關于機器人氬弧焊接薄板

孫志芳

（海寧紅獅電梯裝飾有限公司，浙江 海寧 314400）

我國目前現在的焊接設備遠遠滿足不了生產的要求，對焊接設備的需求量將大大增加。如：廣告、裝璜、標志性建筑及日常生活等方面經常采用大量超薄不銹鋼材料，因此，進一步掌握好薄板焊接中的工藝要領十分必要，具有重要意義。

1 機器人氬弧焊的概論及發展過程

1.1 氬弧焊技術的概論

氬弧焊技術是應用于普通電弧焊原理的基礎上，利用氬氣本身的惰性，在一定程度上會對金屬焊材產生保護作用，同時通過高電流使焊材在被焊基材上融化成液態形成溶池，被焊金屬和焊材同時達到冶煉結合的一種焊接技術。通過在高溫熔融焊接時不斷輸送氬氣，使焊材不能和空氣中的氧氣相互接觸，從而防止了焊材的氧化，因此在焊接不銹鋼、鐵類五金金屬有較大的應用。通常氬弧焊分為熔化極氬弧焊和非熔化極氬弧焊兩種.但不論是熔化極氬弧焊還是非熔化極氬弧焊都存在一定的操作難度，并且在操作時還要注意各種事項，安全工作要做到位，同時又對人體造成一定的傷害。同時人工操作氬弧焊時不僅難度大而且容易對身體造成傷害。但機器人氬弧焊的出現在一定程度上彌補了這方面的不足。

1.2 氬弧焊機器人的產生

弧焊機器人【arc welding robot】是用于進行自動弧焊的工業機器人。最早出現于1962年，由美國通用汽車廠率先投入使用。直到到1980年,工業機器人在日本普及，這是亞洲焊接技術的一大科技突破。而且到2000年底,世界上各個國家安裝的工業化機器人總量超過100多萬臺,其中占百分之五十以上就是焊接機器人。中國在上世紀80年代開始利用機器人氬弧焊?；『笝C器人可以在計算機的控制下進行工作，具有可長期進行焊接作業、保證焊接作業的高生產率、高質量和高穩定性等特點。

1.3 氬弧焊機器人的發展

目前生產生活中使用的焊接機器人有點焊機器人和弧焊機器人兩大類。已占全世界機器人總數的以上百分之五十以上。在薄板焊接方面使用弧焊技術，可以是因技術原因帶來的操作失誤降到最低。而且弧焊機器人并不會因為長時間的工作原因導致效率變低，具有普遍性和易操作性的特點。通過電腦控制，在焊接薄板時可以使以前因為精確問題導致工件變形、硬度降低等缺點降低到最低?？梢哉f弧焊機器人的出現極大的彌補了因技術、個人自身原因導致的生產失誤，極大的提高了生產效率，同時又節省了人力物力?；『笝C器人可長期進行焊接作業，而且同時保證焊接作業的高生產率、高質量和高穩定性。隨著技術的更新換代，弧焊機器人正朝著人工智能化的方向發展。焊接機器人之所以能夠占據整個行業工業機器人總量的百分之四十以上，與焊接這個特殊的行業有關。焊接作為工業的“縫補師”，是工業生產中相當重要的加工手段和技術手。

2 機器人氬弧焊在焊接薄板方面的應用

2.1 機器人氬弧焊焊接薄板的優點

在焊接超薄不銹鋼薄板時，手工氬弧焊通常因為熱影響區域大，所以工件在修補后常常會造成變形、硬度降低、砂眼、局部退火、劃傷、咬邊、或者是結合力不夠及內應力損傷等缺點，尤其是在精密鑄造物品精度修補過程中表面尤為突出。機器人氬弧焊出現在一定程度上彌補了這方面的不足。在焊接薄板時，薄板的加熱、冷卻都比較均勻，同時，焊縫的縱向縮短對薄板的壓力也在一定程度上得以控制，所以氬弧焊機器人在焊接作業是具有相同的焊接參數，因此它焊接的工件在尺度和質量方面相對統一，不會因為不同人的技術及自身原因造成工件的誤差。

2.2 機器人氬弧焊焊接薄板方面的缺點

雖然機器人氧弧焊在焊接方面有很多優點，但也存在一定的不足。例如：在焊接1mm以下不銹鋼薄板，通常由于自身拘束度小，導熱系數?。s為普低鋼的1/3），但線膨脹系數卻較大，焊接溫度變化較快時，就會產生熱應力比正常溫度下時存在的應力通常大得多的情況，比較容易出現常見的焊接燒穿和焊接變形（大多為波浪變形）等缺陷。同時，氬弧焊機器人的出現提高了焊接效率和焊接質量，但是它通常只能焊接品種單一的工件，在這個更新換代更為快速的年代具有一定的滯后性。因此，機器人氬弧焊只能焊接一些更新換代較慢且使用時間長的工件。這個問題是機器人氬弧焊最大的不足之處，也是它至今不能全方位使用的原因。但盡管機器人氧弧焊在一定程度上存在著不足之處，有些地方還需要進行改進，在操作精密程度上還有待提高。但他的出現相對解決了在焊接不銹鋼薄板上的技術需求，緩解了各行各業在薄板應用方面的需求?？梢韵嘈?，在今后技術提高之后，以前在細節方面存在的不足是可以解決的。機器人氧弧焊的發明具有一定的時代意義，還有很大的提升空間。

3 機器人氬弧焊技術發展的意義

采用機器人焊接時對每條焊縫的焊接具體參數都是恒定不變的，從而使焊縫質量受人為因素影響的幾率降低,同時又降低了對工人技術操作的要求，所以焊接質量是穩定的。而人工焊接時，這些焊接參數受到不同因素的影響，因此很難做到質量的穩定性。另外，采用用機器人時，焊接工人只是用來裝卸工件。從而使工人遠離了焊接弧光、煙霧和灰塵等危害人體健康因素的影響。使工人可以不再搬運笨重的手工焊鉗，從而使工人從大強度的體力勞動中解放出來。機器人沒有疲勞因素之說，只要維護、使用得當，一天可以在24小時連續工作，而且隨著高效焊接技術的應用，使用機器人從事焊接工作的效率將會得到更大的提高。并且在生產周期、生產質量等方面可以精確、高效的控制。由此可見，機器人氬弧焊具有非常大的發展前途。

[1]王健強,于澎,杜輝.雙機協調機器人弧焊系統的設計與實現[J].合肥工業大學學報(自然科學版).2006(12)

[2]殷樹言.高效弧焊技術的研究進展[J].焊接.2006(10)