自動化焊接技術在薄板焊接中的應用

摘要：自動化焊接技術是焊接工藝未來發展方向，以數字控制和程序控制等提升焊接工作效率與生產水平，改善現有作業條件。STT型CO2氣體保護焊是一種典型的自動化焊接技術，本文分析了這種技術在薄板焊接中的具體應用，證實其具有效率高、飛濺小等眾多優勢，應用效果好。

關鍵詞：自動化焊接；STT型CO2氣體保護焊；優勢；應用

焊接工藝發展中自動化是未來前進的重要方向，在改進現有電子束、電弧、激光、等離子弧焊等技術的基礎上運用高精控制技術和電子技術改善電弧工藝性能，提升自動化水平，以數字控制和程序控制等加強對焊接過程的全自動化檢監測，推廣使用焊接機械手和機器人等可顯著提升焊接工作效率與生產水平，改善現有作業條件[1]。下面我們以STT型CO2氣體保護焊為例簡要分析下這種自動化焊接技術在薄板焊接中的具體應用。

1.自動化焊接技術介紹

目前各行各業中自動化水平成為了衡量行業技術水平的重要標志之一，焊接領域也不例外。自動化焊接技術運用主要依靠計算機控制技術和智能技術實現對待加工機械設備的自動調節、控制與檢測，根據規定程序和指令進行焊接，是當前焊接行業的重要前進方向，尤其是在微機波控焊基礎上積極發展智能化焊接設備成為了重要課題，以最終實現實現建造柔性焊接工作站和生產線的目標。自動化控制技術在焊接領域的發展已經涌現眾多成績，比如智能焊機、柔性焊接機器人、全自動專用焊接、數控焊接電源等，成為各行各業重要支持技術，在支持工業生產中發揮著重要作用[2]。

STT型CO2氣體保護焊與傳統氣體保護焊不同，傳統熔滴過渡形式多為短路過渡，受表面張力、重力、電磁收縮力、等離子流力等作用促使熔滴向母材過渡，但是這些作用力不可控；STT型熔滴向熔池過渡以表面張力為主，且作用可控。熔滴過程的每個周期各個階段的電流大小及持續時間在智能化系統控制下，熔滴與熔池接觸短路過程中輸出的焊接電流得到了精確控制，從而完成對STT型氣焊電壓、電流波形的控制，通過可控的表面張力實現這個過渡過程，從而比傳統氣焊在投入成本、工作效率、焊后清理等多方面擁有顯著優勢[3]。

2.自動化焊接技術在薄板焊接中的應用實踐

薄板焊接中優質美觀的焊縫關系到焊接質量與效果，目前常用的TIG焊、氣體保護焊等都各自有著不同優劣勢，可獲得較好的焊接效果，但是受制于焊接材質影響，這兩種焊接方式在薄板焊接應用中限制因素眾多，制約了薄板焊接質量的提升，但是隨著高性能逆變型弧焊電源的出現，薄板焊接現狀得到改善，STT型氣焊就是其中應用效果較好的一種。

2.1.焊接試驗過程

我們選用美國林肯電氣公司生產的Power Wave455M/STTⅡ焊接電源，福尼斯Fronius 送絲機，精工愛普生6自由度垂直多關節型機器人ProSix C3，河北鋼鐵集團唐鋼唐銀鋼鐵有限公司生產的MIG-MAG實心焊絲，直徑1.2㎜，所有設備器械均符合焊接標準，焊絲具體化學成分和焊接工藝參數如下。

做好準備工作之后進行焊接，焊接中需要注意確保電壓反饋線與工件正常連接，正負極分開，避免隨意更改長度，對同一工件進行多電弧焊接時要隨時注意反饋線的連接位置，焊槍行走始終保持與垂直方向的20-25°夾角，保持穩定無擺動。焊接工作完成之后，對接頭做外形檢驗和力學性能實驗，外觀檢驗以焊縫外形美觀、寬度一致、無咬邊與內凹現象判定為合格，力學性能實驗以面彎、背彎和拉伸試樣為主，在確定彎曲無裂紋、拉伸值>420 Mpa為判定合格。

2.2.應用情況分析

在焊接過程中，電流的變化會導致焊接角出現縱向撓曲變形和焊接角變形等情況，根據操作過程中對電流峰值和基值變化的觀察發現，將變形情況控制在適當范圍內電路峰值處于100-120、基值處于80-90安效果最佳，控制效果最好。焊接速度的變化對于變形的影響分析：在焊接電流電壓穩定情況下，速度變快熱輸入降低，變形小，最大焊接速度與焊縫成形密切相關，可在此范圍內進行波動調整。焊接熱輸入對于薄板而言，間隙不變情況下，焊接角變形對熱輸入十分敏感，可通過減少熱輸入來消弭可能產生的變形影響，避免薄板變形。在保持焊接電流電壓和速度穩定的情況下，焊接間隙對薄板變形有較大影響，間隙大小直接影響焊接走向未知，導致變形，在考慮焊縫成形情況下選擇合適間隙是焊接過程中的要點。通過具體實踐驗證證實，STT型氣焊可以很好的完成薄板焊接工作，并且在焊接過程中，可通過嚴格控制焊接電流、電壓、速度、間隙、熱輸入變化以取得較佳的焊接質量，完成焊接表面質量要求較高類型的薄板焊接。不過STT型氣焊由于焊接電流低，平均能量輸出少，也容易產生未融合與未焊透等現象，需要在具體應用中加以注意[4]。

綜上所述，自動化焊接技術在薄板焊接中應用效果好，尤其是STT型氣焊技術，可通過智能化控制有效減少和降低焊接變形，具有提升工作效率、飛濺少、清理方便、成本低等眾多優勢，應用效果好。

參考文獻：

[1]陳炯.STT型CO2焊在全位置焊中的應用[J].電焊機，2005（01）.

[2]綦秀玲，張勇.多外特性晶體管式弧焊電源[J].電源技術；2012（04）.

[3]趙寶琨.STT型CO_2氣體保護焊在薄板焊接中的應用[A].2010全國機械裝備先進制造技術（廣州）高峰論壇論文匯編[C]，2010.

[4]仝維維.CO2氣保焊短路過渡過程的熔滴與熔池行為的仿真研究[D].合肥工業大學，2010.