CN209614525U - 机器人单面焊接双面成型平角与仰角焊缝坡口 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出的是机器人单面焊接双面成型平角与仰角焊缝坡口。平角与仰角焊接位置的焊缝一侧坡口为钝边，另一侧为对称梯形双面坡口，在梯形的前端设有坡口根部，坡口根部两侧对称设置削薄面，削薄面延伸至板厚为δ外侧，并形成具有坡口倾角为α的倾斜面；倾斜面、削薄面和钝边连续延展成两对称梯形坡口，中间设有坡口间隙d相互连通。本实用新型采用带钝边梯形双面坡口焊接坡口形式作为平角与仰角焊缝位置的坡口，坡口倾角α=50～55°、坡口间隙d=0～1mmTIG装配焊接，然后直接采用MAG焊接方法对根部焊缝进行焊接，实现单面焊接双面成型，保证了根部焊缝的熔透性和致密性，提高了焊接效率和焊缝的质量。适宜作为机器人单面焊双面成型平角与仰角焊缝坡口使用。

Description

机器人单面焊接双面成型平角与仰角焊缝坡口

技术领域

本实用新型涉及机器人焊接领域，特别是涉及机器人焊接焊缝的坡口。

背景技术

目前，在钢材结构制作过程中，必须通过加强结构来保证结构的安全。这种加强结构数量众多，与钢材结构多为平角与仰角焊接形式，制作过程难度较大，对人员的技能水平要求较高。

随着制造业的发展，机器人焊接已经越来越受到欢迎和重视。同时，机器人焊接以其工作的稳定性、一致性和可靠性，成为了一些高难度焊接的的重要使用方向。

但目前我国大厚板焊接工艺模式陈旧，工艺方法不能满足机器人的焊接要求，尤其在机器人对坡口根部焊接的过程往往及其容易出现焊接缺陷，返修量大。上述问题已经严重制约了机器人在焊接领域的应用，成为我国智能化、数字化发展的瓶颈问题。

发明内容

为了能够解决单面焊接双面成型的坡口焊接缺陷，本实用新型提出了机器人单面焊接双面成型平角与仰角焊缝坡口。该焊缝坡口通过带钝边梯形双面坡口结构，采用机器人MAG焊接方法，使得双面焊缝对称、提高根部焊缝的熔透性和致密性，单面焊接双面成型无坡口根部缺陷，解决机器人单面焊接双面成型坡口根部存在焊接缺陷的技术问题。

本实用新型解决技术问题所采用的方案是：

平角与仰角焊接位置的焊缝一侧坡口为钝边，另一侧为对称梯形双面坡口，在梯形的前端设有坡口根部，坡口根部两侧对称设置削薄面，削薄面延伸至板厚为δ外侧，并形成具有坡口倾角为α的倾斜面；倾斜面、削薄面和钝边连续延展成两对称梯形坡口，中间设有坡口间隙d相互连通；

坡口形式采用机械加工制作，坡口几何要素中根部长度为a，削薄面长度为c，削薄面尾端之间距离削薄根部长度为b，坡口倾角为α；

坡口装配时两工件间的坡口间隙为d。

所述坡口形式a=4±0.5mm，b=7±0.5mm，c=5±0.5mm。

所述坡口倾角α=50～55°。

所述坡口间隙d=0～1mm。

积极效果，由于本实用新型采用带钝边梯形双面坡口焊接坡口形式作为平角与仰角焊缝位置的坡口，坡口倾角α=50～55°、坡口间隙d=0～1mmTIG装配焊接，然后直接采用MAG焊接方法对根部焊缝进行焊接，实现单面焊接双面成型，确保焊缝实际对称，保证了根部焊缝的熔透性和致密性，提高了焊接效率和焊缝的质量。适宜作为机器人单面焊双面成型平角与仰角焊缝坡口使用。

附图说明

图1为坡口示意图。

图中，1.坡口根部，2.削薄面，3.倾斜面，α.坡口倾角，a.根部长度，b.削薄根部长度，c.削薄面长度，d.坡口间隙。

具体实施方式

据图所示，平角与仰角焊接位置的焊缝一侧坡口为钝边，另一侧为对称梯形双面坡口，在梯形的前端设有坡口根部1，坡口根部两侧对称设置削薄面2，削薄面延伸至板厚为δ外侧，并形成具有坡口倾角为α的倾斜面3；倾斜面、削薄面和钝边连续延展成两对称梯形坡口，中间设有坡口间隙d相互连通；

坡口形式采用机械加工制作，坡口几何要素中根部长度为a，削薄面长度为c，削薄面尾端之间距离削薄根部长度为b，坡口倾角为α；坡口装配时两工件间的坡口间隙为d。

所述坡口形式a=4±0.5mm，b=7±0.5mm，c=5±0.5mm。

所述坡口倾角α=50～55°。

所述坡口间隙d=0～1mm。

实施例1、

①、30mm低合金高强钢板实现机器人MAG平焊与仰焊位置单面焊接双面成型的坡口形式：a=4±0.5mm，b=7±0.5mm，c=5±0.5mm，α=50°，d=0mm；

②、采用TIG焊接方法在两坡口接触位置进行装配，装配焊缝长度≥7mm，装配焊缝间隔300mm；

③、装配完成后，进行机器人操作编程，采用MAG焊接方法进行不清根打底焊接。

实施例2、

①、30mm低合金高强钢板实现机器人MAG平焊与仰焊位置单面焊接双面成型的坡口形式：a=4±0.5mm，b=7±0.5mm，c=5±0.5mm，α=55°，d=1mm；

②、采用TIG焊接方法在两坡口接触位置进行装配，装配焊缝长度≥7mm，装配焊缝间隔300mm；

③、装配完成后，进行机器人操作编程，采用MAG焊接方法进行不清根打底焊接。

焊接后目视检测焊接表面，平角与仰角焊接位置单面焊接双面成型，断面解剖检测，根部坡口焊缝熔透良好，没有出现未熔合和未焊透的情况。

技术原理：

MAG(Metal Active Gas Arc Welding)焊是熔化极活性气体保护电弧焊的英文简称。它是在氩气中加入少量的氧化性气体混合而成的一种混合气体保护焊。我国常用的是80%Ar+20%CO₂的混合气体，由于混合气体中氩气占的比例较大，故常称为富氩混合气体保护焊。其特点是：提高熔滴过渡的稳定性；稳定阴极斑点，提高电弧燃烧的稳定性；改善焊缝熔深形状及外观成形；增大电弧的热功率；控制焊缝的冶金质量，减少焊接缺陷；降低焊接成本。

MAG焊可采用短路过渡、喷射过渡和脉冲喷射过渡进行焊接，能获得稳定的焊接工艺性能和良好的焊接接头，可用于各种位置的焊接，尤其适用于碳钢、合金钢和不锈钢等黑色金属材料的焊接。

TIG焊(Tungsten Inert Gas Welding)，又称为非熔化极惰性气体钨极保护焊。TIG焊接的气密性较好能降低压力容器焊焊接时焊缝的气孔，用TIG焊加填丝的方式常用于压力容器的打底焊接。惰性气体一般为氩气。惰性气体通过焊炬送入，在电弧四周和焊接熔池上形成屏蔽。其优点是电弧和熔池可见性好，操作方便；没有熔渣或很少熔渣，无需焊后清渣。

原有机器人焊接用坡口为预留间隙的先使用手工TIG打底，再使用机器人填充焊接的工艺模式。而本发明专利涉及到的坡口，为使用机器人焊接直接单面焊双面成型的MAG方法，对根部打底焊缝进行焊接；然后再采用机器人多层多道填充的焊接方法进行MAG焊接。

使用原坡口，均无法满足根部直接熔透的打底焊接，因此，为了兼顾机器人焊接和根部熔透良好，必须对坡口进行重新设计，满足机器人焊接要求。

Claims (4)

1.机器人单面焊接双面成型平角与仰角焊缝坡口，其特征是：

平角与仰角焊接位置的焊缝一侧坡口为钝边，另一侧为对称梯形双面坡口，在梯形的前端设有坡口根部（1），坡口根部两侧对称设置削薄面（2），削薄面延伸至板厚为δ外侧，并形成具有坡口倾角为α的倾斜面（3）；倾斜面、削薄面和钝边连续延展成两对称梯形坡口，中间设有坡口间隙d相互连通；

坡口形式采用机械加工制作，坡口几何要素中根部长度为a，削薄面长度为c，削薄面尾端之间距离削薄根部长度为b，坡口倾角为α；坡口装配时两工件间的坡口间隙为d。

2.根据权利要求1所述的机器人单面焊接双面成型平角与仰角焊缝坡口，其特征是：所述坡口形式a=4±0.5mm，b=7±0.5mm，c=5±0.5mm。

3.根据权利要求1所述的机器人单面焊接双面成型平角与仰角焊缝坡口，其特征是：所述坡口倾角α=50～55°。

4.根据权利要求1所述的机器人单面焊接双面成型平角与仰角焊缝坡口，其特征是：所述坡口间隙d=0～1mm。