一种铁路货车自适应焊接方法与流程

本申请属于焊接技术领域，具体涉及一种铁路货车自适应焊接方法。

背景技术：

随着铁路货车的不断发展，自动化程度越来越高，对焊缝的组装要求也越来越严格，尤其是组装间隙，通常要求是小于2mm。但铁路货车的设计存在较多中厚板折弯压型件，如枕梁、圆弧板等结构，由于压型的误差导致组装间隙存在不定期的超差，局部甚至达到4mm。这对自动焊接工艺造成极大困扰，导致焊接质量出现较大缺陷，焊缝成型差，通条焊缝外观较差。

现有铁路货车对于组装间隙一致性差，局部间隙较大的焊接方法主要有以下两种：一是先采用塞尺检测出间隙超差的部位，采用手工气保焊方法对间隙超差位置首先进行打底焊接，然后采用砂轮机打磨清理，再采用自动焊接；二是对部件进行返工，重新采用机械方法和热切割方法进行修型，将焊接间隙修正在小于2mm的范围内。

现有技术主要存在以下几方面的缺点：

1)需要人工进行打底焊接，然后采用砂轮机打磨，工效低，增加成本。

2)部件返工，影响生产，且费时费力。

3)由于手工焊接存在不确定性，焊接质量得不到保证，打底焊对焊工要求高。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种铁路货车自适应焊接方法，解决生产过程中由于各种原因导致的焊接间隙不均匀而造成焊接质量不良现象，提高生产效率。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种铁路货车自适应焊接方法，包括如下步骤：

对待焊接工件的实际焊缝间隙进行检测；

根据检测结果确定焊接参数；具体的，根据间隙大小对理论焊缝间隙进行分级，对不同级别的所述理论焊缝间隙设置对应的焊接参数；确定所述实际焊缝间隙所属的级别，并获取对应的焊接参数；

根据所述焊接参数对所述待焊接工件的焊缝进行焊接。

进一步地，所述根据间隙大小对理论焊缝间隙进行分级，具体包括：

将满足焊接要求的理论焊缝间隙的间隙范围划分为两个以上级别，每个级别均对应一个理论焊缝间隙范围。

进一步地，所述将满足焊接要求的理论焊缝间隙的间隙范围划分为两个以上级别，具体包括：

将满足焊接要求的理论焊缝间隙的间隙范围划分为三个级别，分别为：第一级别，理论焊缝间隙s1≤1mm；第二级别，理论焊缝间隙s2为1mm<s2≤2mm；第三级别，理论焊缝间隙s3为2mm<s3≤3.5mm。

进一步地，所述对不同级别的所述理论焊缝间隙设置对应的焊接参数，具体包括：

对所述三个级别的所述理论焊缝间隙分别设置对应的焊接参数，所述焊接参数包括焊接电流、焊接电弧电压、焊接速度。

进一步地，所述对所述三个级别的所述理论焊缝间隙分别设置对应的焊接参数，具体包括：

对所述三个级别的所述理论焊缝间隙分别设置对应的焊接参数；并且所述焊接参数中，至少一个参数由所述第一级别至所述第三级别依次递减。

进一步地，所述对所述三个级别的所述理论焊缝间隙分别设置对应的焊接参数，具体包括：

设置第一级别理论焊缝间隙对应的焊接参数为：焊接电流240～270a，焊接电弧电压27～30v，焊接速度500～700mm/min；

设置第二级别理论焊缝间隙对应的焊接参数为：焊接电流240～270a，焊接电弧电压27～30v，焊接速度450～700mm/min；

设置第三级别理论焊缝间隙对应的焊接参数为：焊接电流220～240a，焊接电弧电压27～30v，焊接速度400～450mm/min。

进一步地，所述第三级别焊缝间隙对应的焊接参数还包括：焊接摆动，摆动幅度2～4mm，摆动频率10～30次/分钟。

进一步地，所述对待焊接工件的实际焊缝间隙进行检测，具体包括：

利用激光传感装置对待焊接工件的实际焊缝间隙进行检测。

进一步地，所述根据所述焊接参数对所述待焊接工件的焊缝进行焊接，具体包括：

根据所述焊接参数，通过机器人焊接系统对所述待焊接工件的焊缝进行焊接。

进一步地，所述根据检测结果确定焊接参数，具体还包括：

在所述机器人焊接系统中预先存储焊缝间隙分级信息，以及不同级别的所述理论焊缝间隙对应的焊接参数信息；

所述激光传感装置将检测得到的所述实际焊缝间隙反馈至所述机器人焊接系统，所述机器人焊接系统根据检测结果自动匹配所述实际焊缝间隙所属的级别，并获取对应的焊接参数。

由上述技术方案可知，本发明提供的铁路货车自适应焊接方法，首先对待焊接工件的实际焊缝间隙进行检测；然后根据检测结果确定焊接参数；最后根据焊接参数对待焊接工件的焊缝进行焊接。在确定焊接参数时，首先根据间隙大小对理论焊缝间隙进行分级，对不同级别的理论焊缝间隙设置对应的焊接参数，然后确定检测得到的实际焊缝间隙的级别，并获取对应的焊接参数。通过上述步骤，对于不同间隙大小的焊接组装间隙实施不同的焊接参数，焊接参数与间隙大小相匹配，能够使得不同间隙大小的焊接组装间隙均能获得最优的焊接效果和焊缝质量。

与现有技术相比，本发明提供的铁路货车自适应焊接方法，在焊接过程中对焊接组装间隙进行实时监测，并根据检测结果匹配合适的焊接参数，从而得到外观和内部质量较好的焊缝，同时也降低对工件返工带来的生产成本，改善工人劳动强度，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例中铁路货车自适应焊接方法的流程框图。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

为了解决现有技术所存在的工效低，焊接成本高、焊接质量得不到保证的技术问题，本发明提供了一种铁路货车自适应焊接方法，基本发明构思如下：

一种铁路货车自适应焊接方法，包括如下步骤：对待焊接工件的实际焊缝间隙进行检测；根据检测结果确定焊接参数；具体的，根据间隙大小对理论焊缝间隙进行分级，对不同级别的理论焊缝间隙设置对应的焊接参数；确定实际焊缝间隙所属的级别，并获取对应的焊接参数；根据焊接参数对待焊接工件的焊缝进行焊接。

本发明提供的铁路货车自适应焊接方法，在焊接过程中对焊接组装间隙进行实时监测，并根据检测结果匹配合适的焊接参数，从而得到外观和内部质量较好的焊缝，同时也降低对工件返工带来的生产成本，改善工人劳动强度，提高工作效率。

为了更清楚地理解本申请，下面结合一典型实施例对本发明的内容进行详细描述：

参见图1，在本发明实施例中，一种铁路货车自适应焊接方法，包括如下步骤：

s1、对待焊接工件的实际焊缝间隙进行检测。

具体的，实际焊缝间隙检测可采用人工检测或者机械装置自动检测这两种检测方式。人工检测可采用目测，或者操作工人采用塞尺检测出间隙超差的部位；机械装置自动检测则可采用现有任一种间隙检测装置以及对应的检测方法，例如激光视觉传感焊缝间隙检测装置、超声波焊缝间隙检测装置等。考虑到检测精度，优选机械装置自动检测或者人工塞尺检测。

本实施例中利用激光传感装置对待焊接工件的实际焊缝间隙进行检测。具体的，通过激光视觉传感器拍摄待焊接工件组装焊缝激光条纹图像，调整激光视觉传感器的位置和高度，使得待焊接工件组装焊缝位于激光视觉传感器检测区域的中心，通过分析焊缝间隙激光条纹图像特征，计算实际焊缝间隙。

s2、根据检测结果确定焊接参数，包含两个步骤：

s21、根据间隙大小对理论焊缝间隙进行分级，对不同级别的理论焊缝间隙设置对应的焊接参数。

s211、根据间隙大小对理论焊缝间隙进行分级：

由于焊接操作只能对一定间隙范围内的组装间隙进行有效焊接，因此本发明提供的铁路货车自适应焊接方法的适用对象也仅限满足焊接要求的焊缝间隙，当焊缝间隙过大，难以实施焊接操作时，则必须要对部件返工，重新采用机械方法和热切割方法进行修型，使焊缝间隙满足焊接要求，然后再实施本发明的技术方案。故而根据间隙大小对理论焊缝间隙进行分级，具体是对满足焊接要求的理论焊缝间隙进行分级。

具体的，将满足焊接要求的理论焊缝间隙的间隙范围划分为两个以上级别，每个级别均对应一个焊缝间隙范围。例如，可以按照焊缝间隙从小到大的顺序将理论焊缝间隙的间隙范围划分为两个以上级别，则级别越高，对应的理论焊接间隙越大；反之，也可以按照焊缝间隙从大到小的顺序将理论焊缝间隙的间隙范围划分为两个以上级别，则级别越高，对应的理论焊接间隙越小。

本实施例中，按照焊缝间隙从小到大的顺序对理论焊缝间隙的间隙范围划分为三个级别，分别为：第一级别，理论焊缝间隙s1≤1mm；第二级别，理论焊缝间隙s2为1mm<s2≤2mm；第三级别，理论焊缝间隙s3为2mm<s3≤3.5mm。对于大于4mm的焊缝间隙，焊接质量较差，优选部件返工，重新采用机械方法和热切割方法进行修型，使焊缝间隙满足焊接要求。

s212、在对理论焊缝间隙进行分级后，根据各个级别焊接间隙的间隙大小，对不同级别的理论焊缝间隙设置对应的焊接参数。焊接参数可包括焊接电流、焊接电弧电压、焊接速度、焊接摆动的相关参数(例如摆动幅度、摆动频率)等。

由于焊缝间隙分级是按照焊缝间隙从小到大或从大到小的顺序进行划分，因此对三个级别的焊缝间隙设置的对应焊接参数中，至少一个参数由第一级别至第三级别依次递减或依次递增。焊接参数与间隙大小相匹配，能够使得不同间隙大小的焊接组装间隙均能获得最优的焊接效果和焊缝质量。

具体的，对三个级别的焊缝间隙分别设置对应的焊接参数，具体内容为：

设置第一级别理论焊缝间隙(焊缝间隙s1≤1mm)对应的焊接参数为：焊接电流240～270a，焊接电弧电压27～30v，焊接速度500～700mm/min；

设置第二级别理论焊缝间隙(焊缝间隙s2为1mm<s2≤2mm)对应的焊接参数为：焊接电流240～270a，焊接电弧电压27～30v，焊接速度450～700mm/min；

设置第三级别理论焊缝间隙(焊缝间隙s3为2mm<s3≤3.5mm)对应的焊接参数为：焊接电流220～240a，焊接电弧电压27～30v，焊接速度400～450mm/min。

焊接间隙越大，相应的焊接电流降低，焊接速度减小，使得焊丝金属在熔池中的停留时间增加，以填满焊缝，从而获得最优的焊接效果和焊缝质量。

由于第三级别理论焊缝间隙为2-4mm，间隙较大，为保证焊接质量，对于第三级别理论焊缝间隙，焊接参数中还包括焊接摆动，摆动幅度2～4mm，摆动频率10～30次/分钟，优选20次/分钟。

s22、确定实际焊缝间隙所属的级别，并获取对应的焊接参数。

本实施例中，该铁路货车自适应焊接方法采用机器人焊接系统进行自动焊接，在机器人焊接系统中预先存储有上述焊缝间隙分级信息，以及不同级别的理论焊缝间隙对应的焊接参数信息。激光传感装置将检测得到的焊缝间隙反馈至机器人焊接系统，机器人焊接系统根据检测结果自动匹配检测得到的实际焊缝间隙的级别，并获取对应的焊接参数。

s3、根据焊接参数对待焊接工件的焊缝进行焊接。

本实施例中，该铁路货车自适应焊接方法采用机器人焊接系统进行自动焊接，机器人焊接系统根据焊接参数对待焊接工件的焊缝进行焊接。

应用实例：

以c70铁路货车枕梁焊接为例对上述实施例1的铁路货车自适应焊接方法作进一步的说明，但本发明的铁路货车自适应焊接方法不限定于该车型。

完成c70铁路货车枕梁焊接的具体步骤如下：

1.将枕梁腹板和下盖板折弯件吊至组装胎位，开启夹紧装置夹紧。

2.开启库卡焊接机器人，并行走到安全点。

3.开启敏越相关型号激光传感器检测功能。

4.检测直线段焊缝间隙为1-2mm范围，并将信息传送给焊接机器人。

5.焊接机器人的控制系统选择hf-2程序焊接参数(对应第二级别)，焊接电流为270a，焊接电压为30v，焊接速度为700mm/min，摆动参数设置为不摆动。

6.完成直线段开始阶段400mm焊接后，敏越传感器检测焊缝间隙为3.5mm，焊接机器人完成焊接程序的自适应选择，采用hf-3程序焊接参数(对应第三级别)，焊接电流220a，焊接电压27v，焊接速度420mm/min，摆动参数设为摆幅2mm，频率20次/分钟。

7.同样根据检测的间隙匹配相应的焊接参数进行焊接圆弧过度阶段和折线段，完成整条焊缝的焊接。

焊接完成后检测整条焊缝的焊接质量，经检测，整条焊缝的焊角尺寸的偏差值在1mm以内，焊接余高的偏差值在2mm以内，焊缝表面平整，无咬边等焊接缺陷。

通过上述实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

1)本发明提供的铁路货车自适应焊接方法，在焊接过程中对焊接组装间隙进行实时监测，并根据检测结果匹配合适的焊接参数，从而得到外观和内部质量较好的焊缝，同时也降低对工件返工带来的生产成本，改善工人劳动强度，提高工作效率。

2)本发明提供的铁路货车自适应焊接方法，采用机器人焊接系统进行自动焊接，生产效率高，自动焊焊缝质量优良，焊缝外观成型一致美观，避免了人工打底焊和打磨的工序，也不需要对因局部缺陷造成的返工，减少了由于部件返工造成的转运、机加工等生产成本。

3)本发明提供的铁路货车自适应焊接方法，利用激光传感装置对焊接间隙进行实时检测，代替人工对间隙进行检测，节省人工成本，避免人工误差，减少劳动强度。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。