CN102198558B - 一种汽轮机空心静叶的自动化激光跟踪焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种汽轮机空心静叶的自动化激光跟踪焊接方法，其能解决一般自动化焊接设备在焊接过程中无法根据焊接坡口偏差对焊接位置进行实时识别与调整的问题，提高焊接加工质量，提高加工效率、保证焊接质量的稳定性。其采用带手臂的机器人系统、熔化极惰性气体保护焊焊接设备或熔化极活性气体保护焊焊接设备对汽轮机空心静叶的内、背弧薄板进行自动化焊接，其特征在于：在焊接机器人手臂的焊枪前安装具有扫描功能的激光跟踪器，将空心静叶的内、背弧薄板装配到夹具上并固定，然后分别焊接空心静叶内、背弧薄板的进汽边和出汽边，焊接时通过激光跟踪器来扫描进汽边以及出汽边坡口边角线，通过坡口形貌的变化自动调整焊枪的位置最终完成焊接作业。

Description

一种汽轮机空心静叶的自动化激光跟踪焊接方法
技术领域
本发明涉及汽轮机空心静叶的焊接加工技术领域，具体为一种汽轮机空心静叶的自动化激光跟踪焊接方法。
背景技术
汽轮机空心静叶是由两块冲压内、背弧薄板配合焊接而成，由于内、背弧薄板在冲压及铣削过程中存在着较大的尺寸偏差，使得空心静叶的内、背弧薄板坡口在焊接前存在着较大的一致性差异，如出现坡口位置偏差、坡口角度偏差以及坡口深度偏差等问题，其不利于自动化焊接设备对焊接位置的识别和调整，且由于机器人系统设定程序后其焊枪位置保持不变，当焊接坡口因工件尺寸偏差而产生位置、角度或深度偏离时，由于焊枪位置不能随坡口的偏差而进行调整，易导致焊接渗透不足、坡口底部未熔合以及焊缝不平整等焊接质量缺陷，因而目前此类叶片的焊接加工一直处于手工焊接领域，手工焊接虽然有着操作灵活、适应范围广的特点，但是极易受到焊接工人焊接姿态、体力以及焊接技术的影响，其生产效率低、焊接质量不稳定，不利于此类叶片的批量化生产。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种汽轮机空心静叶的自动化激光跟踪焊接方法，其能有效解决一般自动化焊接设备在焊接过程中无法根据焊接坡口偏差对焊接位置进行实时识别与调整的问题，提高焊接加工质量，并能取代以往此类叶片手工焊接工艺，大大提高加工效率、保证焊接质量的稳定性。
其技术方案是这样的，其采用带手臂的机器人系统、熔化极惰性气体保护焊焊接设备（MIG焊接设备）或熔化极活性气体保护焊焊接设备（MAG焊接设备）对汽轮机空心静叶的内、背弧薄板进行自动化焊接，其特征在于：在所述焊接机器人手臂的焊枪前安装具有扫描功能的激光跟踪器，将所述空心静叶的内、背弧薄板装配到夹具上并固定，然后分别焊接所述空心静叶内、背弧薄板的进汽边和出汽边，焊接时通过所述激光跟踪器来扫描空心静叶内、背弧薄板的进汽边以及出汽边坡口边角线，通过坡口形貌的变化自动调整所述焊枪的位置最终完成焊接作业。
其进一步特征在于：在焊接所述空心静叶内、背弧薄板的进汽边时，所述激光跟踪器扫描所述进汽边坡口两条边角线，同时所述焊枪根据扫描信号自动调整焊接位置，使得所述焊枪位置始终位于所述进汽边两条坡口边角线的中央；在焊接所述空心静叶内、背弧薄板的出汽边时，先用所述激光跟踪器扫描出汽边坡口的一条边角线位置并记录，然后所述焊枪在所述边角线位置的基础上向外偏移3mm～10mm后再进行焊接操作。
采用本发明方法对汽轮机空心静叶进行焊接加工，其有益效果在于：其在机器人手臂的焊枪前安装具有扫描功能的激光跟踪器，通过激光跟踪器扫描坡口边角线、根据坡口边角形貌的变化自动调整焊枪的位置，从而解决了一般自动化焊接设备在焊接过程中无法根据坡口偏差对焊接位置进行准确的识别和实时调整的问题，保证了自动化焊接的焊接质量；同时取代以往的手工焊接工艺，降低工人的劳动强度，提高加工效率，保证焊接质量的稳定。
具体实施方式
采用带手臂的机器人系统、熔化极惰性气体保护焊焊接设备（MIG焊接设备）或熔化极活性气体保护焊焊接设备（MAG焊接设备）对汽轮机空心静叶的内、背弧板进行自动化焊接，在焊接机器人手臂的焊枪前安装具有扫描功能的激光跟踪器，将空心静叶内、背弧薄板装配到夹具上并固定，然后分别焊接空心静叶内、背弧薄板的进汽边和出汽边，焊接时通过所述激光跟踪器来扫描空心静叶内、背弧薄板的进汽边以及出汽边坡口边角线，通过坡口形貌的变化自动调整焊枪的位置最终完成焊接作业。在焊接所述空心静叶内、背弧薄板的进汽边时，激光跟踪器扫描进汽边坡口两条边角线，同时焊枪根据扫描信号自动调整焊接位置，使得焊枪位置始终位于所述进汽边两条坡口边角线的中央；在焊接空心静叶内、背弧薄板的出汽边时，先用激光跟踪器扫描出汽边坡口的一条边角线位置并记录，然后焊枪在边角线位置的基础上向外偏移3mm～10mm后再进行焊接操作。
本发明方法中，对空心静叶内、背弧薄板的进汽边进行扫描焊接时，由于进汽边焊缝坡口为V形坡口，其可以同时扫描到两个坡口边角线，当焊枪以V字型中心进行焊接时只需进行正常的双边扫描即可；对薄板空心静叶的出汽边进行扫描焊接时，需要在扫描出汽边坡口的一条边角线的基础上偏移3mm～10mm后再进行焊接作业，其偏移距离是以某一具体空心静叶的出汽边为试验对象，以焊出符合EN 5817 B级焊缝来确定的。

Claims (1)

1.一种汽轮机空心静叶的自动化激光跟踪焊接方法，其采用带手臂的机器人系统、熔化极惰性气体保护焊焊接设备（MIG焊接设备）或熔化极活性气体保护焊焊接设备（MAG焊接设备）对汽轮机空心静叶的内、背弧薄板进行自动化焊接，其特征在于：在所述焊接机器人手臂的焊枪前安装具有扫描功能的激光跟踪器，将所述空心静叶的内、背弧薄板装配到夹具上并固定，然后分别焊接所述空心静叶内、背弧薄板的进汽边和出汽边，焊接时通过所述激光跟踪器来扫描薄板空心静叶的坡口边角线，通过坡口形貌的变化自动调整所述焊枪的位置最终完成焊接作业；在焊接所述空心静叶内、背弧薄板的进汽边时，所述激光跟踪器扫描所述进汽边坡口两条边角线，同时所述焊枪根据扫描信号自动调整焊接位置，使得所述焊枪位置始终位于所述进汽边两条坡口边角线的中央；在焊接所述空心静叶内、背弧薄板的出汽边时，先用所述激光跟踪器扫描出汽边坡口的一条边角线位置并记录，然后所述焊枪在所述边角线位置的基础上向外偏移3mm～10mm后再进行焊接操作。
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