CO2氣體保護(hù)焊接(MAG—C焊)工藝簡介

1、CO2氣體保護(hù)焊接（MAGC焊）工藝簡介1. 定義CO2氣體保護(hù)焊接是采用純度在99.8%（體積法）以上的CO2氣體作為保護(hù)氣體的一種熔化極氣體保護(hù)電弧焊方法?？刹捎枚搪愤^渡、噴射過渡和脈沖噴射過渡進(jìn)行焊接，可用于點(diǎn)焊、立焊、橫焊和仰焊以及全位置焊等。尤其適用于碳鋼、合金鋼和不銹鋼等黑色金屬材料的焊接。2. 發(fā)展動(dòng)態(tài)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是50年代發(fā)展起來的一種新的焊接技術(shù)。半個(gè)世紀(jì)來，它已發(fā)展成為一種重要的熔焊方法。廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)，工程機(jī)械制造業(yè)，造船業(yè)，機(jī)車制造業(yè)，電梯制造業(yè)，鍋爐壓力容器制造業(yè)，各種金屬結(jié)構(gòu)和金屬加工機(jī)械的生產(chǎn)。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接質(zhì)量好，成本低，操作簡便，取代大部分手

2、工電弧焊和埋弧焊，已成定局。且二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊裝在機(jī)器手或機(jī)器人上很容易實(shí)現(xiàn)數(shù)控焊接，將成為二十一世紀(jì)初的主要焊接方法。目前二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，使用的保護(hù)氣體，分CO2和CO2+Ar兩種。使用的焊絲主要是錳硅合金焊絲，超低碳合金焊絲及藥芯焊絲。焊絲主要規(guī)格有：0.5  0.8  0.9  1.0  1.2  1.6  2.0  2.5  3.0  4.0等。3. 特點(diǎn)3.1焊接成本低，CO2氣體是釀造廠和化工廠的副產(chǎn)品，來源廣、價(jià)格低，其成本只有埋弧焊和手工電弧焊的4050%。3.2生產(chǎn)率高，CO2電弧

3、的穿透力強(qiáng)，熔深大而且焊絲的熔化率高，熔敷速度快，其生產(chǎn)率是手工電弧焊的14倍。3.3適用范圍廣，薄板、中厚板甚至厚板都能焊接，薄板焊接時(shí)變形小，并能進(jìn)行全位置施焊。3.4抗銹能力強(qiáng)，焊縫含氫量低，抗裂性好。3.5焊后不需清渣。3.6由于是明弧，焊接過程中便于監(jiān)視和控制。4. CO2焊接材料4.1 CO2氣體4.1.1CO2氣體的性質(zhì)純CO2氣體是無色，略帶有酸味的氣體。密度為本1.97kg/m3，比空氣重。在常溫下把CO2氣體加壓至57Mpa時(shí)變?yōu)橐后w。常溫下液態(tài)CO2比較輕。在0，0.1Mpa時(shí)，1kg的液態(tài)CO2可產(chǎn)生509L的CO2氣體。4.1.2瓶裝CO2氣體采用40L標(biāo)準(zhǔn)鋼瓶，可灌

4、入25kg液態(tài)的CO2，約占鋼瓶的80%，基余20%的空間充滿了CO2氣體。在0時(shí)飽和氣壓為3.63Mpa；20時(shí)飽和氣壓為5.72Mpa；30時(shí)飽和氣壓為7.48 Mpa，因此，CO2氣瓶要防止烈日暴曬或靠近熱源，以免發(fā)生爆炸。4.1.3 CO2氣體純度對焊接質(zhì)量的影響CO2氣體純度對焊縫金屬的致密性和塑性有很大影響。CO2氣體中的主要雜質(zhì)是H2O和N2，其中H2O的危害較大，易產(chǎn)生H氣孔，甚至產(chǎn)生冷裂縫。焊接用CO2氣體純度不應(yīng)低于99.8%（體積法），其含水量小于0.005%（重量法）。4.1.4混合氣體一般混合氣體是在Ar氣（無色、無味、密度為1.78kg/m3）中加入20%左右的CO

5、2氣體制成，主要用來焊接重要的低合金鋼強(qiáng)度鋼。4.2焊絲4.2.1實(shí)心焊絲為了防止氣孔，減少飛濺和保證焊縫具有一定的力學(xué)性能，要求焊絲中含有足夠的合金元素，一般采用限制含碳量（0.1%以下），硅錳聯(lián)合脫氧。焊絲直徑常用的有：0.8mm  0.9mm  1.0mm  1.2mm  1.6mm，焊絲直徑允許偏差+0.01，-0.04。以下介紹幾種常用的焊絲。    用于焊接低碳鋼低合金鋼的焊絲有：H08MnSiA，H08MnSi，H10MnSi。    用于焊接低合金鋼強(qiáng)度鋼的焊絲有：H08Mn2S

6、iA，H10MnSiMo，H10Mn2SiMoA。    用于焊接貝氏體鋼的焊絲有：H08Cr3Mn2MoA。    用于焊接抗微氣孔焊縫低飛濺的焊絲有：H0Cr18Ni9，H1Cr18Ni9，H1Cr18Ni9Ti。    用于焊接不銹鋼薄板的焊絲有：H0Cr18Ni9，H1Cr18Ni9，H1Cr18Ni9Ti，H1Cr18Ni9Nb。4.2.2藥芯焊絲藥芯焊絲用薄鋼帶卷成圓形管，其中填入一定成分的藥粉，以拉制而成的焊絲。采用藥芯焊絲焊接，形成氣渣聯(lián)合保護(hù)，焊縫成形好，焊接飛濺小。常用的藥芯焊絲有：Y

7、J502，YJ507，YJ507CuCr，YJ607，YJ707。 表4.1 實(shí)心焊絲與藥芯焊絲的特性比較 焊絲種類實(shí) 心 焊 絲藥芯焊絲大電流用小電流用焊劑類(用于全位置焊)金屬類焊絲直徑1.21.61.21.21.61.6標(biāo)準(zhǔn)電流范圍(A)22035025055080220120300200450250500作熔渣量極少極少極少多多少脫渣性不好不好不好好好一般業(yè)焊縫外觀一般一般一般好好一般焊縫形狀凸凸稍凸接近平坦接近平坦稍凸性飛濺量稍多稍多少少少少電弧穩(wěn)定性一般一般一般好好一般能熔深深深淺很深很深深噪音一般一般稍小稍大稍大稍大全位置焊接不能不能一般一般能不能焊接性耐冷裂性能好好好一般一般好

8、耐熱裂性能好好好，一般一般好X射線探傷好好一般好好好效熔敷速度 g/min(焊絲干伸長度)60120(25)55180(25)1550(20)30110(25)45140(25)75180(25)率熔敷效率(%)909590959598859085909095注: 焊機(jī)使用直流恒電壓特性的電源(極性:焊絲正極)5. CO2電弧焊的保護(hù)效果CO2氣體本身是一種活性氣體，它的保護(hù)作用主要是使焊接區(qū)與空氣隔離，防止空氣中的氮?dú)鈱θ鄢亟饘俚挠泻ψ饔?，因?yàn)橐坏┖缚p金屬被氮化和氧化，設(shè)法脫氧是很容易實(shí)現(xiàn)的，而要脫氮就很困難。CO2氣保焊在CO2保護(hù)下能很好地排除氮?dú)?。在電弧的高溫作用下?000

9、K以上），CO2氣體全部分解成CO+ O，可使保護(hù)氣體增加一倍。同時(shí)由于分解吸熱的作用，使電弧因受到冷卻的作用而產(chǎn)生收縮，弧柱面積縮小，所以保護(hù)效果非常好。6. CO2電弧焊存在的主要問題及解決措施6.1合金元素?zé)龘p問題CO2電弧可以從兩個(gè)方面使Fe及其它合金元素氧化。一種是與CO2直接作用: 如: 另一種是和高溫分解出的原子氧作用:第一種反應(yīng)一般認(rèn)為是在低于金屬熔點(diǎn)溫度下進(jìn)行的，在金屬氧化中不占主要地位。合金元素的氧化燒損主要是產(chǎn)生于第二種反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物MnO、SiO2成為熔渣浮于熔池表面。生成的CO2氣體逸出到大氣中去，不會引起焊縫氣孔。而FeO則熔入液態(tài)金屬，并進(jìn)一步和熔池及熔滴中的合金

10、元素發(fā)生反應(yīng)使其氧化。在CO2電弧焊中，合金元素的燒損與合金元素與氧的親合力成正比。Ni、Cr、Mo過渡系數(shù)最高，燒損最少。Si、Mn的過渡系數(shù)則較低，因?yàn)樗鼈冎械南喈?dāng)一部分要耗于熔池中的脫氧。Al、Ti、N2等元素的過渡系數(shù)更低，燒損比Si、Mn還要多。合金元素的燒損主要與電弧氣氛的氧化性有關(guān)，因此必須在冶金上采取措施。目前，在焊絲設(shè)計(jì)中加入一定量的脫氧劑(如Al、Ti、Si、Mn等)，脫氧劑在完成脫氧任務(wù)之余，所剩余的量便作為合金元素留在焊縫中6.2氣孔問題CO2電弧焊，由于熔池凝固比較快，容易在焊縫中產(chǎn)生氣孔?？赡墚a(chǎn)生的氣孔主要有：CO氣孔、H2氣孔和N2氣孔三種。6.2.1.CO氣孔產(chǎn)

11、生CO氣孔的原因主要是熔池中的FeO和C反應(yīng)這個(gè)反應(yīng)在熔池中處于結(jié)晶溫度時(shí)，進(jìn)行得比較劇烈，由于這時(shí)熔池已開始凝固，CO氣體不易逸出，于是在焊縫中形成氣孔。如果焊絲中有足夠的脫氧元素Si和Mn，以及限制焊絲中的含碳量就可以抑制上述的氧化反應(yīng)，有效地防止CO氣孔的產(chǎn)生。6.2.2.H2氣孔電弧區(qū)的氫主要來自焊絲、工件表面的油污、鐵銹以及CO2氣體中所含的水份。其中CO2氣體中的水份常常是引起氫氣孔的主要原因，所以焊前要適當(dāng)清除工件和焊絲表面的油污和鐵銹，另一方面盡可能使用含水分低的CO2氣體。6.2.3.N2氣孔焊縫中產(chǎn)生N2氣孔的主要原因，是由于保護(hù)氣層遭到破壞，大量空氣浸入焊接區(qū)所造成的。保

12、護(hù)氣層失效的因素主要有：CO2氣體流量過小，噴嘴被飛濺部分堵塞，噴嘴與工件的距離過大，電弧電壓過高，以及焊接場地有側(cè)向風(fēng)等。因此在焊接過程中保證保護(hù)氣層穩(wěn)定可靠是防止N2氣孔的關(guān)鍵。6.3飛濺問題6.3.1CO2電弧焊產(chǎn)生飛濺的原因主要有:6.3.1.1.熔入熔滴中的FeO與碳元素作用產(chǎn)生的CO氣體，在電弧高溫下急劇膨脹，使熔滴爆破而引起金屬飛濺;6.3.1.2.溶滴短路過渡后，當(dāng)電弧再引燃時(shí)產(chǎn)生的對熔池的過大沖擊力使液體金屬濺出。6.3.1.3.采用顆粒狀過渡時(shí)，飛濺主要是由于熔滴非軸向過渡造成(電流不大時(shí))，或由于熔滴瞬時(shí)短路而造成(大電流潛弧時(shí))。降低飛濺主要有工藝措施和冶金措施兩個(gè)方面

13、。工藝方面主要是采用盡量小的焊絲直徑，合適的焊接電流與電壓參數(shù)的匹配，和合適的短路電流上升速度，以及峰值短路電流。短路電流上升速度和峰值短路電流可以通過焊接回路串接的電感來調(diào)節(jié)。冶金方面主要是采用合適的焊絲和保護(hù)氣體成分，適宜的焊絲和工件表面清理來減少因液體金屬內(nèi)部冶金反應(yīng)生成的CO氣體膨脹爆炸而造成的飛濺7. CO2焊接的溶滴過渡形式CO2焊的溶滴過渡形式主要有顆粒過渡、短路過渡和射流過渡。7.1滴狀過渡當(dāng)電弧電壓較高，焊接電流較大時(shí)，常出現(xiàn)這種過渡形式CO2焊的顆粒狀過渡是非軸向的。主要是由于CO2氣體在高溫下的分解和解離，對電弧產(chǎn)生的強(qiáng)烈的冷卻作用，造成電弧和斑點(diǎn)面積收縮使電流密度提高，

14、電弧的電場強(qiáng)度提高，并集中在溶滴的下部，熔滴將受到較大的斑點(diǎn)壓力，迫使熔滴上撓，使熔滴不能軸向過渡，嚴(yán)重時(shí)電弧不穩(wěn)定，產(chǎn)生飛濺隨著電流的增加(f1.2焊絲，電流大于300A時(shí))，斑點(diǎn)面積增加，電弧收縮力由阻力變?yōu)橥屏?，使熔滴?xì)化，過渡頻率也隨之增加，飛濺較小，電弧較穩(wěn)定，焊縫成形較好。顆粒過渡電弧穿透力強(qiáng)，母材熔深大，適于中厚板的焊接。7.2短路過渡細(xì)絲CO2氣體保護(hù)焊（小于1.6mm）焊接過程中，因焊絲端部熔滴個(gè)非常大，與熔池接觸發(fā)生短路，從而使熔滴過渡到熔池形成焊縫。短路過渡是一個(gè)燃弧、短路（息?。?、燃弧的連續(xù)循環(huán)過程，焊接熱源主要由電弧熱和電阻熱兩部分組成。短路過渡的頻率由焊接電流、焊接

15、電壓控制，其特征是小電流、低電壓、焊縫熔深大，焊接過程中飛濺較大。短路過渡主要用于細(xì)絲CO2氣體保護(hù)焊，薄板、中厚板的全位置焊接。7.3射流過渡當(dāng)粗絲CO2氣體保護(hù)焊或采用混合氣體保護(hù)細(xì)絲焊，焊接電流大到超過臨界電流值，焊接時(shí)，焊絲端部呈針狀，在電磁收縮力、電弧吹力等作用下，熔滴呈霧狀噴入熔池，焊接過程中飛濺很小，焊縫熔深大，成形美觀。射流過渡主要用于中厚板，帶襯板或帶襯墊的水平位置焊接。8. 焊接設(shè)備CO2氣體保護(hù)焊設(shè)備主要由焊接電源、供氣系統(tǒng)、送絲系統(tǒng)和焊槍等組成。8.1焊接電源焊接電源通過控制線路對供電、供氣與穩(wěn)弧等各個(gè)階段的動(dòng)作進(jìn)行控制。半自動(dòng)焊機(jī)的電源為直流電源（可以是硅整流電源，晶

16、閘管整流電源及逆變式電源），大多為平特性或緩降（斜率4V/100A）特性，以保護(hù)弧長的自身調(diào)節(jié)作用。8.2供氣系統(tǒng)供氣系統(tǒng)由CO2氣瓶、電磁氣閥、氣體流量調(diào)節(jié)器、干燥預(yù)熱器及送氣管組成。8.2.1電磁氣閥是開閉氣路的裝置，由延時(shí)繼電器控制，可起到提前供氣和滯后停氣的作用。8.2.2氣體流量調(diào)節(jié)器是起調(diào)節(jié)CO2氣流量的作用。8.2.3送氣管輸送焊接時(shí)所需的保護(hù)氣體。8.2.4CO2焊供氣系統(tǒng)中一個(gè)特殊的措施是在供氣系統(tǒng)中加裝干燥器和預(yù)熱器。干燥器的作用是吸收CO2氣體中的水分和雜質(zhì)；預(yù)熱器的作用是為了防止CO2氣體中水分在鋼瓶出口及減壓閥中結(jié)冰而堵塞氣路而對CO2氣體進(jìn)行加熱。8.3送絲系統(tǒng)送絲

17、系統(tǒng)的作用是采用機(jī)電控制的方式將焊絲盤中的焊絲通過焊槍的導(dǎo)電嘴送入焊接熔池內(nèi)。CO2焊的送絲機(jī)構(gòu)由電機(jī)、送絲輪、矯直機(jī)構(gòu)等組成。送絲方式有推進(jìn)式、拉絲式、推拉式和加長推絲式四種，目前應(yīng)用最多的是推進(jìn)式送絲系統(tǒng)。8.4焊槍焊槍的作用是輸出焊絲、傳導(dǎo)焊接電流、輸出保護(hù)氣流和啟動(dòng)或停止焊機(jī)。焊槍按冷卻方式可分為氣冷式和水冷式，當(dāng)所用焊接電流小于250A時(shí)，可選擇氣冷式焊槍；焊接電流大于250A時(shí)，必須采用水冷式焊槍。圖8.1 CO2焊接設(shè)備圖例9. CO2焊接工藝確定影響因素9.1材料因素 母材和焊材的成分，不同材料焊接性能不一樣，所以焊接工藝也不一樣。9.2工藝因素 如焊接方法、坡口形式和加工質(zhì)量

18、、預(yù)熱后熱措施、層間溫度控制、裝配質(zhì)量，甚至電源種類和極性等，對改善工藝焊接性都起很大作用。9.3結(jié)構(gòu)因素 如設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮焊接接頭處于剛度較小狀態(tài)，避免出現(xiàn)截面突變、余高過大、交叉焊縫等容易引起應(yīng)力集中的結(jié)點(diǎn)。9.4使用條件 如工作溫度高低、工作介質(zhì)種類、載荷性質(zhì)等，都屬于工藝焊接性考慮范圍。10. 焊接機(jī)器人10.1操作機(jī)(機(jī)器人本體)本文指的機(jī)器人是安裝有焊槍進(jìn)行實(shí)際作業(yè)的部分，其動(dòng)作受安裝在內(nèi)部的伺服電機(jī)(S軸或6軸)的控制，機(jī)器人能拿得起的重(可搬重量)為340kg，視機(jī)器人的型號而定，此外，在機(jī)器人本體上還附加有焊槍、焊絲供給裝置、氣體電磁線等，機(jī)器人在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，焊槍在同一位置的重

19、復(fù)精度為±0.1mm。表10.1 列了各種型號操作機(jī)的規(guī)格型 號可搬重量手臂的動(dòng)作范圍本體重量V10S6kg2.25m2×340°160kgV10S10kg3.25m2×340°260kgV20S20kg2.96m2×340°290kgV40S40kg3.41m2×300°500kgG01S3kg0.64m2×260°130kgW01S3kg1.01m2×280°155kg機(jī)器人S3kg0.84m2×270°19kg機(jī)器人H3kg1.00m2&#

20、215;230°45kg10.2控制器(控制裝置)控制器是機(jī)器人的頭腦和記憶裝置，所記憶的示教數(shù)據(jù)控制輸入輸出信號和各種接口，動(dòng)力輸入為3相200V(37KW)，一個(gè)控制器最多能控制15個(gè)軸，記憶容約8000點(diǎn)，主要控制器如表10.2所示。表10.2 控制器與操作機(jī)控 制 器操 作 機(jī)OSACOM 6800Almega Vol，GolOSACOM CUPER8700Almega Vols，Gols，V10s，V20s，V40s，WolSOSACOM aAlmcga EV，EGOSACOM 機(jī)器人機(jī)器人S、機(jī)器人H10.3示教盒示教盒與控制器相連接進(jìn)行示教作業(yè)時(shí)，通過示教盒用手動(dòng)操作操

21、作機(jī)以輸入自動(dòng)運(yùn)行時(shí)所需全部軌跡和作業(yè)條件，機(jī)器人通過操作這個(gè)示教盒能進(jìn)行包括焊接條件在內(nèi)的全部操作。10.4操作盒操作盒是選擇自動(dòng)運(yùn)行方式后使用的設(shè)備，有緊急停機(jī)按鈕和暫停按鈕，伺服上電按鈕等，在使用多臺工作站進(jìn)行多個(gè)作業(yè)的自動(dòng)運(yùn)行時(shí)增加起動(dòng)盒，可以預(yù)約或取消下一個(gè)起動(dòng)功能。 10.5焊機(jī)當(dāng)原封不動(dòng)地使用CO2焊接的半自動(dòng)焊機(jī)時(shí)，必須有焊機(jī)與機(jī)器人控制器間的信號交換的中介接口盒。最近，大多數(shù)焊機(jī)內(nèi)部安裝有：具有機(jī)器人焊接特性的專用接口，關(guān)于焊接的接口盒，具體信號的情況在下一章進(jìn)行說明。10.6焊絲供給裝置將半自動(dòng)焊機(jī)的一部分加以改進(jìn)用于機(jī)器人上，在進(jìn)行CO2焊接和MAG焊接時(shí)，氣體電磁閥安裝

22、在其內(nèi)，焊絲供給裝置中的滾輪容易產(chǎn)生從焊絲掉下來的粉末，防礙焊絲的傳磅，因此必須加以定期的維護(hù)。10.7焊槍對于不同的機(jī)器人型號使用直型焊槍和彎曲焊槍，機(jī)器人所用焊槍的特點(diǎn)是:10.7.1機(jī)器人焊槍內(nèi)部安裝有防碰傳感器，當(dāng)焊槍與工作或夾具發(fā)生沖突時(shí)使機(jī)器人停止工作，避免損壞機(jī)器人本體。10.7.2為了便于進(jìn)行示教作業(yè)，應(yīng)把氣體噴嘴設(shè)計(jì)得短一點(diǎn)，和從外部能看見焊絲的導(dǎo)電嘴。10.7.3為了使向焊絲供電能夠穩(wěn)定，焊絲導(dǎo)電嘴的孔徑應(yīng)比半自動(dòng)焊接的導(dǎo)電嘴的孔徑要小一點(diǎn)。10.7.4根據(jù)使用目的的不同，有時(shí)使用水冷式焊槍和風(fēng)冷焊槍。以上所述是弧焊機(jī)器人的構(gòu)成，有時(shí)為了以任意可達(dá)的姿態(tài)焊接工件增加外設(shè)的變

23、位機(jī)，為了能焊接大型工件，增加導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)等組合件，如圖2.2所示，這樣能大幅度地提高機(jī)器人的作業(yè)效率，當(dāng)變位機(jī)或?qū)к墮C(jī)構(gòu)與焊接機(jī)器人同時(shí)工作時(shí)，必須對機(jī)器人與外部軸進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，機(jī)器人使用同步運(yùn)動(dòng)控制軟件能進(jìn)行這種協(xié)調(diào)控制。11. 機(jī)器人CO2氣體保護(hù)焊接夾具的制造11.1設(shè)計(jì)機(jī)器人夾具時(shí)的基本條件利用機(jī)器人進(jìn)行焊接時(shí)，不是利用人的五官感覺來進(jìn)行的，而是機(jī)器人重復(fù)同一軌跡自動(dòng)運(yùn)行進(jìn)行焊接的，所以設(shè)計(jì)機(jī)器人夾具時(shí)要確認(rèn)如下幾點(diǎn)。11.1.1 明確用機(jī)器人進(jìn)行焊接的各種要求1. 最終目標(biāo)是什么?2. 對自動(dòng)化的要求及其規(guī)模?3. 提高多少生產(chǎn)效率及其生產(chǎn)節(jié)拍?4. 提高質(zhì)量的關(guān)鍵在哪里?工件的精確定

24、位是否可能?11.1.2 工件本身的精度是否高?必須使定位誤差小于焊絲直徑的一半。11.1.3 工件焊接部位有無定位基準(zhǔn)?在參照定位基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上設(shè)置工件。11.1.4 機(jī)器人是以示教再現(xiàn)方式進(jìn)行工作時(shí)，不能象操作人員那樣根據(jù)不同情況隨機(jī)應(yīng)變。11.1.5 機(jī)器人的動(dòng)作區(qū)域是有限制的，在動(dòng)作區(qū)域內(nèi)焊槍的角度也有限制，所以存在不能進(jìn)行焊接的部位。11.1.6 在焊接過程中會產(chǎn)生焊道歪斜和飛濺，所以夾具要有一定的強(qiáng)度，要采取遮擋飛濺或減少飛濺的對策。11.1.7 焊接結(jié)束后，必須有“取下工件，安裝下一個(gè)工件”的工序。11.1.8 機(jī)器人的動(dòng)作既高速又危險(xiǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)必須對安全給予足夠的重視，應(yīng)參照勞動(dòng)安

25、全法和勞動(dòng)安全守則進(jìn)行設(shè)計(jì)。11.2 在設(shè)計(jì)機(jī)器人夾具前的準(zhǔn)備工作11.2.1 收集關(guān)于工件的信息1. 材質(zhì)、板厚、表面處理、重量和有關(guān)圖紙等。2. 前一道工序的制造工藝。3. 生產(chǎn)量等情況。11.2.2 了解目前的施工方法1. 有否半自動(dòng)焊接的夾具，改造后能否用作機(jī)器人夾具?2. 有什么焊接條件?過去有無相同的加工例子供參考?3. 調(diào)查類似的工件11.2.4 預(yù)算規(guī)模有多大?11.3 制造夾具時(shí)的注意事項(xiàng)11.3.1 決定把工件固定，或讓其旋轉(zhuǎn)，或移動(dòng)機(jī)器人。11.3.2 選擇最穩(wěn)定的固定工件的方法，選擇最佳姿勢焊接工件。11.3.3 關(guān)于夾具的設(shè)計(jì)1. 有的工件需要定位焊，有的則不需要，其

26、夾緊方法各不相同。2. 夾緊的方法有手動(dòng)直接夾緊，通過切換閥的手動(dòng)夾緊和電控夾緊等，可根據(jù)成本、使用目標(biāo)和規(guī)模加以選擇。3. 夾具安裝在靠近焊接部位。4. 若采用手動(dòng)夾緊方法要考慮其大小和操作的靈活性，以方便操作人員使用。5. 要考慮焊接時(shí)產(chǎn)生的飛油對夾具的影響，據(jù)此來決定夾具的位置。11.3.4如果同一個(gè)工件需要焊接多處，應(yīng)該統(tǒng)一定位基準(zhǔn)。11.3.5 要考慮工件的裝入、取出、工具的傳送。11.3.6 夾具所用的零件最好使用市面容易買得到的標(biāo)準(zhǔn)品。11.3.7 如在一個(gè)工件臺上進(jìn)行多品種生產(chǎn)時(shí)，可考慮在工作臺人工更換夾具，因?yàn)樽詣?dòng)切換方法精度低，動(dòng)作不穩(wěn)定，故障多。11.3.8 機(jī)器人與工作

27、臺最好共用一個(gè)臺基，這樣易于搬運(yùn)安裝，又不改動(dòng)機(jī)器人與夾具間的相對關(guān)系。11.3.9 應(yīng)采取足夠的防止飛濺的措施1. 可動(dòng)部分會附著上飛濺嗎?2. 飛濺會影響定位基準(zhǔn)嗎?3. 飛濺過多，積累起來會影響機(jī)器人和夾具的動(dòng)作嗎?4. 周圍環(huán)境有無可燃物品?11.3.10 應(yīng)考慮能方便地對夾具進(jìn)行維修1. 在有定位基準(zhǔn)的時(shí)候，維修時(shí)間要短。2. 保持一定數(shù)量的零件備品。3. 定期清掃飛濺等殘?jiān)?。夾具的結(jié)構(gòu)越簡單越好用戶最熟悉關(guān)于工件的加工方法靈活應(yīng)用用戶積累的經(jīng)驗(yàn)來制造夾具12. 焊接參數(shù)CO2氣體保護(hù)焊的工藝參數(shù)有焊接電流、電弧電壓、焊絲直徑、焊絲伸出長度、氣體流量等。12.1焊接電流短路過渡焊接時(shí)

28、，一定的焊絲直徑具有一定的電流調(diào)節(jié)范圍。應(yīng)根據(jù)母材厚度，接頭形式以及焊絲直徑等，正確選擇焊接電流。短路過渡時(shí)，在保證焊透的前提下，盡量選擇小電流，因?yàn)楫?dāng)電流太大時(shí)，易造成熔池翻滾，不僅飛濺大，成形也非常差。12.2焊接電壓焊接電壓必須與焊接電流形成良好的配合。焊接電壓過高或過低都會造成飛濺，焊接電壓應(yīng)伴隨焊接電流增大而提高，伴隨焊接電流減小而降低，最佳的焊接電壓一般在1824V之間，所以焊接電壓應(yīng)細(xì)心調(diào)試。焊接電壓和焊接電流的關(guān)系如下：< 300A時(shí): 焊接電壓 = ( 0.04倍焊接電流 + 16 ± 1.5) 伏> 300A時(shí): 焊接電壓 = ( 0.04倍焊接電流

29、+ 20 ± 2) 伏12.3焊絲伸出長度 焊絲伸出長度是指導(dǎo)電嘴端面至工件的距離。圖12.1焊絲伸出長度與電流有關(guān)，電流越大，焊絲伸出長度太長時(shí)，焊絲的電阻熱越大，焊絲熔化速度加快，易造成成段焊絲熔斷、飛濺嚴(yán)重、焊接過程不穩(wěn)定。焊絲伸出長度太短時(shí)，容易使飛濺物堵住噴嘴，有時(shí)飛濺物熔化到熔池中，造成焊縫成形差。一般經(jīng)驗(yàn)公式是，伸出長度為焊絲直徑的十到十五倍：小于300A時(shí)：L= (10-15)倍焊絲直徑.大于300A時(shí)：L= (10-15)倍焊絲直徑 + 5mm 舉例：直徑1.2mm焊絲可用電流120-350A，電流小時(shí)乘10倍的焊絲直徑，電流大時(shí)乘15倍的焊絲直徑 。 圖12.21

30、2.4焊接速度焊接速度對焊縫內(nèi)部與外觀的質(zhì)量都有重要影響。當(dāng)焊接速度過快時(shí)，會使氣體保護(hù)的作用受到破壞，易使焊縫產(chǎn)生氣孔。同時(shí)焊縫的冷卻速度也會相應(yīng)提高，因而降低了焊縫金屬的塑性和韌性，并會使焊縫熔寬、熔深和加厚高度都相應(yīng)降低，造成成形不良。當(dāng)焊接速度過慢時(shí)，熔池變大，焊縫變寬，易因過熱造成焊縫金屬組織粗大或燒穿。因此焊接速度應(yīng)根據(jù)焊縫內(nèi)部與外觀的質(zhì)量選擇。半自動(dòng)：焊接速度為30-60cm/min自動(dòng)焊：焊接速度可高達(dá)250cm/min以上 12.5氣體流量氣體流量直接影響焊接質(zhì)量，氣體流量太大或太小時(shí)，都會造成成形差，飛濺大，產(chǎn)生氣孔。小電流時(shí)，氣體流量通常為1015Lmin；大電流時(shí)，氣體

31、流量通常為2025Lmin。并不是流量越大保護(hù)效果越好。氣體流量過大時(shí)，由于保護(hù)氣流的紊流度增大，反而會把外界空氣卷入焊接區(qū)。表12.1 氣體流量的參考值(L/min)電流130A以下180A250A250A以下氣體流量1215182012.6電源極性CO2氣體保護(hù)焊一般都采用直流反接焊接，因?yàn)橹绷鞣唇訒r(shí)熔深大，飛濺小，電弧穩(wěn)定，焊縫成形好，且焊縫金屬含氫量最低。 圖12.3 直流反極性接法 12.4 直流正極性接法12.7焊接規(guī)范參考普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的焊接參數(shù)如下表：表12.2 焊接規(guī)范參考普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的焊接（H08Mn2Si）焊接規(guī)范參數(shù) 焊絲直徑電流（A）/電壓（V）電流（A）

32、/電壓（V） 干伸長0.8mm6070172011012019211015mm150160212317018023261.0mm7080182015016021231020mm2002102526  1.2mm8090171915016018211025mm190200192324025023263002830  1.6mm130140182320021018231030mm250260202530025273503603035   13. 焊接薄板時(shí)的注意事項(xiàng)13.1薄板一般指板厚為0.84.0mm的金屬板，焊接此類薄板時(shí)的最大特點(diǎn)是：1. 容易燒穿；2. 容易變形。焊接時(shí)對這兩點(diǎn)必須特別加以注意，一般來說，使用80A150A的短路焊接方法，在這個(gè)電流區(qū)域中產(chǎn)生的飛濺少(特別是在MAG焊接中)，并能取得漂亮的焊縫外觀，焊接時(shí)幾乎都采用窄焊道，不采用擺動(dòng)焊，如非要采用擺動(dòng)焊時(shí)，頻率要高(310HZ)，振幅要小，由于電流較小，產(chǎn)生的飛濺也少，所以焊接過程中噴嘴與母材間的示教距離要短(712mm)，使用機(jī)器人焊接薄板時(shí)，關(guān)鍵是要求工件具有很高的精度，稍為有點(diǎn)間隙即容易燒穿，再加上是小電流和窄小的擺幅，所以很易使焊縫歪斜。13.2實(shí)際焊接時(shí)的注意事項(xiàng)及關(guān)鍵之處如下：13.2.1 MAG焊接方法比CO