摘要:随着我们国家科学技术的不断发展,机器人的制造技术也变得越来越高级,焊接机器人所需要的资金在逐渐降低,但现阶段劳动力的成本却是不断上升的,并且现代化的城轨车辆对于焊缝的质量要求越来越高,这就使得焊接机器人在城轨车辆的制造当中所应用的越来越多,越来越广泛。
关键词:焊接机器人;城轨车辆;应用
【正文】如今的城轨车辆的车体大多数都是薄壁筒型整体承载的结构,所采取的材料主要是铝合金和不锈钢,不锈钢的车体在底架上会使用一些碳钢,在以前的时候车体基本上都是使用碳钢的,但是碳钢所制造的车体的防腐蚀的能力比较差,隔音和降噪的能力也很差,同时车辆的质量非常重,外观不美观,所以现阶段已经很少再用由碳钢所制造的车体了。
城轨车辆的车体,主要的组成部分就是底架、侧墙和端墙等其他一些部分,对于铝合金车体来说,其一般都是空铝型材料焊接成的,而不锈钢的车体大多是以板梁的结构为主要。
一、焊接机器人在不锈钢车体中的应用
不锈钢材料的特点就是它的传感力比较低,并且线胀系数大,采取电阻焊能够有效地避免它因为焊接热输入而造成的一些比较大的焊接变形的现象,正是因为这样电阻焊变成了不锈钢车体在制造过程当中应用最多的一个方式。不锈钢的车体结构有非常多的焊点,对于人工来说,工作量是巨大的,进而使得人工的成本非常高,使用焊接机人可以有效地去降低人工的成本,这使得焊接机器人在不锈钢车体上的应用非常的广泛。
在不锈钢车体的制造过程当中焊接机器人,主要是应用在侧墙、车顶和底架这几个大部件的焊接过程当中,焊接机器人和相关的工具配套工作能够完全实现机器人全自动的去进行焊接工作。
为了能够有效地去提升无涂装不锈钢车体的外观和质量,同时还要避免焊接工艺所造成的一些车体表面上的损坏,国内有很多制造企业已经逐渐地去应用机器人激光的焊接技术。一些需要密封防水的车顶波纹板和底架上的波纹板一般都是去通过使用焊接变形比较小的电阻缝焊去完成自动化的焊接的,并且为了能够提高它们的密封性以及可靠性,有很多公司也采用一些自动送丝的焊接机器人去完成这些部件的一些焊接工作。
为了去保证车顶具有良好的密封性能,顶盖波纹板以及顶盖侧顶板搭接的结构通常来说都是去采用电阻点焊机器人来完成点焊工作的,然后再在搭接的部位去进行一定的密封工作,最近一些年,有一些公司开始直接去应用冷丝焊接机器人去完成长直搭接焊缝的焊接工作,通过应用焊接机器人去冷丝焊能够有效的去减少弧焊的热输入,这样就可以把焊接所造成的变形控制在一个可以接受的范围之内,并且这样还能够提升车辆顶盖的密封性。
不锈钢的车体总组自动焊需要顾虑到侧墙和底架以及侧墙和顶盖的连接的地方,对于这样的需求,有两种焊接工艺可以满足,第一种工艺就是侧墙与顶盖及底架之间相互的焊接工作去运用自动化的电阻点焊去完成工作,然后在两个地方相连接的地方去进行一定的密封的相关措施,第二种工艺就是去使用焊接机器人来进行熔焊的工作,为了达到减少由于焊接所造成的一些变形,以及降低对于车体的影响的目的,就需要去应用一些特殊的机器人焊接等其他热输入比较小的焊接工艺。
二、焊接机器人在铝合金车体上的应用
对于铝合金车体来说,它的部件很多都是由铝合金材料拼焊连接而成的,很多的长直焊缝的结构形式是非常适合去运用自动化焊接技术的,所以自动焊在铝合金车体当中的应用是非常多的,自动焊设备发展的非常快,由最一开始的非常简单的焊接专机到如今已经有了多轴联动的机器人和搅拌摩擦焊设备。
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自动焊专机有非常多的结构形式,每一种都有更加针对的方面,对于焊接专机来说,它最大的特点以及优点就是它的操作非常简单,而且相对来说调节也是很容的,设备维修起来比较快捷方便,然而焊接专机的一个最大的缺点就是它的柔性比较差。
龙门式和悬臂式是焊接机器人在结构上的主要形式,大多数都是去采用一些特殊的装置的,焊接机器人主要是应用在地板底架和顶盖等其他一些需要焊接部位的焊接工作当中,焊接机器人它最大的一个特点就是它的焊接柔性非常的好,而且在焊接工作当中是非常稳定的,所焊接的接口的一致性比较容易得到保证,而且焊接的接口质量非常好,对于焊接机器人来说,它的缺点就是对于工作人员来说操作比较困难,而且设备维护起来比较难。焊接机器人和自动焊专机相比较来说,没有哪一个是绝对好的,企业需要去根据实际情况选择最需要的产品以及设备来进行焊接工作。
对于铝合金车体来说,它的车体部件通常是去运用熔化极氩弧焊这项焊接工艺的,最近几年来搅拌摩擦焊工艺应用的也越来越多。一些用的比较多的搅拌摩擦焊的设备主要是静龙门式搅拌摩擦焊专机以及动龙门式搅拌摩擦焊专机,同时搅拌摩擦焊机器人的应用也在逐渐的扩大当中。
2.1合金车体的总阻焊
车体总成组焊就是把各个分开的部件进行焊接工作组焊成为一个完整的车体,这个过程当中所需要连接的地方是四条长直焊缝,并且对于这四条焊缝来说,它的外观需要尽量的去美观,同时这四条焊缝还是主要的受力焊缝,焊接量是比较大的,所以在城轨的车辆车体生产的过程当中,这四个的焊接工作大多数都是去应用自动焊工艺进行的。在一开始的时候很多的厂家都是去应用焊接专机来去完成焊接工作的,对于横条焊缝来说,就需要去配备一个纵向可以移动的焊接专机,整个过程当中一共需要四台这样可以纵向移动的焊接专机,焊接机头还要是可以进行调节的,还需要去采用机械式的焊接跟踪装置,近些年来,为了能够去提高自动化焊接的柔性,厂家越来越多的去应用焊接机器人去完成焊接工作,焊接机器人有两个主要的结构,对于龙门式的焊接机器人来说,它的焊接机械手是安装在一个非常大的龙门架上的,同时这个龙门架就能过去顺着车体的方向纵向的去进行移动,焊接机械手就可以沿着上下的方向进行升降,这样就可以去完成车体外面的四条焊缝的焊接工作,悬臂式的焊接机器人是在车体的两面都是具有一个焊接机械手的,并且每台焊接机械手都可以各自独立的去负责车体两边的两个纵向的长直焊缝的焊接工作。
2.2铝合金地板等其他部件的自动化焊接
车体的底架一般是由底架端部件、地板和底架边梁等部件所组成的,在底架端部件当中车钩板、枕梁以及缓冲梁是最主要的几个受力部件,同时它们的焊缝质量的要求非常的高,而且焊接的量也非常的大,为了能够去保证焊接工作的质量,同时去减少相关工作人员的工作压力,通常就会去采用焊接机器人去进行自动化的焊接。
铝合金地板是由六块中空型铝合金材料相互焊接而成的,它的接头形式是自带焊接电板的对接接头。在焊接的工作过程当中可以去应用双枪焊接机器人去完成这个部件的焊接,因为这样可以同时去焊接两条焊缝,可以有效地去节省时间提高工作效率,同时为了去减少由于焊接所造成的车体的变形,就需要相关的工作人员去深入的思考和选择最为合适的焊接顺序。
【结束语】随着我们国家的快速发展,我国的轨道装备制造业也在慢慢的发展当中,我们国家轨道车辆的制造企业,无论是在产品的质量上还是在管理方面上都慢慢的与国际的一些企业进行了一些接轨,随着机器人的快速发展,它的成本在慢慢的下降,但是我们国内的人工的成本却是在不断升高的,在许多因素的促导之下,焊接机器人在城轨车辆制造工程当中的应用变得越来越多,并且随着时代的不断发展,焊接机器人在轨道交通领域方面的应用变得越来越成熟,无形当中就促进着轨道交通装备制造业朝着自动化的方向发展下去。
参考文献:
[1]智能化焊接机器人[J].机器人技术与应用,2019(01):74.
[2]赵世通.智能焊接机器人的技术应用[J].黑龙江科学,2019,10(02):86-87.
论文作者:于超,赵鹤,林兴君,郭兆斌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
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