CN112059367B - 金属粉芯焊丝在液压支架结构件立向上焊接的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种金属粉芯焊丝在液压支架结构件立向上焊接的方法，包括以下步骤：步骤S1、将待焊的液压支架结构件拼装成立焊缝；步骤S2、采用金属粉芯焊丝，调整焊接机器人的焊枪角度，使焊枪平分立焊缝坡口或焊角，并保证焊枪末端与立焊缝长度方向相垂直，进行立焊缝的机器人离线编程或在工件现场编程示教；步骤S3、针对每条立焊缝的起始位置和末端位置分别进行焊缝两侧两个方向的焊接机器人传感寻位；步骤S4、利用焊接机器人对立焊缝进行立向上打底焊；步骤S5、对立焊缝进行立向上填充盖面焊接。该金属粉芯焊丝在液压支架结构件立向上焊接的方法具有省时省力、立焊效率高、电弧稳定、立焊效果好的优点。

Description

金属粉芯焊丝在液压支架结构件立向上焊接的方法
技术领域
本发明涉及一种焊接方法，具体的说，涉及了一种金属粉芯焊丝在液压支架结构件立向上焊接的方法。
背景技术
液压支架作为煤矿综采设备中主要的支护设备，具有自身体积和重量大、服役条件恶劣、箱型焊接结构多、焊接量大等特点。液压支架结构件主要包括：顶梁、掩护梁、底座、前后连杆等部分，这些结构件一般均是中厚板箱型结构，因其是立体结构，各个面上的焊缝均不在同一平面内，为了保证焊接效果，传统的焊接方式是通过人工转动液压支架，将需要焊接的面转动至水平面上，再使用实芯焊丝进行平焊，由于液压支架的质量很大，焊接机器人焊接过程中，翻转工件比较困难；如果不转动工件，用传统的实芯焊丝进行立焊，为了防止焊缝熔池金属受重力作用下趟，需要不断减小电流，降低焊接速度，这就导致了立焊效率低下，熔敷率仅为1.5-2.0kg/h，而且焊接过程中电弧不稳，极易断弧，这不仅导致接头过多，焊接质量差，并且无法使用焊接机器人电弧跟踪，机器人焊接时焊缝容易焊偏。
申请人还设计了一种利用药芯焊丝对立焊缝进行立向上焊接的方法，虽然焊接效率和效果均得到了提升，但其焊渣较多，每道焊缝焊后均需要手动清渣，不能满足焊接机器人自动化高效焊接的要求。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种省时省力、立焊效率高、电弧稳定、立焊效果好的金属粉芯焊丝在液压支架结构件立向上焊接的方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种金属粉芯焊丝在液压支架结构件立向上焊接的方法，包括以下步骤：步骤S1、将待焊的液压支架结构件拼装成立焊缝；步骤S2、采用金属粉芯焊丝，调整焊接机器人的焊枪角度，使所述焊枪平分立焊缝坡口或焊角，并保证所述焊枪末端与立焊缝长度方向相垂直，进行立焊缝的机器人离线编程或在工件现场编程示教；步骤S3、针对每条所述立焊缝的起始位置和末端位置分别进行焊缝两侧两个方向的焊接机器人传感寻位；步骤S4、利用所述焊接机器人对所述立焊缝进行立向上打底焊，焊接参数为：焊接电流130-200A，焊接电压20-28V，焊接速度6-10cm/min，送丝速度5-8m/min，焊丝干伸长15-20mm，保护气体流量20-25L/min，摆动频率1.08-2.80Hz，摆幅5-10mm，焊缝两侧摆动停留时间0.3-2.0s；步骤S5、对所述立焊缝进行立向上填充盖面焊接，焊接参数为：焊接电流180-220A，焊接电压23-28V，焊接速度8-15cm/min，送丝速度6-9m/min，焊丝干伸长15-20mm，保护气体流量20-25L/min，摆动频率1.08-2.80Hz，摆幅6-12mm，焊缝两侧摆动停留时间0.3-2.0s。
基于上述，步骤S1包括以下子步骤：（1）外形检查的步骤，整体检查所述立焊缝，保证控制坡口立焊缝的深度公差不大于2mm、角度公差不大于2°，角部立焊缝实际拼装间隙不大于2mm；（2）清理焊缝的步骤，将所述立焊缝两侧30-50mm范围内的铁锈、油污、浮渣等杂质清除干净，并采用角磨机打磨焊道表面至出现金属光泽；（3）点固焊接固定的步骤，对拼装好的立焊缝进行点固焊接，点固焊缝的高度小于5mm、长度为40-60mm、间隔为300-500mm，点固焊缝均布焊道。
基于上述，步骤S4中进行立向上打底焊时，所述焊接机器人开启电弧跟踪功能，通过焊丝端部电弧的摆动感知并跟踪立焊缝的实际路径，立向上打底焊接完成后，所述焊接机器人根据电弧跟踪的数据自动生成实际焊接路径，并根据立焊缝的角度、深度等数据自动生成填充盖面焊接程序。
基于上述，对所述立焊缝进行立向上焊接时，所述焊枪摆动形式为正弦摆动或月牙摆动。
基于上述，它还包括在焊接全部完成后，打磨所述立焊缝表面，清理焊接飞溅的步骤。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明具有以下优点：
（1）焊接效率大幅提高，与传统实芯焊丝立向上焊相比，本发明通过设置匹配的参数，使用金属粉芯焊丝，通过提高焊丝单位截面积的电流密度，焊接熔敷率可达到3.5kg/h，立焊焊接效率提升了75%以上；
（2）电弧稳定，可有效使用焊接机器人的电弧跟踪功能，解决实芯焊丝立焊时电弧不稳的问题，使得焊接时能够正常使用电弧跟踪功能，避免了由于拼装误差、焊接变形等问题引起焊道偏差而造成焊偏、成型不良等缺陷；
（3）无需清渣，利于自动焊接，采用本发明的方法，焊后不会产生过多焊渣，多层多道焊焊道间不需要人工清渣，焊接机器人能够连续施焊，避免了人工清渣时人机交互操作的安全风险。
附图说明
图1是本发明中焊枪焊接立焊缝的枪姿立体结构图。
图2是本发明中焊枪焊接立焊缝的枪姿俯视图。
图中：1. 立焊缝；2. 焊枪。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1和图2所示，一种金属粉芯焊丝在液压支架结构件立向上焊接的方法，包括以下步骤：
第一步、外形检查的步骤，整体检查立焊缝1，保证控制坡口立焊缝的深度公差不大于2mm、角度公差不大于2°，角部立焊缝实际拼装间隙不大于2mm；
第二步、清理焊缝的步骤，将所述立焊缝1两侧30-50mm范围内的铁锈、油污、浮渣等杂质清除干净，并采用角磨机打磨焊道表面至出现金属光泽；
第三步、点固焊接固定的步骤，对拼装好的立焊缝1进行点固焊接，点固焊缝的高度小于5mm、长度为40-60mm、间隔为300-500mm，点固焊缝均布焊道；
第四步、采用金属粉芯焊丝，调整焊接机器人的焊枪2角度，使所述焊枪2平分立焊缝1坡口或焊角，并保证所述焊枪2末端与立焊缝1长度方向相垂直，进行立焊缝1的机器人离线编程或在工件现场编程示教；
第五步、针对每条所述立焊缝1的起始位置和末端位置分别进行焊缝两侧两个方向的焊接机器人传感寻位；
第六步、利用所述焊接机器人对所述立焊缝1进行立向上打底焊，焊接参数为：焊接电流130-200A，焊接电压20-28V，焊接速度6-10cm/min，送丝速度5-8m/min，焊丝干伸长15-20mm，保护气体流量20-25L/min，摆动频率1.08-2.80Hz，摆幅5-10mm，焊缝两侧摆动停留时间0.3-2.0s；进行立向上打底焊时，所述焊接机器人开启电弧跟踪功能，通过焊丝端部电弧的摆动感知并跟踪立焊缝1的实际路径，立向上打底焊接完成后，所述焊接机器人根据电弧跟踪的数据自动生成实际焊接路径，并根据立焊缝1的角度、深度等数据自动生成填充盖面焊接程序；
第七步、对所述立焊缝进行立向上填充盖面焊接，焊接参数为：焊接电流180-220A，焊接电压23-28V，焊接速度8-15cm/min，送丝速度6-9m/min，焊丝干伸长15-20mm，保护气体流量20-25L/min，摆动频率1.08-2.80Hz，摆幅6-12mm，焊缝两侧摆动停留时间0.3-2.0s；
第八步、焊接全部完成后，打磨所述立焊缝1表面，清理焊接飞溅。
其中，所述立焊缝1进行立向上焊接时，所述焊枪2摆动形式均为正弦摆动或月牙摆动。
经过试验，采用本焊接方法，对液压支架结构件立焊缝1的焊接中，使得金属粉芯焊丝在立向上焊接时电弧能够稳定燃烧，各处焊接效果一致性好，这样，所述焊接机器人的电弧追踪功能能够正常使用，避免焊偏，且由于使用了立向上焊接的方式，焊接效率被提高，熔敷率可达3.5kg/h，与使用传统实芯焊丝进行立焊相比，焊接效率提高了75%以上，并且，每道焊缝结束后，无需清渣，满足焊接机器人自动化高效焊接的要求。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (4)

1.一种金属粉芯焊丝在液压支架结构件立向上焊接的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、将待焊的液压支架结构件拼装成立焊缝；
步骤S2、采用金属粉芯焊丝，调整焊接机器人的焊枪角度，使所述焊枪平分立焊缝坡口或焊角，并保证所述焊枪末端与立焊缝长度方向相垂直，进行立焊缝的机器人离线编程或在工件现场编程示教；
步骤S3、针对每条所述立焊缝的起始位置和末端位置分别进行焊缝两侧两个方向的焊接机器人传感寻位；
步骤S4、利用所述焊接机器人对所述立焊缝进行立向上打底焊，所述焊接机器人开启电弧跟踪功能，通过焊丝端部电弧的摆动感知并跟踪立焊缝的实际路径，立向上打底焊接完成后，所述焊接机器人根据电弧跟踪的数据自动生成实际焊接路径，并根据立焊缝角度、深度的数据自动生成填充盖面焊接程序，焊接参数为：焊接电流130-200A，焊接电压20-28V，焊接速度6-10cm/min，送丝速度5-8m/min，焊丝干伸长15-20mm，保护气体流量20-25L/min，摆动频率1.08-2.80Hz，摆幅5-10mm，焊缝两侧摆动停留时间0.3-2.0s；
步骤S5、对所述立焊缝进行立向上填充盖面焊接，焊接参数为：焊接电流180-220A，焊接电压23-28V，焊接速度8-15cm/min，送丝速度6-9m/min，焊丝干伸长15-20mm，保护气体流量20-25L/min，摆动频率1.08-2.80Hz，摆幅6-12mm，焊缝两侧摆动停留时间0.3-2.0s。
2.根据权利要求1所述的金属粉芯焊丝在液压支架结构件立向上焊接的方法，步骤S1包括以下子步骤：
（1）外形检查的步骤，整体检查所述立焊缝，保证控制坡口立焊缝的深度公差不大于2mm、角度公差不大于2°，角部立焊缝实际拼装间隙不大于2mm；
（2）清理焊缝的步骤，将所述立焊缝两侧30-50mm范围内的铁锈、油污、浮渣等杂质清除干净，并采用角磨机打磨焊道表面至出现金属光泽；
（3）点固焊接固定的步骤，对拼装好的立焊缝进行点固焊接，点固焊缝的高度小于5mm、长度为40-60mm、间隔为300-500mm，点固焊缝均布焊道。
3.根据权利要求1或2所述的金属粉芯焊丝在液压支架结构件立向上焊接的方法，其特征在于：对所述立焊缝进行立向上焊接时，所述焊枪摆动形式为正弦摆动或月牙摆动。
4.根据权利要求3所述的金属粉芯焊丝在液压支架结构件立向上焊接的方法，其特征在于：它还包括在焊接全部完成后，打磨所述立焊缝表面，清理焊接飞溅的步骤。
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