钢机器人自动焊接的工艺研究

设计者：XXX班级：机械0802指导老师：陈丙三45钢机器人自动焊接工艺的研究本毕业设计主要完成工作：（1）了解机器人焊接，意义及关键技术；（2）完成焊接实验的方案设计、研究的思路、材料的准备；（3）完成C620车床尾架的三维图和二维工程图；本毕业设计主要完成工作：（4）完成实验方案中的各实验；（5）焊缝质量评估（外观检测和无损检测）；（6）整理实验数据，编写论文。1机器人自动化焊接系统：机器人是由伺服电机驱动的机械机构组成的，各环节每一个结合处为一个关节点或坐标系。其组成：1）机器人，2）焊机+送丝机，3)焊枪及清枪装置，4)保护气体设备，5）工作台、工装夹具、变位机，6）安全系统（围栏、光栅、自动门等），7）排烟系统，8)其他配件等。这是TP示教盒（TeachPendant）：用来移动机器人，编写和运行程序，还可以查看机器人的状态。245钢焊接实验（1）正交实验正交实验设计(Orthogonalexperimentaldesign)是研究多因素多水平的又一种设计方法，它是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点，是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。焊接参数的选择1.焊丝类型：选ER50-6和YCYj50-72.焊丝坡口：对接接头，V形对接接头。坡口的角度45°-60°3.焊接电流：焊接电流取值范围为200-2504.焊接电压：焊接电压选20-25（V）5.焊接速度：取6（mm/s）和8（mm/s）

焊接电流（A）焊丝类型焊接电压(V)焊接速度

(mm/s)坡口（°）1200ER50-6226452200YJ50-7248603210ER50-6228604210YJ50-7246455230ER50-6246606230YJ50-7228457250ER50-6248458250YJ50-722660实验号参数焊接实验的正交表（2）焊接实验启动焊接机器人，输入程序，根据正交表来相应的修改每一组实验的参数，移动焊接机器人到适当的位置，作为焊接的起点，开始焊接，焊接结果如下所示：实验一的焊缝实验三的焊缝实验五的焊缝实验七的焊缝然后换上YJ50-7的焊丝，如上进行焊接实验，实验结果如图所示

实验二的焊缝实验四的焊缝实验六的焊缝实验八的焊缝（3）实验数据处理本实验采用综合评分法，根据焊缝外观检查的标准，来对实验结果进行综合评分。

实验数据处理

参数A焊接电流（A）B焊丝类型C焊接电压（V）D焊接速度（mm/s）E焊接坡口（°）综合评分（5分）1200ER50-6226453.962200YJ50-7248603.313210ER50-6228603.764210YJ50-7246454.325230ER50-6246603.266230YJ50-7228454.127250ER50-6248453.128250YJ50-7226603.82K17.2714.115.6615.3615.52K28.0815.5714.0114.3114.15K37.38

K46.94k13.643.533.923.843.88k24.043.893.503.583.54k33.69

实验号k43.49极差R0.550.240.420.260.34因素主→次ACEDB最佳方案A2C1E1D1B2其中Ki：表示在任一列上水平号为i（i=1，2，3，4）时所对应的实验结果之和。ki:ki=ki/s，其中s为任一列上各水平出现的次数，所以Ki表示任一列上因素取水平i时所得到实验结果的算术平均值［6］。R：称为极差，在任何一列上R=max{k1，k2，k3}-min{k1，k2，k3}。最佳方案的焊缝实验四的焊缝最佳方案的焊缝与正交表中最好的第4号实验相比，最佳方案焊缝的熔宽比较宽，余高比较小，焊缝表面与母材表面基本平齐，表面边缘平滑过渡，同时焊缝的鱼鳞状比较好看，即最佳方案A2C1E1D1B2是真正的优方案。（3）焊接实验结果分析

①由表4-6可知，焊接电流是焊接工艺最重要的工艺参数，焊接电流影响焊接电弧的稳定性，焊缝的熔化深度和焊丝的熔化速度，在焊接的过程中就可以发现，当焊接电流过低时，电弧不稳定，易飞溅。根据八组的实验结果，实验五、七、八的焊缝余高比前几组要高，即熔深深，适当的提高电流，可以减少焊接的层数，提高焊缝质量。②焊接电压是焊接工艺重要的工艺参数，焊接电压影响焊接电弧的稳定性、飞溅量和熔宽B。将实验一和实验二、实验三和实验四、实验五和实验六、实验七和实验八做对比，焊接电流相同时，焊接电压越大，熔宽越宽，余高和熔深相应减少。③将45°坡口与60°坡口的实验对比，除了第一次焊接的第七组实验的焊缝质量比较差，其余三组的焊缝质量显然要比60°坡口实验方案要好，本实验的钢板只有10mm厚，可见钢板不厚，坡口角度小，焊接的层数少，即减少堆焊的层数，可以提高焊缝的质量。

④焊接速度影响焊缝成形，即影响焊缝的熔深、熔宽和余高，将实验分为焊接速度为6和8两组来看，显然焊接速度为6的焊缝质量普遍比较好，可知适当的降低速度，可以得到较宽的熔宽，和较深的熔深，减少堆焊的层数，以提高焊缝的质量。⑤根据实验结果，除了第二组实验，焊接电流比较小时，焊缝的质量比较差，其余三组即第四、第六和第八组实验的焊缝的质量普遍比较好，可以推出药芯焊丝YJ50-7的焊接的焊缝质量比实芯焊丝ER50-6的好。4焊缝质量评估焊接产品的质量检验方法很多，分为非破坏性检验和破坏性检验两类，常见的检验方法主要是外观检验、无损探伤检验，力学性能检验和金相检验等。（1）外观检验：外观检查是用肉眼、借助辅助工具观察焊接工件质量。按人眼能否直接观察到被检查表面分为直接外观检查和间接外观检查两种方法。（2）金属磁记忆检验使用EDDYSUNEMS-2003检测仪对焊缝进行检验是否存在缺陷或应力集中区。实验一的图形实验二的图形

实验三的图形实验四的图形

实验五的图形实验六的图形实验七的图形实验八的图形

小结