地铁用铝合金车钩面板自动焊焊接工艺的制作方法

本发明属于铝合金焊接技术领域，具体涉一种地铁用铝合金车钩面板自动焊焊接工艺。

背景技术：

现有车钩面板焊接方法通常采用手工MIG焊进行焊接，而在车体底架中车钩面板是重要组成部件之一，造成其对焊道质量要求高，同时对焊工的焊接技能要求也高。由于焊工工作强度大，较差的身体状态会对焊道的质量造成很大的影响，所以焊接生产效率低，每天仅只能焊接一块产品。因此，亟需设计一种新型自动焊焊接工艺，为提高工作效率，减少焊工工作强度，解决铝合金车钩面板焊接一直采用手工MIG焊焊接问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种地铁用铝合金车钩面板自动焊焊接工艺。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种地铁用铝合金车钩面板自动焊焊接工艺，具体包括如下步骤：

1).焊前准备：车钩面板的焊接型材由6005A-T6铝合金制成，焊接设备由IGM RTI470S悬臂机器人和TPS5000焊接机组合而成，焊接焊丝选用SAL5087铝焊丝；本阶段根据焊接型材板厚确定相应组对的坡口角度、间隙大小和钝边长度以及焊接焊丝规格；

2).编辑焊接工艺参数及层道数：根据步骤1)所得的焊接型材板厚、组对的坡口角度、间隙大小和钝边长度以及焊接焊丝规格编辑相应的正、反装焊接工艺参数和层道数；本阶段工艺参数包括焊接速度：54～59cm/min，焊接电流：170～185A，焊接电压：22.5～23.5V，电弧：-2～+3cm；

3).建立焊接程序：

3.1).正装组对：将所选组对焊接用的车钩面板焊接型材并列设置在焊接工装上；

3.2).零位步：将焊接设备的焊枪处于零点位置；

3.3).工作步：先将焊枪定点于焊缝起弧端上方18～22cm处，再将其定点于焊缝起弧端起弧处；

3.4).正装焊接：运行步骤2)中的正装焊接工艺参数及层道数；

3.5).工作步：先将焊枪定点于焊缝收弧端上方18～22cm处，再将焊枪回至零点位置；

3.6).反装组对：将正装焊接后的焊接型材翻转在焊接工装上；

3.7).工作步：先将焊枪定点于焊缝起弧端上方18～22cm处，再将其定点于焊缝起弧端起弧处；

3.8).反装焊接：运行步骤2)中的反装焊接工艺参数及层道数；

3.9).工作步：先将焊枪定点于焊缝收弧端上方18～22cm处，再将焊枪回至零点位置，结束焊接；

本阶段步骤3.4)中第一道焊缝焊接时使用激光跟踪模式进行跟随焊接，后续各道焊缝焊接时均采用定点模式摆动焊接；步骤3.8)中焊接前需对正装焊接的第一道焊缝进行清根处理，后续各道焊缝焊接时均采用定点模式进行摆动焊接。

进一步，所述激光跟踪模式的使用方法包括如下步骤：

S1.设置偏差：根据焊接型材组对的坡口角度设置左右偏角角度和偏差值；

S2.设置偏差范围：根据焊接型材组对的间隙大小设置间隙值和偏差值；

S3.设置高低差值：根据焊接型材焊道组对错口设置高低差值和偏差值；

S4.设置激光强度及增益：根据焊接环境亮度设置激光强度和增益。

进一步，所述IGM RTI470S悬臂机器人用保护气体为100％Ar，所述TPS5000焊接机用保护气体为30％He+0.015％N2+70％Ar。

进一步，在所述IGM RTI470S悬臂机器人后侧添加电动低速打磨清理焊缝工装。

进一步，在步骤3.6)中，焊接型材与焊接工装之间添加有专用垫块，且用压铁对焊接焊道附近进行镇压，预制反变形。

本发明的有益技术效果是：

1、本发明自动焊焊接工艺解决了产品需要高级能要求的焊工的同时也减少了焊工工作强度大的问题。

2、本发明自动焊焊接工艺可在正、反装焊接程序中录入不同焊接工艺参数及层道数，可简便快捷的在线修改焊接参数，满足了焊接过程中对工艺的需求。

3、本发明自动焊焊接工艺避免了焊道质量受焊接工人状态的影响，保证焊接工艺及焊道质量要求的同时，提高了焊接生产效率。

4、本发明自动焊焊接工艺采用长直型材拼焊后锯切成单个产品，不但将以前的多个产品组对时间节减为一块产品组对的时间，而且可以一次性焊接出多个相同的高质量产品。并可以实现较长直焊缝焊接，焊后按尺寸进行锯切即可。

5、本发明自动焊焊接工艺采用悬臂式IGM单丝自动焊焊接铝合金车钩面板，这样可以避免焊道质量受焊工状态影响，保证焊接工艺参数准确实施，提高焊接质量，实现车钩面板的自动化焊接。

6、本发明自动焊焊接工艺通过加装打磨清理焊缝工序，可实现自动打磨清理焊缝，减少工人数量，从而实现程序一次设计，重复使用，无需二次调节，无需清理焊缝的目的。

7、本发明自动焊焊接工艺通过在反装组对过程中焊接型材与焊接工装之间添加有专用垫块，且用压铁对焊接焊道附近进行镇压，可有效预制反装焊接中的反变形。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明组对后的结构示意图；

图2为图1中焊道的局部放大示意图；

图3为本发明自动焊焊接工艺生成的焊缝示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

如图所示，本实施例地铁用铝合金车钩面板自动焊焊接工艺，具体包括如下步骤：

1).焊前准备：车钩面板的焊接型材由6005A-T6铝合金制成，焊接设备由IGMRTI470S悬臂机器人和TPS5000焊接机组合而成，焊接焊丝选用SAL5087铝焊丝；本阶段根据焊接型材板厚25mm确定相应组对的坡口角度70°、间隙大小1mm和钝边长度1mm以及焊接焊丝直径Φ1.6；

2).编辑焊接工艺参数及层道数：根据步骤1)所得的焊接型材板厚、组对的坡口角度、间隙大小和钝边长度以及焊接焊丝规格编辑相应的正、反装焊接工艺参数和层道数；本阶段具体如下：

正装焊接：第一道焊缝：焊接速度：58cm/min，焊接电流：185A，焊接电压：23.3V，电弧：-2cm；第二道焊缝：焊接速度：55cm/min，焊接电流：175A，焊接电压：23V，电弧：+2cm；第三道焊缝：焊接速度：55cm/min，焊接电流：170A，焊接电压：22.7V，电弧：+3cm；第四道焊缝：焊接速度：57cm/min，焊接电流：170A，焊接电压：22.7V，电弧：+3cm；第五道焊缝：焊接速度：57cm/min，焊接电流：170A，焊接电压：22.7V，电弧：+3cm；第六道焊缝：焊接速度：57cm/min，焊接电流：170A，焊接电压：22.7V，电弧：+3cm；

反装焊接：第七道焊缝：焊接速度：55cm/min，焊接电流：185A，焊接电压：23.3V，电弧：-2cm；第八道焊缝：焊接速度：55cm/min，焊接电流：175A，焊接电压：23V，电弧：+2cm；第九道焊缝：焊接速度：55cm/min，焊接电流：170A，焊接电压：22.7V，电弧：+3cm；第十道焊缝：焊接速度：57cm/min，焊接电流：172A，焊接电压：22.7V，电弧：+1cm；第十一道焊缝：焊接速度：57cm/min，焊接电流：172A，焊接电压：22.7V，电弧：+1cm；第十二道焊缝：焊接速度：57cm/min，焊接电流：172A，焊接电压：22.7V，电弧：+1cm；第十三道焊缝：焊接速度：59cm/min，焊接电流：170A，焊接电压：22.7V，电弧：+3cm；第十四道焊缝：焊接速度：59cm/min，焊接电流：170A，焊接电压：22.7V，电弧：+3cm；第十五道焊缝：焊接速度：59cm/min，焊接电流：170A，焊接电压：22.7V，电弧：+3cm；

3).建立焊接程序：

3.1).正装组对：将所选组对焊接用的车钩面板焊接型材并列设置在焊接工装上；

3.2).零位步：将焊接设备的焊枪处于零点位置；

3.3).工作步：先将焊枪定点于焊缝起弧端上方20cm处，再将其定点于焊缝起弧端起弧处；

3.4).正装焊接：运行步骤2)中的正装焊接工艺参数及层道数；

3.5).工作步：先将焊枪定点于焊缝收弧端上方20cm处，再将焊枪回至零点位置；

3.6).反装组对：将正装焊接后的焊接型材翻转在焊接工装上；

3.7).工作步：先将焊枪定点于焊缝起弧端上方20cm处，再将其定点于焊缝起弧端起弧处；

3.8).反装焊接：运行步骤2)中的反装焊接工艺参数及层道数；

3.9).工作步：先将焊枪定点于焊缝收弧端上方18～22cm处，再将焊枪回至零点位置，结束焊接；

本阶段步骤3.4)中第一道焊缝焊接时使用激光跟踪模式进行跟随焊接，后续各道焊缝焊接时均采用定点模式摆动焊接；该激光跟踪模式为根据焊接型材坡口角度70°，设置左右偏角均为45°，偏差值为10；根据型材组对间隙1mm，设置间隙值为2mm，偏差值为5mm；根据型材焊道组对错口，设置高低差值为12mm，偏差值为8mm；根据焊接环境亮度设置激光强度为85，增益为3；步骤3.8)中焊接前需对正装焊接的第一道焊缝进行清根处理，后续各道焊缝焊接时均采用定点模式进行摆动焊接。

本实施例中，所述IGM RTI470S悬臂机器人用保护气体为100％Ar，所述TPS5000焊接机用保护气体为30％He+0.015％N2+70％Ar。

本实施例中，在所述IGM RTI470S悬臂机器人后侧添加电动低速打磨清理焊缝工装。

本实施例中，在步骤3.6)中，焊接型材与焊接工装之间添加有专用垫块，且用压铁对焊接焊道附近进行镇压，预制反变形或局部变形。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。