雙絲焊接方法及其系統的製作方法
2023-04-28 08:54:01 1
專利名稱：雙絲焊接方法及其系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及焊接技術領域，尤其涉及一種雙絲焊接方法及其系統。
背景技術：
在實際應用中，常通過焊接而將兩型材連接在一起，但需焊接的兩型材形成焊接坡口後，由於其角度的問題，不便於焊槍焊接，而給施工帶來了麻煩。具體地，如圖1為現有技術中需焊接兩型材的裝配結構示意圖所示，上型材1和下型材2以搭接形式裝配出焊接坡口，且該焊接坡口的角度約為直角，在焊接的過程中，焊槍的中心線需達到A虛線的位置才能正常焊接，但是由於焊槍自身擁有一定的寬度，而使得其還沒有到達A虛線位置就被設置於下型材2上的U形槽21所阻擋。因此，針對約為直角或銳角的不便於焊槍焊接的焊接坡口，為便於焊槍焊接，需將該類型焊接坡口進行改進，並對改進後焊接坡口採用適當的焊接方法進行焊接，以保證焊縫的熔深和表面填充。
發明內容
本發明提供一種雙絲焊接方法及其系統，用以克服現有技術中由於焊接坡口的坡口角度約為直角或銳角而不便於焊槍焊接等技術缺陷。本發明提供一種雙絲焊接方法，包括根據坡口角度設置跟蹤傳感器的跟蹤角度範圍，所述跟蹤角度範圍包括所述坡口角度，所述坡口角度為上型材和下型材所搭接的焊接坡口的角度；根據所述坡口角度設置焊槍的焊接角度，所述焊槍包括第一焊絲和第二焊絲，且所述第一焊絲接通根部熔深電壓，且所述第二焊絲接通表面填充電壓；控制焊槍不開弧，且在所述跟蹤傳感器的導向下沿所述焊接坡口驗證所述焊接角度是否正確，若是，則控制焊槍開弧，且根據驗證後的焊接角度沿所述焊縫進行焊接。本發明提供一種雙絲焊接系統，包括焊接機器人，所述焊接機器人上設置有焊槍和跟蹤傳感器，該跟蹤傳感器設置於焊槍上，所述焊槍內設置有第一焊絲和第二焊絲，所述第一焊絲接通根部熔深電壓，所述第二焊絲接通表面填充電壓；且所述焊接機器人用於根據坡口角度設置跟蹤傳感器的跟蹤角度範圍，所述跟蹤角度範圍所述坡口角度，所述坡口角度為上型材和下型材所搭接的焊接坡口的角度；根據所述坡口角度設置焊槍的焊接角度，所述焊槍包括第一焊絲和第二焊絲， 且所述第一焊絲接通根部熔深電壓，且所述第二焊絲接通表面填充電壓；控制焊槍不開弧， 且在所述跟蹤傳感器的導向下沿所述焊接坡口驗證所述焊接角度是否正確，若是，則控制焊槍開弧，且根據驗證後的焊接角度沿所述焊縫進行焊接；
供電裝置，所述供電裝置包括第一電源模塊和第二電源模塊；所述第一電源模塊連接於所述第一焊絲，用於為所述第一焊絲提供根部熔深電壓，且所述第二電源模塊連接於所述第二焊絲，用於為所述第二焊絲提供表面填充電壓。本發明的一種雙絲焊接方法及其系統，提供了一種雙絲焊接方式，通過焊槍包括第一焊絲和第二焊絲，在控制焊槍不開弧且在所述跟蹤傳感器的導向下沿所述焊縫驗證所述焊接角度正確的情況下，可控制焊槍開弧且根據驗證後的焊接角度沿所述焊縫進行焊接，實現了同時兼顧扇形焊接坡口處的表面填充飽滿及該扇形焊接坡口處具備足夠的根部熔深目的。
圖1為現有技術中需焊接兩型材的裝配結構示意圖；圖2為本發明對上型材欲加工的結構示意圖；圖3為本發明對上型材進行加工後的結構示意圖；圖4為本發明下型材和加工後上型材的裝配結構示意5為本發明焊槍的前傾角的示意圖；圖6為本發明雙絲焊焊接的示意圖；圖7為本發明雙絲焊焊接後的焊縫斷面示意圖；圖8為本發明焊接坡口搭接方法的流程圖；圖9為本發明雙絲焊接方法的流程圖；圖10為本發明雙絲焊接系統的結構示意圖。
具體實施例方式實施例一本實施例針對現有技術圖1中兩型材搭接所形成的焊接坡口為約為直角不便於焊槍焊接的問題，而提出了一種焊接坡口搭接方法，當然也同樣適用於焊接坡口為銳角的搭接。圖8為本發明焊接坡口搭接方法的流程圖。如圖8所示，本實施例焊接坡口搭接方法包括步驟801、預搭接上型材和下型材，形成預置焊接坡口 ；可如現有技術圖1所示，將上型材1和下型材2進行預搭接，以形成一預置焊接坡口；圖1中的上型材1和下型材2進行預搭接所形成的預置焊接坡口的角度約為90度，這裡的約為90度具體為85 105度。步驟802、判斷預置焊接坡口是否阻礙焊槍焊接，若否，則在上型材上，標記上型材和下型材的搭接線；通過將焊槍置入焊接坡口並沿其焊接的方向行進，以判斷該預置焊接坡口是否阻礙焊槍焊接，若否，則在上型材ι上，對上型材1和下型材2的搭接線進行標記，對於圖1而言，若預置焊接坡口為小於85度的銳角，則更會阻礙焊槍焊接。步驟803、分離上型材和下型材，並根據預置焊接坡口，沿搭接線對上型材進行加工；
接著，將上型材1和下型材2分離開，並再結合如圖2為本發明對上型材欲加工的結構示意圖以及圖3為本發明對上型材進行加工後的結構示意圖所示；參考預置焊接坡口的實際角度，沿搭接線對上型材1進行加工，具體為，沿搭接線削切上型材1的一稜邊，以B 虛線即為對上型材1的切割線，且被削切的稜邊兩側均為3mm。步驟804、搭接下型材和加工後上型材，形成焊接坡口。再結合圖4為本發明下型材和加工後上型材的裝配結構示意圖，使下型材2與加工後上型材3所搭接焊接坡口的坡口角度為一大角度的焊接坡口，具體可為120 150度， 此時焊槍的中心線6可由A虛線位置轉換到A』虛線位置，U形槽21不再阻擋焊槍，且由於被削切的稜邊兩側均為3mm，可使得下型材1和加工後上型材3焊接後的焊縫處形成z3尺寸的焊角。進一步地，在步驟1302中，若判斷預置焊接坡口不阻礙焊槍焊接，則無需對上型材1和/或下型材2進行加工，以改變預置焊接坡口。本實施例的焊接坡口搭接方法，通過判斷預置焊接坡口為阻礙焊槍焊接，且根據預置焊接坡口沿搭接線對上型材進行加工，進而搭接下型材和加工後上型材形成焊接坡口，克服了現有技術中由於焊接坡口的坡口角度約為直角或銳角而不便於焊槍焊接的技術缺陷，實現了便於焊槍焊接的目的。實施例二在上述實施例一中，通過焊接坡口搭接方法形成一大角度的焊接坡口，以便於焊槍的焊接。但針對該類大角度的焊接坡口，現有技術中並沒有相應的焊接方法對其焊接，以保證其根部熔深和表面填充的焊接質量。基於上述，本實施例提出了一種雙絲焊接方法，並採用焊接機器人進行焊接。圖5 為本發明焊槍的前傾角的示意圖。圖6為本發明雙絲焊焊接的示意圖。圖7為本發明雙絲焊焊接後的斷面示意圖。結合圖5、圖6和圖7所示，且如圖9為本發明雙絲焊接方法的流程圖所示，該雙絲焊接方法得具體步驟包括步驟901、根據坡口角度設置跟蹤傳感器的跟蹤角度範圍，跟蹤角度範圍包括坡口角度，坡口角度為上型材和下型材所搭接的焊接坡口的角度；可先將加工後上型材3和下型材2用工裝夾具進行卡緊，並進行點固，在本實施例中坡口角度為131度，根據該坡口角度設置跟蹤傳感器5的跟蹤角度範圍。對於長度較長的焊接坡口來講，由於焊接坡口在整個長度方向並不完全呈一直線，而是存在一定的直線度誤差；如果讓焊接機器人的焊槍一直按照兩點連線的直線的焊接軌跡焊接，在前進的過程中可能會偏離焊接軌跡；由此，若焊接較長的焊接軌跡，需在焊槍上安裝跟蹤傳感器5，該跟蹤傳感器5可為雷射跟蹤傳感器或接觸式杆狀機械跟蹤傳感器，而對於這種大角度的焊接坡口來講，採用跟蹤傳感器5可以將焊接坡口的焊接軌跡跟蹤得更加準確和穩定，以保證焊槍不偏離焊接軌跡。再者，在跟蹤傳感器5跟蹤焊接軌跡前，需先設置跟蹤傳感器5的跟蹤角度範圍並使之包含扇形坡口的角度，原因為在焊接現有技術中坡口角度接近於90度的焊接坡口時，跟蹤傳感器5掃描焊接坡口的預設跟蹤角度範圍可能相對較小，例如為120度；如果還是按照此120度的預設跟蹤角度範圍利用跟蹤傳感器5掃描坡口角度為131度的大角度的焊接坡口時，由於焊接坡口的坡口角度超出了跟蹤傳感器5的預設跟蹤角度範圍所掃描的範圍，跟蹤傳感器5會認為該焊接坡口是一個平面，且按照跟蹤傳感器5的相關設置，如果跟蹤傳感器5認定掃描部位為一個平面，就會停止導向，使焊槍不進行焊接。因此，設置跟蹤傳感器5的跟蹤角度範圍包括坡口角度是其正常導向的前提。步驟902、根據坡口角度設置焊槍的焊接角度，焊槍包括第一焊絲和第二焊絲，且第一焊絲接通根部熔深電壓，且第二焊絲接通表面填充電壓；再結合圖4和圖5所示，本實施例的焊接角度包括前傾角α和偏置角β 』，由於中心線6已由A虛線位置轉換到Α』虛線位置，使得偏置角β』小於偏置角β，則焊槍4不再受U形槽21阻擋，便於焊接。下面具體介紹確定前傾角α和偏置角β，的具體過程首先，垂直於加工後上型材3和下型材1且過焊槍4的中心線6作一平面，設置該中心線6與該中心線6在該平面上的投影所形成的投影線D之間的角度，並使之保持在 15 18度的範圍內，該中心線6與投影線D之間的角度即為焊槍4的前傾角α ；並且，設置該中心線6與垂直於下型材2的垂線0之間的角度，並使之保持在35 40度的範圍內，該中心線6與垂線0之間的角度即為焊槍4的偏置角；上述焊槍4包括第一焊絲41和第二焊絲42，第一焊絲41接通根部熔深電壓，該根部熔深電壓使得第一焊絲41處能夠產生短而集中的電弧，該根部熔深電壓較小，可為30 32V，且優選 31. 5V ；第二焊絲42接通表面填充電壓，該表面填充電壓使得第二焊絲處能夠產生長而發散的電弧，該表面填充電壓較大，可為33 35V，且優選33. 5V ；且第一焊絲41沿焊接軌跡的方向而設置於第二焊絲42的前部，以達到在焊接時， 先由第一焊絲41處所產生的短而集中的電弧根部熔透，再由第二焊絲42處所產生的長而發散的電弧表面填充的目的，以滿足該類大角度的焊接坡口對焊接質量的要求。步驟903、控制焊槍不開弧，且在跟蹤傳感器的導向下沿焊接坡口驗證焊接角度是否正確，若是，則控制焊槍開弧，且根據驗證後的焊接角度沿焊接坡口的焊接軌跡進行焊接。先控制焊槍4不開弧，且在跟蹤傳感器5的導向下沿焊接坡口的焊接軌跡驗證預設的焊槍的前傾角α和偏置角β』符合焊接要求，若是，則控制焊槍4開弧，且根據驗證後的前傾角α和偏置角β』沿焊接坡口的焊接軌跡進行焊接，焊接後的焊縫7保證了其根部熔深和表面填充的焊接質量。具體地，在焊接過程中，本實施例雙絲焊接的焊接速度可為 1. 6m/min ；且在焊接時，可採用體積分數為99. 99%的氬氣(Ar)作為保護氣體，以保護電弧不暴露於空氣中，保護氣體的流量可為20 ML/min。進一步地，若在跟蹤傳感器5的導向下沿焊接坡口的焊接軌跡驗證預設的焊槍的前傾角α和偏置角β』不符合焊接的要求，則可重複執行步驟802，以反覆調節前傾角α 和偏置角β 』，並執行步驟803對進一步調節後的前傾角α和偏置角β 』進行驗證，直到滿足焊接要求；再控制焊槍4開弧以進行焊接。本實施例的雙絲焊接方法，通過根據坡口角度設置焊槍的焊接角度，焊槍包括第一焊絲和第二焊絲，且第一焊絲接通根部熔深電壓，且第二焊絲接通表面填充電壓，並且在驗證焊接角度正確後，控制焊槍開弧以進行焊接，克服了針對較大角度的焊接坡口採用單絲焊接方法而無法同時滿足焊接坡口其根部熔深和表面填充質量要求的技術缺陷，實現了能同時滿足焊接坡口其根部熔深和表面填充質量要求的目的。
實施例三圖10為本發明雙絲焊接系統的結構示意圖。如圖10所示，本實施例的雙絲焊接系統包括焊接機器人1001和供電裝置1002，其中，焊接機器人1001上設置有焊槍10011和跟蹤傳感器10012，該跟蹤傳感器10012 設置於焊槍10011上，且焊槍10011內設置有第一焊絲10013和第二焊絲10014，第一焊絲 10013接通根部熔深電壓，第二焊絲10014接通表面填充電壓；供電裝置1002包括包括第一電源模塊10021和第二電源模塊10022 ；焊接機器人1001用於根據坡口角度設置跟蹤傳感器10012的跟蹤角度範圍，該跟蹤角度範圍包括坡口角度，該坡口角度為上型材和下型材所搭接的焊接坡口的角度；根據坡口角度設置焊槍10011的焊接角度；控制焊槍10011不開弧，且在跟蹤傳感器10012的導向下沿焊接坡口驗證焊接角度是否正確，若是，則控制焊槍10011開弧，且根據驗證後的焊接角度沿焊接坡口的焊接軌跡進行焊接；供電裝置1002包括第一電源模塊10021和第二電源模塊10022 ；第一電源模塊 10021連接於第一焊絲10013，用於為第一焊絲10013提供根部熔深電壓；且第二電源模塊 10022連接於第二焊絲10014，用於為第二焊絲提供表面填充電壓。本實施例的雙絲焊接系統，通過焊接機器人根據坡口角度設置焊槍的焊接角度， 焊槍包括第一焊絲和第二焊絲，且第一焊絲接通根部熔深電壓，且第二焊絲接通表面填充電壓，並且在驗證焊接角度正確後，控制焊槍開弧以進行焊接，克服了針對較大角度的焊接坡口採用單絲焊接方法而無法同時滿足焊接坡口其根部熔深和表面填充質量要求的技術缺陷，實現了能同時滿足焊接坡口其根部熔深和表面填充質量要求的目的。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。
權利要求
1.一種雙絲焊接方法，其特徵在於，包括根據坡口角度設置跟蹤傳感器的跟蹤角度範圍，所述跟蹤角度範圍包括所述坡口角度，所述坡口角度為上型材和下型材所搭接的焊接坡口的角度；根據所述坡口角度設置焊槍的焊接角度，所述焊槍包括第一焊絲和第二焊絲，所述第一焊絲接通根部熔深電壓，且所述第二焊絲接通表面填充電壓；控制焊槍不開弧，且在所述跟蹤傳感器的導向下沿所述焊接坡口驗證所述焊接角度是否正確，若是，則控制焊槍開弧，且根據驗證後的焊接角度沿所述焊接坡口的焊接軌跡進行焊接。
2.根據權利要求1所述的雙絲焊接方法，其特徵在於，所述坡口角度為120 150度。
3.根據權利要求1所述的雙絲焊接方法，其特徵在於，所述根據所述坡口角度設置焊槍的焊接角度包括設置所述焊槍的中心線與投影線所形成的所述焊槍的前傾角，所述投影線為所述中心線在平面上的投影，所述平面分別垂直於所述上型材和下型材且過所述中心線；設置所述中心線與垂線所形成的所述焊槍的偏置角，所述垂線垂直於所述下型材。
4.根據權利要求3所述的雙絲焊接方法，其特徵在於，所述前傾角為15 18度。
5.根據權利要求3所述的雙絲焊接方法，其特徵在於，所述偏置角為35 40度。
6.一種雙絲焊接系統，其特徵在於，包括焊接機器人，所述焊接機器人上設置有焊槍和跟蹤傳感器，該跟蹤傳感器設置於焊槍上，所述焊槍內設置有第一焊絲和第二焊絲，所述第一焊絲接通根部熔深電壓，所述第二焊絲接通表面填充電壓；且所述焊接機器人用於根據坡口角度設置跟蹤傳感器的跟蹤角度範圍，所述跟蹤角度範圍包括所述坡口角度，所述坡口角度為上型材和下型材所搭接的焊接坡口的角度；根據所述坡口角度設置焊槍的焊接角度，所述焊槍包括第一焊絲和第二焊絲， 且所述第一焊絲接通根部熔深電壓，且所述第二焊絲接通表面填充電壓；控制焊槍不開弧， 且在所述跟蹤傳感器的導向下沿所述焊接坡口驗證所述焊接角度是否正確，若是，則控制焊槍開弧，且根據驗證後的焊接角度沿所述焊接坡口的焊接軌跡進行焊接；供電裝置，所述供電裝置包括第一電源模塊和第二電源模塊；所述第一電源模塊連接於所述第一焊絲，用於為所述第一焊絲提供根部熔深電壓，且所述第二電源模塊連接於所述第二焊絲，用於為所述第二焊絲提供表面填充電壓。
全文摘要
本發明提供一種雙絲焊接方法及其系統，其中雙絲焊接方法包括根據坡口角度設置跟蹤傳感器的跟蹤角度範圍，所述跟蹤角度範圍包括所述坡口角度，所述坡口角度為上型材和下型材所搭接的焊接坡口的角度；根據所述坡口角度設置焊槍的焊接角度，所述焊槍包括第一焊絲和第二焊絲，且所述第一焊絲接通根部熔深電壓，且所述第二焊絲接通表面填充電壓；控制焊槍不開弧，且在所述跟蹤傳感器的導向下沿所述焊接坡口驗證所述焊接角度是否正確，若是，則控制焊槍開弧，且根據驗證後的焊接角度沿所述焊接坡口的焊接軌跡進行焊接。本發明的技術方案，克服了現有技術中由於焊接坡口的坡口角度約為直角或銳角而不便於焊槍焊接等技術缺陷。
文檔編號B23K9/10GK102248259SQ20111017754
公開日2011年11月23日 申請日期2010年4月30日 優先權日2010年4月30日
發明者劉志平, 劉春寧, 王秀義, 胡文浩 申請人:唐山軌道客車有限責任公司