CN100469503C - 一种电弧焊接方法及其专用自动焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电弧焊接方法及其专用自动焊接机，属于电弧焊接技术领域，特别适用于汽车零部件的焊接。所述电弧焊接方法，它包括下述步骤：a、送气；b、起弧预热；c、起始快速填丝；d、匀速移焊；e、终点快速填丝；f、收弧；g、停气。实施所述电弧焊接方法的一种专用自动焊接机，它有一个机架，其上安装的部件包括：一个电控柜；一个被加工零件平面运动执行机构；一个升降机构；一个送丝机构；还连接一个弧焊机。本发明的优点是：实现了平面轨迹焊接的全过程自动化控制，焊接加工质量稳定性高、焊迹表面平整均匀、被加工零件热变形可控性好、工效高、劳动强度低、降低生产成本。

Description

一种电弧焊接方法及其专用自动焊接机

技术领域

本发明涉及一种电弧焊接方法及其专用自动焊接机，属于电弧焊接技术领域，特别适用于汽车零部件的焊接。

背景技术

在设备零部件的精密制造中，传统的方法大量采用的是模铸、或锻造、或冲压等，进而进行金属机械切削加工，这类方法能保证产品质量，但工艺复杂，效率低，材料浪费较大，综合成本高。针对所述问题，现有一种用电弧焊接方法来制造产品零部件，但对于焊接质量要求高的零部件，例如汽车操作系统中的变速箱拨叉等，现有电弧焊接方法未能很好解决产品质量和生产效率问题。例如存在加工质量稳定性差、焊迹表面不平整、不能控制被加工零件热变形、特别是焊迹两端常出现裂纹、工效低、劳动强度高等缺点。现有的电弧焊接通常是人工，未能解决上述问题，自动或半自动焊接设备对焊接过程不能分段很好地有效控制，因而也未能很好地解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的是：克服现有方法的缺点，提供一种电弧焊接方法，对焊接过程分阶段进行有效控制，从而实现产品质量稳定的目的。

本发明的另一个目的是：克服现有焊接设备的缺点，提供一种实施所述电弧焊接方法的专用自动焊接机。该自动焊接机是基于氩弧焊技术而开发的一种高效自动焊接专用设备。它是根据被加工零件的焊接技术要求进行软件编程，实现平面轨迹焊接的全过程自动化控制，包括被加工零件自动调位、焊针自动定位、自动起弧、自动填丝、自动移焊、自动收弧及端点焊包的处理。提供本发明专用自动焊接机是为实现焊接加工质量稳定性高、焊迹表面平整均匀、被加工零件热变形可控性好、工效高、劳动强度低、降低生产成本的目的。

本发明的一种电弧焊接方法的技术方案是：一种电弧焊接方法，它包括下述步骤：

a、送气：输送保护气体；

b、起弧预热:用电弧对被加工零件的焊口预热；

c、起始快速填丝：被加工零件在未移动时，对起始焊口在电弧加热条件下快速填充焊丝，填丝速度为5～20毫米/秒；

d、匀速移焊：被加工零件在前进方向保持相对焊丝作匀速移动；

e、终点快速填丝：被加工零件在移动到接近焊口终点时，进行快速填充焊丝，填丝速度为5～20毫米/秒；

f、收弧：使焊丝离开被加工零件，避免产生电弧；

g、停气：停止输送保护气体。

在上述本发明的一种电弧焊接方法的基础上，具有附加技术特征的更进一步的技术方案是：

所述的电弧焊接方法，其保护气体选自氩气，起弧预热时间为0.5秒～1.5秒。

所述的电弧焊接方法，其匀速移焊的移动速度为1～8毫米/秒。

本发明为的实施所述电弧焊接方法的专用自动焊接机的技术方案是：

所述的一种实施前述电弧焊接方法的专用自动焊接机，它有一个机架，其上安装的部件包括：

一个电控柜，该电控柜包括一个汉字显示器，一个能编程的控制单元，还有电机驱动接口及弧焊机的起弧、收弧控制接口；

一个被加工零件平面运动执行机构，用于使被加工零件相对焊丝进行平面移动；具有相垂直的X轴向的导轨和Y轴向的导轨；

一个升降机构，是焊枪升降机构，用于使焊丝相对被加工零件作上下移动；

一个送丝机构，用于控制焊丝的填丝速度；

还连接一个弧焊机，所述连接是直接安装在机架上或放置在机架外，其输出导电线及输气管与升降机构上的焊枪连接。

在上述本发明的一种实施所述电弧焊接方法的专用自动焊接机技术方案的基础上，具有附加技术特征的更进一步的技术方案是：

所述的专用自动焊接机，其被加工零件平面运动执行机构有一个安放被加工零件的台面，其下面的运动执行机构包括：一个X轴向的电机和与其相连接的X轴向的丝杆及X轴向的传动齿轮；一个Y轴向的电机和与其相连接的Y轴向的丝杆及Y轴向的传动齿轮；两个X轴向的导轨，两个Y轴向的导轨；所述的X轴向的电机和Y轴向的电机均为步进电机。

所述的专用自动焊接机，其升降机构为焊枪的升降机构，用于实现焊枪与焊缝的对接及上、下分离，便于被加工零件的装夹；它包括一个升降机构支撑板，其上固定一个升降电机，与该升降电机相连接的是升降传动轮；升降连杆的一端与升降传动轮活连动连接，另一端与送丝机构支撑板活动连接。

所述的专用自动焊接机，其送丝机构通过送丝机构支撑板与升降机构的升降导轨滑动配合连接，用于在电控柜的控制下与被加工零件平面运动执行机构协同运动；它包括一个送丝架，其上安装一个送丝导管；送丝电机固定在送丝机构支撑板上。

所述的专用自动焊接机，其弧焊机选自于由IGBT功率器件控制的标准高频直流氩弧焊机。

本发明的一种电弧焊接方法及其专用自动焊接机技术效果显著，实现了平面轨迹焊接的全过程自动化控制，包括被加工零件自动调位、焊针自动定位、自动起弧、自动填丝、自动移焊、自动收弧及端点焊包的处理；特别是实现了以不同速度或不同方向输送焊丝，实现自动填丝及自动抽丝，有效避免焊迹两端出现裂纹；该自动焊接机具有焊接加工质量稳定性高、焊迹表面平整均匀、被加工零件热变形可控性好、工效高、劳动强度低、降低生产成本的优点。

附图说明

图1是本发明一种电弧焊接方法的工艺步骤方框图；

图2是实施本发明电弧焊接方法的专用自动焊接机的总体结构示意图；

图3是被加工零件平面运动执行机构外部结构示意图；

图4是图3所述的被加工零件平面运动执行机构内部结构图；

图5是升降机构及送丝机构结构图；

图6是图5的A向视图。

图中各图号的所对应的零、部件名称是：1-电控柜，2-被加工零件平面运动执行机构，3-升降机构，4-送丝机构，5-弧焊机，6-机架，7-X轴向的电机，8-Y轴向的电机，9-X轴向的丝杆，10-Y轴向的丝杆，11-X轴向的导轨，12-Y轴向的导轨，13-X轴向的传动齿轮，14-Y轴向的传动齿轮，15-升降电机，16-送丝电机，17-升降导轨，18-送丝机构支撑板，19-升降机构支撑板，20-升降连杆，21-升降传动轮，22-送丝导管，23-送丝架。

具体实施方式

结合附图和实施例对本发明作进一步说明如下：

一、如图1所示，本发明的一种电弧焊接方法的实施例如下：

实施例1、

所述的一种电弧焊接方法，它的步骤如下：

a、送气：输送保护气体选自氩气；

b、起弧预热:用电弧对被加工零件的焊口预热，预热时间为0.5秒～1.5秒，本实施例为0.8秒；

c、起始快速填丝：被加工零件在未移动时，对起始焊口在电弧加热条件下快速填充焊丝，填丝速度为5～20毫米/秒，本实施例为10毫米/秒；

d、匀速移焊：被加工零件在前进方向保持相对焊丝作匀速移动，移动速度为1～8毫米/秒，本实施例为4毫米/秒；

e、终点快速填丝：被加工零件在移动到接近焊口终点时，进行快速填充焊丝，填丝速度为5～20毫米/秒，本实施例为12毫米/秒；

f、收弧：使焊丝离开被加工零件，避免产生电弧；

g、停气：停止输送保护气体。

实施例2、与上述实施例不同的是：起弧预热时间为1.5秒，起始快速填丝的填丝速度为20毫米/秒，匀速移焊的移动速度为1毫米/秒，终点快速填丝的填丝速度为5毫米/秒。

实施例3、与上述实施例不同的是：起弧预热时间为0.5秒，起始快速填丝的填丝速度为5毫米/秒，匀速移焊的移动速度为8毫米/秒，终点快速填丝的填丝速度为20毫米/秒。

二、如图2、3、4、5、6所示，是本发明的实施前述一种电弧焊接方法的专用自动焊接机的实施例：

以焊接加工BS15变速箱拨叉为例，实施前述一种电弧焊接方法的专用自动焊接机，它有一个机架6，其上安装的部件为：一个电控柜1，该电控柜1有一个汉字显示器(选自于128 X 64点阵带背光液晶显示器)，一个能编程的控制单元，键盘输入，手动启动按键，一个脚踏启动开关；还有电机驱动接口及弧焊机5的起弧、收弧控制接口，具体说，共有四路步进电机驱动接口，一路氩弧焊机起、收弧控制接口，自控系统AC：220V，120W，分路控制两路42BYG步进电机及两路减速电机；一个被加工零件平面运动执行机构2，用于使被加工零件相对焊丝进行平面移动；具有相垂直的X轴向的导轨11和Y轴向的导轨12；一个升降机构3，是焊枪升降机构，用于使焊丝相对被加工零件作上下移动；一个送丝机构4，用于控制焊丝的填丝速度；还连接一个弧焊机5，所述连接是直接安装在机架6上，其输出导电线及输气管与升降机构3上的焊枪连接(弧焊机5放置在机架6的近旁是另一种实施例)；被加工零件平面运动执行机构2有一个安放被加工零件的台面(其台面尺寸及运动行程根据被加工零件的焊接技术要求而确定；台面上有夹具，该夹具根据被加工零件的焊接技术要求而专门制作)，台面其下面的运动执行机构有：一个X轴向的电机7和与其相连接的X轴向的丝杆9(为滚珠丝杆)及X轴向的传动齿轮13；一个Y轴向的电机8和与其相连接的Y轴向的丝杆10(为滚珠丝杆)及Y轴向的传动齿轮14；两个X轴向的导轨11，两个Y轴向的导轨12；所述的X轴向的电机7和Y轴向的电机8均为步进电机；所述的升降机构3为焊枪的升降机构，用于实现焊枪与焊缝的对接及上、下分离，便于被加工零件的装夹；它有一个升降机构支撑板19，其上固定一个升降电机15，与该升降电机相连接的是升降传动轮21；升降连杆20的一端与升降传动轮21活连动连接，另一端与送丝机构支撑板18活动连接；送丝机构4通过送丝机构支撑板18与升降机构3的升降导轨17滑动配合连接，用于在电控柜1的控制下与被加工零件平面运动执行机构2协同运动；它有一个送丝架23，其上安装一个送丝导管22；送丝电机16固定在送丝机构支撑板18上，其目的是实现以不同速度或不同方向输送焊丝(焊丝直径1.8MM)，实现自动填丝及自动抽丝，有效避免焊迹两端出现裂纹；弧焊机5选自于由IGBT功率器件控制的标准高频直流氩弧焊机，AC 220V，6KW。

Claims (8)

1、一种电弧焊接方法，其特征在于，它包括下述步骤：

a、送气：输送保护气体；

b、起弧预热：用电弧对被加工零件的焊口预热；

c、起始快速填丝：被加工零件在未移动时，对起始焊口在电弧加热条件下快速填充焊丝，填丝速度为5～20毫米/秒；

d、匀速移焊：被加工零件在前进方向保持相对焊丝作匀速移动；

e、终点快速填丝：被加工零件在移动到接近焊口终点时，进行快速填充焊丝，填丝速度为5～20毫米/秒；

f、收弧：使焊丝离开被加工零件，避免产生电弧；

g、停气：停止输送保护气体。

2、按照权利要求1所述的电弧焊接方法，其特征在于，所述的保护气体选自氩气，起弧预热时间为0.5秒～1.5秒。

3、按照权利要求1所述的电弧焊接方法，其特征在于，所述的匀速移焊的移动速度为1～8毫米/秒。

4、一种实施权利要求1所述的电弧焊接方法的专用自动焊接机，其特征在于，它有一个机架(6)，其上安装的部件包括：

一个电控柜(1)，该电控柜包括一个汉字显示器，一个能编程的控制单元，还有电机驱动接口及弧焊机(5)的起弧、收弧控制接口；

一个被加工零件平面运动执行机构(2)，用于使被加工零件相对焊丝进行平面移动；具有相垂直的X轴向的导轨(11)和Y轴向的导轨(12)；

一个升降机构(3)，是焊枪升降机构，用于使焊丝相对被加工零件作上下移动；

一个送丝机构(4)，用于控制焊丝的填丝速度；

还连接一个弧焊机(5)，所述连接是直接安装在机架(6)上或放置在机架(6)外，其输出导电线及输气管与升降机构(3)上的焊枪连接。

5、按照权利要求4所述的专用自动焊接机，其特征在于，所述的被加工零件平面运动执行机构(2)有一个安放被加工零件的台面，其下面的运动执行机构包括：一个X轴向的电机(7)和与其相连接的X轴向的丝杆(9)及X轴向的传动齿轮(13)；一个Y轴向的电机(8)和与其相连接的Y轴向的丝杆(10)及Y轴向的传动齿轮(14)；两个X轴向的导轨(11)，两个Y轴向的导轨(12)；所述的X轴向的电机(7)和Y轴向的电机(8)均为步进电机。

6、按照权利要求4所述的专用自动焊接机，其特征在于，所述的升降机构(3)，为焊枪的升降机构，用于实现焊枪与焊缝的对接及上、下分离，便于被加工零件的装夹；它包括一个升降机构支撑板(19)，其上固定一个升降电机(15)，与该升降电机相连接的是升降传动轮(21)；升降连杆(20)的一端与升降传动轮(21)活连动连接，另一端与送丝机构支撑板(18)活动连接。

7、按照权利要求4所述的专用自动焊接机，其特征在于，所述的送丝机构(4)通过送丝机构支撑板(18)与升降机构(3)的升降导轨(17)滑动配合连接，用于在电控柜(1)的控制下与被加工零件平面运动执行机构(2)协同运动；它包括一个送丝架(23)，其上安装一个送丝导管(22)；送丝电机(16)固定在送丝机构支撑板(18)上。

8、按照权利要求4所述的专用自动焊接机，其特征在于，所述的弧焊机(5)选自于由IGBT功率器件控制的标准高频直流氩弧焊机。

Images