形，在全位置焊中有很好的效果。試驗中早期打底焊焊速一般在8cm/min以上，相應電流值也較高，在95-105A之間，焊接過程不太穩(wěn)定，背面成形有時也不理想。究其原因，在于脈沖幅值的影響，脈沖電流使熔滴呈噴射過渡，在較大脈沖電流下較小的電壓易造成大飛濺、淌流，而大電壓表面成形也不理想。我們在試驗中不斷摸索，后在穩(wěn)定幅值的前提下適當減小電流、電壓并且降低焊速，這樣在橫向和垂直位置的焊接過程中，充分發(fā)揮出了脈沖焊工藝在全位置焊上的優(yōu)點，焊接過程穩(wěn)定，飛濺小，兩面成形都很理想。圖4a、圖4b、圖4c、圖4d 依次為立焊焊前加襯墊樣板、立焊背面成形、打底和蓋面成形樣例。
b. 手工焊蓋面橫焊工藝采用的是加擺停留的方法,由于人工操作的靈活性,焊接過程中擺動頻率、幅度和停留時間均可實時改變，故一般寬度的蓋面焊可一次成形。由于該機器人缺乏人的靈活性，我們通過模仿人工的蓋面過程橫焊，采用高焊速加快速擺動或不加擺動多道成形的橫焊蓋面方法。這樣就避免了橫焊蓋面淌流的發(fā)生，也取得了不錯的效果。圖5a、圖5b、圖5c、圖5d、圖5e 依次為橫焊背面成形、打底焊、蓋面第一道、第二道、最后蓋面成形。
c. 除了電流電壓和焊速,另一個人為影響較大的因素是擺動器的調節(jié),根據(jù)不同位置的焊接要采用不同的擺動方式。
4 結論
試驗證明，通過對工藝方法的改進和調整，該套爬壁式弧焊機器人應用在立向和橫向焊接上，能夠獲得穩(wěn)定的焊接質量和很好的表面成形。當針對不同的材質和焊縫規(guī)格時，要有某些值發(fā)生變化，則其他值相應也要有所調整。
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