【文章內(nèi)容簡介】 (6)控制箱操作方便，便于檢查和維修。 (7)具有六位顯示器，可以顯示焊接電流和通電時間的周波數(shù)。 (8)具有多種自診斷功能，能在誤操作時或焊機出現(xiàn)故障時，自動停機并報警，顯示故障性質(zhì)或損壞芯片的編號。從而有效地防止質(zhì)量事故，方便檢修工作。 2. 工藝試驗 電阻縫焊不同厚度的工件時，由于在接合面兩側(cè)產(chǎn)生的熱量和散失的熱量不同，會形成熔化核心的偏移。 工件厚度不同 ,性能不同： p229表 513 514 產(chǎn)生工件的加熱不平衡 ,熔核心偏移。 解決方案：采用大接觸面的下電極，以減少厚件一側(cè)的電流密度。薄件一側(cè)采用由鉻鋯銅制成的環(huán)形電極，以增加電阻，減少散熱。 不形成熔核的現(xiàn)象：薄板中嚴重分流。 規(guī)范參數(shù)與實驗檢驗： 五、波紋管直縫焊機 該機是南昌航空工業(yè)學(xué)院研制的波紋管直縫焊接專用設(shè)備，采用氣動琴鍵式夾具，搖臂擺動式銅墊芯軸，裝卸工件方便，裝夾力度可調(diào)，生產(chǎn)效率高，適用于厚度 ～ mm、直徑 48 ～ 200 mm的不銹鋼薄壁圓筒的焊接。 1. 組成及結(jié)構(gòu) p231圖 563 波紋管直縫焊機組成： （ 1）琴鍵夾具：琴鍵夾具為前后對稱的兩套，可分別對縱縫的兩邊施加壓力。 （ 2）銅墊芯軸：與琴鍵式壓塊一起對焊件進行夾緊固定。 （ 3）支撐托架、機架：可以凋節(jié)芯軸與壓塊之間的垂直間距。 （ 4）傳動機構(gòu)：直流伺服電動機、聯(lián)軸器、絲杠、光桿滑塊組成。 （ 5）十字滑架：對焊槍水平垂直位置粗調(diào)。 （ 6）焊槍支架：微調(diào)。 （ 7）氣路系統(tǒng) （ 8）焊接電源 （ 9）控制系統(tǒng)等部分組成 其組成結(jié)構(gòu)如圖所示： 機架 焊接電源 傳動機構(gòu) 支撐托架 銅墊芯軸 控制盒 十字滑架 焊槍支架 琴鍵夾具 波紋管直縫焊機的組成 2. 技術(shù)參數(shù) 輸入電源電壓 AC 220 V 最大焊接長度 800 mm 工件直徑 ? 48 ～ 200 mm 焊接速度 0 ～ 1100 mm/min 壓縮空氣最大壓力 MPa 外形尺寸（長 寬 高） 1500 mm 600 mm 1100 mm 3. 技術(shù)要點 (1) 波紋管材料及其焊接要求 材料為 ： p232表 515 金屬波紋管（ metal bellows）常采用 300系列奧氏體不銹鋼，選用時應(yīng)根據(jù)其工作介質(zhì)、外部環(huán)境和工作溫度等條件而定。 工藝焊接性為 ： p232表 516含 C S P Mo 使用焊接性為： 波紋管在腐蝕環(huán)境中工作時，由于在波峰處介質(zhì)流動不暢，易引起介質(zhì)的濃縮，故應(yīng)考慮焊接接頭的耐蝕性問題。 晶間腐蝕，奧氏體不銹鋼在 450～ 850℃ 溫度范圍進行敏化處理時，由于過飽和的 C向晶粒界面的擴散要比 Cr擴散快，在晶界附近， C和 Cr結(jié)合成碳化物 Cr23C6或 (CrFe)23C6，并在晶界沉淀析出，形成晶粒邊界附近的貧 Cr區(qū)，當(dāng)該區(qū)的 Cr含量降低到鈍化所需的極限 (Cr的質(zhì)量分數(shù) ％ )以下時，就會加速該區(qū)的腐蝕而發(fā)生晶間腐蝕。反復(fù)多次的補焊會加劇焊縫及熱影響區(qū)的敏化。 可加 Ti Nb，降低 C含量 。 刀狀腐蝕，穩(wěn)定化奧氏體 ,不銹鋼 1200℃時產(chǎn)生刀狀腐蝕 . 可降低 C含量。 為防止奧氏體不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕和刀狀腐蝕，可以采取如下措施：盡量選用超低碳不銹鋼，或穩(wěn)定化不銹鋼；嚴格控制焊接工藝的各個環(huán)節(jié)，快速冷卻，縮短在敏化區(qū)的停留時間，使焊接接頭保持一次穩(wěn)定狀態(tài)，焊后對焊件進行酸洗、鈍化或拋光處理等措施；對于某些特殊要求的焊件，可以采用焊后熱處理，即1010～ 1150℃ 的固溶處理或 850～ 900℃ 的穩(wěn)定化處理，使其進入二次穩(wěn)定化狀態(tài)。 應(yīng)力腐蝕斷裂，拉應(yīng)力和電化學(xué)介質(zhì)是產(chǎn)生原因。 變形也是焊接問題之一。 《 金屬波紋管膨脹節(jié)通用技術(shù) 》 p233圖 564。 (2) 琴鍵式氣動夾具 波紋管直縫焊機的關(guān)鍵是琴鍵式氣動夾具，其設(shè)計總原則是如何保證在整個焊縫長度范圍內(nèi)均勻壓緊工件。 結(jié)構(gòu)形式： p234圖 565 566。 特點：琴鍵分兩排布置，每個琴鍵都能單獨動作。 琴鍵不宜太寬，壓塊與琴鍵分開 . 琴鍵與紫銅墊、琴鍵之間距離可調(diào) . (3) 焊接方法 波紋管的焊接屬于薄壁零件的焊接，采用對接接頭，不加填充焊絲。焊接電源具有恒流外特性，在小電流時能穩(wěn)定，能自動補償電網(wǎng)電壓的波動。焊接電源可選用逆變電源、晶體管電源和晶閘管整流電源。 不銹鋼薄板焊接的方法有直流鎢極氬弧焊、直流脈沖鎢極氬弧焊、微束等離子弧焊和激光焊接，較經(jīng)濟的焊接方法是直流鎢極氬弧焊，直流正接。 P235表 517 518。 對接接頭 ,不加填充焊絲 。 六、異形零件焊接專機 環(huán)形焊縫的焊接方案有兩種，其一是工件旋轉(zhuǎn)，焊槍固定不動；其二是焊槍旋轉(zhuǎn)，工件固定不動。 圖 567：焊槍旋轉(zhuǎn)環(huán)縫焊機 ； 用氣缸夾緊 ,焊槍焊接 ,用 PC控制 。 焊件范例 圖 568：異形雙頭環(huán)縫焊機 以工件的孔定位 ,采用氣動彈性夾頭快速夾緊工件 ,可焊單面、雙面環(huán)縫。 ↖ 環(huán)縫 焊 件 范例 異形雙頭環(huán)縫焊機 圖 569：數(shù)控曲線自動焊接機床 焊槍以一定軌跡運動 ,完成平面焊縫 , 性能有 （ 1）可焊平面內(nèi)任意曲線焊縫 。 （ 2）行走機構(gòu)采用直流伺服電動機 ,滾珠絲杠 ,直線導(dǎo)向 ,焊速無級可調(diào) 。 （ 3）氣動裝夾工件 ,焊槍夾持機構(gòu)三維可調(diào) 。 （ 4）焊縫背面通氬保護 ,單面焊雙面成型 七、弧焊機器人焊接工裝夾具 1. 概述 焊接機器人（ welding robot）是一種高度自動化的焊接設(shè)備，采用機器人代替手工焊接作業(yè)是焊接制造業(yè)的發(fā)展趨勢，是提高焊接質(zhì)量、降低成本、改善工作環(huán)境的重要手段。 常規(guī)的弧焊機器人系統(tǒng)由以下 5部分組成： (1) 機器人本體 。一般是伺服電動機驅(qū)動六軸關(guān)節(jié)式操作機 , 由驅(qū)動器、傳動機構(gòu)、機械手臂、關(guān)節(jié)、傳感器組成 (2) 機器人控制柜 。由計算機軟硬件和專用的控制電路 (3) 焊接電源系統(tǒng) 。由焊接電源、專用焊機、點焊鉗 (4) 焊接傳感器及系統(tǒng)安全保護設(shè)施 。 (5) 焊接工裝夾具。 “多品種 ,小批量”的生產(chǎn)適于機器人 2. 弧焊機器人焊接工裝夾具的設(shè)計原則 弧焊機器人系統(tǒng)前 4部分實際上是相對通用和成熟的系統(tǒng)。目前我國獨立自主的機器人產(chǎn)業(yè)尚處在形成階段，但國內(nèi)的中外合資企業(yè)的主要機型以及從國外進口的機器人都是穩(wěn)定和成熟的產(chǎn)品。 弧焊機器人焊接工裝設(shè)計原則： （ 1）對產(chǎn)品進行焊接工藝分析 。規(guī)則焊縫用焊接專機 ,不規(guī)則焊縫用機器人焊接。 （ 2）機器人焊接工裝采用雙工位 圖 572。 （ 3）對相近產(chǎn)品采用模塊化通用化夾具 圖 573 （ 4）對產(chǎn)品試制或小批量生產(chǎn)采用組合夾具 圖574 （ 5）設(shè)計夾具時 ,盡量保證裝配卸料時間與機器人焊接時間匹配。 （ 6）焊接工裝夾具應(yīng)動作迅速 ,操作方便 ,安全。 （ 7）機器人焊接工裝應(yīng)考慮焊槍的可達性。 （ 8）盡量滿足焊接工藝對夾具在導(dǎo)熱、導(dǎo)電、隔磁、絕緣等方面的要求。 機器人的選用原則： 主要依據(jù)被焊產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸特點，選用相應(yīng)作業(yè)半徑的機器人和配套相應(yīng)焊接方法的焊接電源、焊槍等。 實例 1：圖 575 機器人焊接重型卡車鋁合金油箱 實例 2：圖 576 機器人焊接高檔汽車油箱 習(xí)題與思考題 ，進行環(huán)縫 TIG焊，試設(shè)計轉(zhuǎn)臺的導(dǎo)電裝置。 、工件固定不動的方案焊接環(huán)縫，需要解決保護氣體的導(dǎo)氣問題，試設(shè)計導(dǎo)氣回轉(zhuǎn)接頭。 ，現(xiàn)要求焊接有效長度 600mm，采用 TIG焊 ,試設(shè)計焊槍行走轉(zhuǎn)動機構(gòu)。 ，設(shè)計 CO2氣體保護焊工裝應(yīng)注意哪些問題 ? ，設(shè)計電阻焊工裝應(yīng)注意哪些問題 ? ，設(shè)計爐中釬焊工裝應(yīng)注意哪些問題 ? 求 ? ，結(jié)合實例，敘述其特點。 567所示焊槍旋轉(zhuǎn)環(huán)縫焊機，采用可編程控制器控制，試設(shè)計其控制程序。 10．異形零件的焊接除采用仿形方案外，還可以采用哪些方案 ? ，設(shè)計焊接工裝時應(yīng)遵循哪些基本原則 ? 12．?dāng)?shù)控技術(shù)、機器人技術(shù)和可編程控制器技術(shù)被譽為工業(yè)自動化三大技術(shù)支柱，談我國焊接自動化的現(xiàn)狀。 第四章 焊接工裝設(shè)計方法 第一節(jié) 焊接工裝設(shè)計的基本原則 和要求 焊接工裝設(shè)計是焊接生產(chǎn)準備工作的重要內(nèi)容之一。工裝設(shè)計的質(zhì)量，對生產(chǎn)效率、加工成本、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)安全等有直接的影響，為此，設(shè)計焊接工裝時必須考慮以下幾方面的基本原則和要求： 一 .實用性原則 二 .經(jīng)濟性原則 三 .可靠性原則 四 .藝術(shù)性原則 一、實用性原則 實用是指工裝的使用功能，它既表現(xiàn)為技術(shù)性能好，能滿足裝配焊接工藝要求，同時也表現(xiàn)為整個工裝系統(tǒng)與人體相適應(yīng)，操作舒展方便，安全省力，符合人體的生理和心理特征，使人機系統(tǒng)的工作效能達到最佳狀態(tài)。 (1)要考慮裝配和焊接的順序。 (2)焊接是局部加熱過程，不可避免產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形，在設(shè)置定位器和夾緊器時要充分考慮焊接應(yīng)力和變形的方向。 (3)焊接方法不同，對工裝的結(jié)構(gòu)和性能要求也不同。 (4)對于手動夾具和移動式工裝，在保證足夠剛度的前提下，盡量減輕重量。 (5)盡量使焊縫處于平焊位置，因為平焊較其他位置的焊接更容易獲得高質(zhì)量焊縫，同時可省時省力。盡可能在夾具上焊接全部的焊縫或焊點，同時被焊工件的翻轉(zhuǎn)次數(shù)要少。 (6)工裝的功能設(shè)計和造型設(shè)計必須依從人機工程學(xué)的觀點，考慮人的各種因素 (生理的和心理的 )，來確定適合人體結(jié)構(gòu)特點的設(shè)備系統(tǒng)。 二、經(jīng)濟性原則 定義：經(jīng)濟性原則就是力求用最少的人力、物力和財力來獲得最大的成效。通常重大的工藝裝備設(shè)計制造必須進行經(jīng)濟分析。 經(jīng)濟性分析： 是否采用工裝，采用何種類型的工裝還取決于生產(chǎn)綱領(lǐng) (年產(chǎn)量 )和生產(chǎn)類型 (單件生產(chǎn)、大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn) )。 三、可靠性原則 工裝在使用期內(nèi)絕對安全可靠，凡是受力構(gòu)件都應(yīng)具有足夠的強度和剛度，足以承受焊件重力和因限制焊接變形而引起的各個方向的拘束力等。 另一方面，工裝具有防差錯功能，防止操作者出現(xiàn)錯裝、漏焊或者錯焊零件等制造差錯。 防差錯實例－神龍： （ 1）左右對稱零件防差錯定位的設(shè)計原則 左右夾具不同 p148圖 41 （ 2）小件與大件組合防漏放的設(shè)計原則 增加小零件的控制功能 （ 3）不對稱邊零件定位的防差錯設(shè)計原則 設(shè)計為唯一放置狀態(tài)。 四、藝術(shù)性原則 要求工裝設(shè)計造型美觀，在滿足功能使用和經(jīng)濟許可的條件下，使操作者在生理上、心理上感到舒展，給人以美的享受。 形式美、結(jié)構(gòu)美、工藝美、材質(zhì)美 第二節(jié) 焊接工裝設(shè)計的內(nèi)容與步驟 一、焊接工裝設(shè)計的步騾 1 .明確設(shè)計任務(wù)，收集設(shè)計資料 工裝設(shè)計的第一步是在已知生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下，認真研究設(shè)計任務(wù)書中提出的設(shè)計要求，明確設(shè)計任務(wù)并收集下列資料： (1) 產(chǎn)品的圖樣、焊接組件圖及技術(shù)要求。 (2) 該產(chǎn)品的裝配和焊接工藝文件。 (3) 工裝設(shè)計任務(wù)書。 (4) 了解本廠制造、使用工裝情況和車間生產(chǎn)條件。 (5) 收集有關(guān)夾具零部件標(biāo)準（國家標(biāo)準、行業(yè)標(biāo)準、企業(yè)標(biāo)準），典型結(jié)構(gòu)圖冊和夾具設(shè)計手冊等。 2. 擬定工裝方案、繪制結(jié)構(gòu)草圖 方案構(gòu)思： (1)用專用、通用。 (2)定位、夾緊方式和機構(gòu) ，焊件變位，焊接機頭的平移或升降等動作，應(yīng)選擇何種傳動方式和何種動力源。 (3)工裝的基本構(gòu)成和總體布局，夾具體和主要零部件的基本結(jié)構(gòu)形式。 (4)主機或主要機構(gòu)的基本參數(shù)和技術(shù)性能的初步確定，如功率、承載、速度、行程或調(diào)節(jié)幅度、外形尺寸等。 步驟：根據(jù)上述設(shè)計資料和工藝分析，結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)實際，即可著手擬定工裝的設(shè)計方案。 工裝結(jié)構(gòu)草圖的繪制過程可按以下步驟進行： (1) 布置圖面。畫出工件位置，選擇適當(dāng)?shù)谋壤?。主視圖面對操作者的工作位置。 (2)