摘要：本文以弧焊机器人焊接t型接头90°角角焊缝为例。通过分析焊接轨迹点设置、焊接参数选择和焊枪角度对焊接质量的影响，进行了CO2焊接工艺试验。试验结果表明，正确设置焊接轨迹点，合理选择焊枪的功能和参数，可以有效地提高焊接质量和效率。
关键词：中厚板；T型接头；CO2焊；新型焊接工艺
1.中厚板T型接头焊接的工艺现状
钢结构焊接过程的大部分时间里，当前广泛使用的方法是t形接头焊接更一般的CO2焊焊接过程的主要操作过程可以分为以下三个步骤：一是打底焊道用埋弧焊的焊接参数，第二个是碳弧气刨清除根，除去根焊接缺陷，三是用埋弧焊机焊接。然而，这种治疗方法也有明显的缺点：
①先焊面埋弧焊焊缝因采用大焊接参数易出现焊接缺陷，主要是焊接裂纹。②清根时刨掉了钝边，使得焊接时钝边对横向收缩的限制作用彻底失去，在残余应力的作用下进一步产生收缩。③气刨后焊接，被焊金属多次加热对热影响区的组织和性能影响较大，接头性能下降。④气刨时两侧母材都要被刨掉，而气刨的表层含碳量高，对焊缝的力学性能产生影响。
对上述问题，综合起来比较好的解决办法就是利用弧焊机器人，通过稳定的标准化操作，降低可能的误差。
2.焊接工艺的实例研究
中厚板现场焊接时填充焊材熔敷金属量大，焊接时间长，热输入总量高，构件施焊时焊缝拘束度高、焊接残余应力大，焊后应力和变形大。施焊过程中，易产生冷、热裂纹。
2.1中厚板T形接头90°拐角焊缝试件组成
以试件底板与立板拐角处焊缝为研究对象，重点研究T形接头角焊缝与90°拐角区域焊接轨迹点的设置，选取焊接参数、焊枪摆动在振幅点的停留时间等对焊接质量的影响。对被试件的材料牌号、厚度、尺寸以及相关的焊接要求如下：
1材料为Q235。②底板尺寸：200mm×200mm×10mm；立板尺寸：120mm×80mm×10mm。③装配要求：底板和立板采用立装，无间隙。④焊接要求：焊缝表面平整光滑无气孔、咬边、未熔合、裂纹，焊脚10mm。⑤焊材及直径：AWS ER70－6，φ1.2mm。⑥保护气体为80%Ar+20%CO2。⑦焊接设备：松下TM1400弧焊机器人+ 350GS4弧焊电源。
2.2 程序点的设置影响
被试件的板厚选择10mm的T形接头角焊缝与90°拐角焊缝程序点设置，采用直线摆动插补结束点与圆弧摆动插补起始点的衔接轨迹点，选用以下两种试验方式。
①直线摆动插补结束点与圆弧摆动插补起始点的衔接轨迹点，重叠区长度为0。
②圆弧摆动插补路径向直线摆动插补后退，摆动路径重叠区长度为2～3mm。
T形接头角焊缝与90°角焊缝出现不接头现象，焊缝成形不良，影响焊缝质量。从编程位置的点分析可以看出，焊接点在t型角焊缝角焊缝与90°角焊缝角焊缝之间不动，焊枪摆动较大，节距增大，焊缝部分脱节。结果表明，焊枪摆动越大，焊缝断开越大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆从焊缝形貌，可以看出终点之间的重叠区域线性摆动和电弧摆动的起点是长2 - 3毫米，这样可以保证同样的焊枪摆动幅度，相同的节距线性摆动电弧摆动，和美丽的焊缝形成统一和细鱼鳞模式，基本上相同的宽度和宽度的高和低。
2.3摆动周期与频率对焊接效果的影响
T形接头角焊缝与90°拐角焊缝采用单层单道方式进行焊接过程编程。进行焊接时，T形接头焊缝的铁液冷却凝固时间和铁液本身重力的作用，焊缝断面存在如下两种成形。
测试了振幅点的停留时间和测试参数。根据传热和流动的原理，如果上下振幅点选择与停留时间相同，焊接和铁水流将继续下降，由于重力的影响，焊接缝的形成，停留时间点的振幅将适当增加以避免边缘的位置。适当降低下振幅点的停留时间，相对降低下振幅点的液铁量，从而有效控制焊缝凸起，达到良好焊缝成形的目的。
2.4设备参数对焊接质量的影响
T形接头角焊缝在与90°拐角焊缝焊接时，由于焊枪角度旋转，但焊枪焊丝端部焊接点并未移动，热输入瞬时增大，熔敷金属增多出现堆积和外流，易出现焊瘤，焊脚产生未熔合现象。针对这一问题，分别采用不同焊接参数对T形接头角焊缝进行摆动和不摆动焊接试验。
在选择相同焊接参数的t型接头角焊缝和90°角焊缝时，焊后角焊缝相对凸起，90°角焊缝容易出现鼓泡堆积、熔合不完全等缺陷，不能满足质量要求。也就是说，t接头角焊缝和90°角焊缝均采用参数，90°角焊缝缺陷明显，成形质量较差。焊接凸起的关键是电流过大，90°角区域的热输入过大，熔敷金属增多。因此，当角焊缝的热输入适当减小时，采用参数法采用t形接头角焊缝，采用参数组合法采用90°角焊缝，90°角焊缝缺陷得到明显改善。
对比试验结果可知，随着焊接过程的进行，t型接头底板、垂板、熔池温度均有所升高，热输入集中在转角区域，温度梯度减小。在铁水重力和表面张力的作用下，铁水的积聚和下游速度增大，形成不良。因此，两组的组合焊接参数，即使用角落里的小电流焊接区域，减少热量输入，可以有效地避免角接焊缝池温度过高，提高角接焊缝池温度和线焊缝池温度匹配程度，可以有效地避免角接焊缝流体积累和隆起，形成整体的品质是很不错的。
2.5 中厚板T型接头CO2焊接措施选择
（1）板材T形接头90°拐角的焊缝处理，直线对轨迹编程，其结束点要满足拐角处圆弧编程的轨迹起始点基本一致的要求，重叠区的有效宽度限定在1-4mm，这样就能有效防止脱节问题发生。
（2）对T形接头90°拐角焊缝实施摆动焊操作时，可以适当加大上振幅点的焊接驻留时间，防止发生咬边现象；同时，也要适当降低下振幅点的焊接驻留时间，防止发生铁液凸起和堆积的问题。
3.结束语
综上所述，钣金广泛应用于各个工业和建筑领域，其加工操作和加工质量决定了最终产品的性能。在此基础上，采用更好的焊接工艺是企业充分考虑的，以满足各种具体的焊接规范和质量要求。
参考文献：
[1]林尚扬，陈善本，李成桐.焊接机器人及其应用[M].北京：机械工业出版社，2009，8.
[2]张随丹.影响弧焊机器人焊接质量的关键因素[J].上海交通大学学报，2016（7）：47-50.
[3]李显民，王伟昌.中厚板T型接头多道焊的焊接过程数值模拟及工艺参数优化.[J]青岛理工大学学报，2016，7.
论文作者:王丛亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/30
标签：焊枪论文; 振幅论文; 参数论文; 拐角论文; 质量论文; 时间论文; 轨迹论文; 《基层建设》2019年第14期论文;