中厚板免示教编程机器人焊接工艺规范（T-CWAN 0162-2025）

中厚板免示教编程机器人焊接推荐工艺规范（T/CWAN0162-2025）本规范适用于10–50mm优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢的立/横对接、平角接接头，采用免示教+3D视觉+多层多道自动化焊接。一、适用范围与核心定义1.适用范围母材：Q235、Q345、Q390等中厚板（δ=10–50mm）接头：立对接、横对接、平位置角接焊接方法：熔化极气体保护焊（MAG/CO₂），实心焊丝2.核心术语免示教编程：由3D视觉扫描工件、自动识别坡口、规划路径与参数，无需人工示教。多层多道焊：坡口分打底、填充、盖面三层，每层分多道施焊。视觉系统：大场景3D相机（全局建模）+2D线激光（坡口精扫）。二、设备系统配置要求1.机器人系统本体：6轴工业机器人，负载≥20kg，重复定位精度±0.05mm移动装置：地轨/悬臂（行程≥10m）+双轴变位机（±180°）控制系统：含免示教、多层多道、工艺数据库、空间修正、TCP校正五大子系统2.视觉系统（必配）大场景3D相机：全局建模、焊缝自动识别2D线激光传感器：坡口精扫（精度±0.1mm）、起/熄弧点定位、层间扫描手眼标定：确保视觉与机器人坐标一致3.焊接系统电源：数字化MAG/CO₂焊机（500A级，一元化调节）送丝：四轮驱动，送丝稳定（波动≤±2%）焊枪：水冷/气冷，带清枪剪丝机构保护气：CO₂（100%）或Ar+CO₂（80%+20%），流量15–25L/min4.监控与辅助熔池高清摄像（抗弧光）、远程参数微调层间测温（红外，100–150℃）、烟雾净化、安全围栏三、工件与坡口准备（关键前置）1.工件要求坡口：V型/双V型，机械加工，有明显拐点便于视觉识别表面：坡口及边缘30mm内无锈、无油、无氧化皮，Ra≤25μm装配：间隙0–1mm，错边≤板厚1/10且≤2mm；定位焊用TIG/MAG，禁用手工电弧焊2.坡口推荐（δ=10–50mm）立/横对接：V型，角度60°±5°，钝边1–2mm平角接：单边V型，角度45°±5°，钝边0–1mm四、免示教编程标准流程（18步）系统初始化、清枪剪丝、TCP校准大场景3D扫描→工件建模→自动识别焊缝人工确认/修正焊缝，优化焊接顺序碰撞与可达性仿真线激光精扫坡口→记录特征→抓取工艺包二次可达性仿真气、丝、导电嘴检查开启监控，远程微调系统就绪开始焊接，实时监控与微调单道焊后3D扫描→对比成形→调整参数层间测温（100–150℃）→控温后施焊填充层完成后，线激光重扫坡口→盖面焊焊后检测与记录五、多层多道焊接工艺参数（核心推荐）1.通用参数（焊丝φ1.2mm，ER50-6）干伸长：18–22mm保护气：CO₂20L/min或Ar+CO₂18–22L/min层间温度：100–150℃（强制控温）摆动：Z字形，幅度3–5mm，频率1–2Hz，两侧停留0.1–0.3s焊道重叠：30%–50%，盖面覆盖坡口边缘2.分阶段参数（立/横对接，δ=20–30mm）（1）打底焊（1道，熔透优先）电流：180–220A电压：24–27V速度：8–12cm/min焊枪角度：立焊前倾70–80°，横焊与垂直成30–45°（2）填充焊（多层多道，平整高效）电流：260–300A电压：29–33V速度：12–18cm/min道数：每层3–5道，顺序“左→右→左”原则：大电流、快送丝、控平整度，层间清理氧化皮（3）盖面焊（1–2道，成形优先）电流：240–280A电压：28–32V速度：10–15cm/min余高：1–2mm，平滑过渡，无咬边3.位置修正（立/横焊必调）立焊：电流比平焊降15%–20%，电压升2–3V，速度略降，防止熔池下坠横焊：上侧电流**+8%，下侧-5%**，斜摆角度30–60°六、路径与焊道排布规则1.打底焊沿坡口根部中心，直线或小幅摆动，确保根部熔透2.填充焊每层焊道数量：3–5道，对称/阶梯排布偏移：每道相对前道偏移1/3–1/2焊道宽度顺序：从坡口一侧向另一侧，逐层填充，避免单边过热3.盖面焊1–2道，覆盖坡口两侧，余高均匀路径：中间向两侧或单向，保证成形美观七、质量控制与检测1.过程控制层间温度：红外实时监测，超温强制冷却视觉闭环：每道/每层扫描，自动修正偏差参数锁定：关键参数（电流、电压、速度）波动≤±5%2.焊后检测外观：无裂纹、气孔、夹渣、咬边，余高1–2mm无损：UT/RT检测，符合GB/T11345、GB/T3323要求力学性能：抗拉、弯曲、冲击满足设计要求八、安全与环保防护：机器人围栏、遮光板、烟雾净化、防火毯人员：持证上岗，远程监控为主，现场防护齐全环保：废气达标排放，焊渣集中处理九、实施要点总结视觉先行：3D全局