一種電弧焊接方法及其專用自動焊接機的製作方法

2023-10-16 18:25:54

專利名稱：一種電弧焊接方法及其專用自動焊接機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電弧焊接方法及其專用自動焊接機，屬於電弧焊接技術領域，特別適用於汽車零部件的焊接。
背景技術：
在設備零部件的精密製造中，傳統的方法大量採用的是模鑄、或鍛造、或衝壓等，進而進行金屬機械切削加工，這類方法能保證產品質量，但工藝複雜，效率低，材料浪費較大，綜合成本高。針對所述問題，現有一種用電弧焊接方法來製造產品零部件，但對於焊接質量要求高的零部件，例如汽車作業系統中的變速箱撥叉等，現有電弧焊接方法未能很好解決產品質量和生產效率問題。例如存在加工質量穩定性差、焊跡表面不平整、不能控制被加工零件熱變形、特別是焊跡兩端常出現裂紋、工效低、勞動強度高等缺點。現有的電弧焊接通常是人工，未能解決上述問題，自動或半自動焊接設備對焊接過程不能分段很好地有效控制，因而也未能很好地解決上述問題。

發明內容
本發明的一個目的是克服現有方法的缺點，提供一種電弧焊接方法，對焊接過程分階段進行有效控制，從而實現產品質量穩定的目的。
本發明的另一個目的是克服現有焊接設備的缺點，提供一種實施所述電弧焊接方法的專用自動焊接機。該自動焊接機是基於氬弧焊技術而開發的一種高效自動焊接專用設備。它是根據被加工零件的焊接技術要求進行軟體編程，實現平面軌跡焊接的全過程自動化控制，包括被加工零件自動調位、焊針自動定位、自動起弧、自動填絲、自動移焊、自動收弧及端點焊包的處理。提供本發明專用自動焊接機是為實現焊接加工質量穩定性高、焊跡表面平整均勻、被加工零件熱變形可控性好、工效高、勞動強度低、降低生產成本的目的。
本發明的一種電弧焊接方法的技術方案是一種電弧焊接方法，它包括下述步驟a、送氣輸送保護氣體；b、起弧預熱用電弧對被加工零件的焊口預熱；c、起始快速填絲被加工零件在未移動時，對起始焊口在電弧加熱條件下快速填充焊絲；d、勻速移焊被加工零件在前進方向保持相對焊絲作勻速移動；e、終點快速填絲被加工零件在移動到接近焊口終點時，進行快速填充焊絲；f、收弧使焊絲離開被加工零件，避免產生電弧；g、停氣停止輸送保護氣體。
在上述本發明的一種電弧焊接方法的基礎上，具有附加技術特徵的更進一步的技術方案是所述的電弧焊接方法，其保護氣體選自氬氣，起弧預熱時間為0.5秒～1.5秒。
所述的電弧焊接方法，其起始快速填絲的填絲速度為5～20毫米/秒。
所述的電弧焊接方法，其勻速移焊的移動速度為1～8毫米/秒。
所述的電弧焊接方法，其所述的終點快速填絲的填絲速度為5～20毫米/秒。
本發明為的實施所述電弧焊接方法的專用自動焊接機的技術方案是所述的一種實施前述電弧焊接方法的專用自動焊接機，它有一個機架，其上安裝的部件包括一個電控櫃，該電控櫃包括一個漢字顯示器，一個能編程的控制單元，還有電機驅動接口及弧焊機的起弧、收弧控制接口；一個被加工零件平面運動執行機構，用於使被加工零件相對焊絲進行平面移動；具有相垂直的X軸向的導軌和Y軸向的導軌；一個升降機構，是焊槍升降機構，用於使焊絲相對被加工零件作上下移動；
一個送絲機構，用於控制焊絲的填絲速度；還連接一個弧焊機，所述連接是直接安裝在機架上或放置在機架外，其輸出導電線及輸氣管與升降機構上的焊槍連接。
在上述本發明的一種實施所述電弧焊接方法的專用自動焊接機技術方案的基礎上，具有附加技術特徵的更進一步的技術方案是所述的專用自動焊接機，其被加工零件平面運動執行機構有一個安放被加工零件的臺面，其下面的運動執行機構包括一個X軸向的電機和與其相連接的X軸向的絲杆及X軸向的傳動齒輪；一個Y軸向的電機和與其相連接的Y軸向的絲杆及Y軸向的傳動齒輪；兩個X軸向的導軌，兩個Y軸向的導軌；所述的X軸向的電機和Y軸向的電機均為步進電機。
所述的專用自動焊接機，其升降機構為焊槍的升降機構，用於實現焊槍與焊縫的對接及上、下分離，便於被加工零件的裝夾；它包括一個升降機構支撐板，其上固定一個升降電機，與該升降電機相連接的是升降傳動輪；升降連杆的一端與升降傳動輪活連動連接，另一端與送絲機構支撐板活動連接。
所述的專用自動焊接機，其送絲機構通過送絲機構支撐板與升降機構的升降導軌滑動配合連接，用於在電控櫃的控制下與被加工零件平面運動執行機構協同運動；它包括一個送絲架，其上安裝一個送絲導管；送絲電機固定在送絲機構支撐板上。
所述的專用自動焊接機，其弧焊機選自於由IGBT功率器件控制的標準高頻直流氬弧焊機。
本發明的一種電弧焊接方法及其專用自動焊接機技術效果顯著，實現了平面軌跡焊接的全過程自動化控制，包括被加工零件自動調位、焊針自動定位、自動起弧、自動填絲、自動移焊、自動收弧及端點焊包的處理；特別是實現了以不同速度或不同方向輸送焊絲，實現自動填絲及自動抽絲，有效避免焊跡兩端出現裂紋；該自動焊接機具有焊接加工質量穩定性高、焊跡表面平整均勻、被加工零件熱變形可控性好、工效高、勞動強度低、降低生產成本的優點。


圖1是本發明一種電弧焊接方法的工藝步驟方框圖；圖2是實施本發明電弧焊接方法的專用自動焊接機的總體結構示意圖；圖3是被加工零件平面運動執行機構外部結構示意圖；圖4是圖3所述的被加工零件平面運動執行機構內部結構圖；圖5是升降機構及送絲機構結構圖；圖6是圖5的A向視圖。
圖中各圖號的所對應的零、部件名稱是1-電控櫃，2-被加工零件平面運動執行機構，3-升降機構，4-送絲機構，5-弧焊機，6-機架，7-X軸向的電機，8-Y軸向的電機，9-X軸向的絲杆，10-Y軸向的絲杆，11-X軸向的導軌，12-Y軸向的導軌，13-X軸向的傳動齒輪，14-Y軸向的傳動齒輪，15-升降電機，16-送絲電機，17-升降導軌，18-送絲機構支撐板，19-升降機構支撐板，20-升降連杆，21-升降傳動輪，22-送絲導管，23-送絲架。
具體實施例方式
結合附圖和實施例對本發明作進一步說明如下一、如圖1所示，本發明的一種電弧焊接方法的實施例如下實施例1、所述的一種電弧焊接方法，它的步驟如下a、送氣輸送保護氣體選自氬氣；b、起弧預熱用電弧對被加工零件的焊口預熱，預熱時間為0.5秒～1.5秒，本實施例為0.8秒；c、起始快速填絲被加工零件在未移動時，對起始焊口在電弧加熱條件下快速填充焊絲，填絲速度為5～20毫米/秒，本實施例為10毫米/秒；d、勻速移焊被加工零件在前進方向保持相對焊絲作勻速移動，移動速度為1～8毫米/秒，本實施例為4毫米/秒；e、終點快速填絲被加工零件在移動到接近焊口終點時，進行快速填充焊絲，填絲速度為5～20毫米/秒，本實施例為12毫米/秒；f、收弧使焊絲離開被加工零件，避免產生電弧；g、停氣停止輸送保護氣體。
實施例2、與上述實施例不同的是起弧預熱時間為1.5秒，起始快速填絲的填絲速度為20毫米/秒，勻速移焊的移動速度為1毫米/秒，終點快速填絲的填絲速度為5毫米/秒。
實施例3、與上述實施例不同的是起弧預熱時間為0.5秒，起始快速填絲的填絲速度為5毫米/秒，勻速移焊的移動速度為8毫米/秒，終點快速填絲的填絲速度為20毫米/秒。
二、如圖2、3、4、5、6所示，是本發明的實施前述一種電弧焊接方法的專用自動焊接機的實施例以焊接加工BS15變速箱撥叉為例，實施前述一種電弧焊接方法的專用自動焊接機，它有一個機架6，其上安裝的部件為一個電控櫃1，該電控櫃1有一個漢字顯示器(選自於128X64點陣帶背光液晶顯示器)，一個能編程的控制單元，鍵盤輸入，手動啟動按鍵，一個腳踏啟動開關；還有電機驅動接口及弧焊機5的起弧、收弧控制接口，具體說，共有四路步進電機驅動接口，一路氬弧焊機起、收弧控制接口，自控系統AC220V，120W，分路控制兩路42BYG步進電機及兩路減速電機；一個被加工零件平面運動執行機構2，用於使被加工零件相對焊絲進行平面移動；具有相垂直的X軸向的導軌11和Y軸向的導軌12；一個升降機構3，是焊槍升降機構，用於使焊絲相對被加工零件作上下移動；一個送絲機構4，用於控制焊絲的填絲速度；還連接一個弧焊機5，所述連接是直接安裝在機架6上，其輸出導電線及輸氣管與升降機構3上的焊槍連接(弧焊機5放置在機架6的近旁是另一種實施例)；被加工零件平面運動執行機構2有一個安放被加工零件的臺面(其臺面尺寸及運動行程根據被加工零件的焊接技術要求而確定；檯面上有夾具，該夾具根據被加工零件的焊接技術要求而專門製作)，臺面其下面的運動執行機構有一個X軸向的電機7和與其相連接的X軸向的絲杆9(為滾珠絲杆)及X軸向的傳動齒輪13；一個Y軸向的電機8和與其相連接的Y軸向的絲杆10(為滾珠絲杆)及Y軸向的傳動齒輪14；兩個X軸向的導軌11，兩個Y軸向的導軌12；所述的X軸向的電機7和Y軸向的電機8均為步進電機；所述的升降機構3為焊槍的升降機構，用於實現焊槍與焊縫的對接及上、下分離，便於被加工零件的裝夾；它有一個升降機構支撐板19，其上固定一個升降電機15，與該升降電機相連接的是升降傳動輪21；升降連杆20的一端與升降傳動輪21活連動連接，另一端與送絲機構支撐板18活動連接；送絲機構4通過送絲機構支撐板18與升降機構3的升降導軌17滑動配合連接，用於在電控櫃1的控制下與被加工零件平面運動執行機構2協同運動；它有一個送絲架23，其上安裝一個送絲導管22；送絲電機16固定在送絲機構支撐板18上，其目的是實現以不同速度或不同方向輸送焊絲(焊絲直徑1.8MM)，實現自動填絲及自動抽絲，有效避免焊跡兩端出現裂紋；弧焊機5選自於由IGBT功率器件控制的標準高頻直流氬弧焊機，AC 220V，6KW。
權利要求
1.一種電弧焊接方法，其特徵在於，它包括下述步驟a、送氣輸送保護氣體；b、起弧預熱用電弧對被加工零件的焊口預熱；c、起始快速填絲被加工零件在未移動時，對起始焊口在電弧加熱條件下快速填充焊絲；d、勻速移焊被加工零件在前進方向保持相對焊絲作勻速移動；e、終點快速填絲被加工零件在移動到接近焊口終點時，進行快速填充焊絲；f、收弧使焊絲離開被加工零件，避免產生電弧；g、停氣停止輸送保護氣體。
2.按照權利要求1所述的電弧焊接方法，其特徵在於，所述的保護氣體選自氬氣，起弧預熱時間為0.5秒～1.5秒。
3.按照權利要求1所述的電弧焊接方法，其特徵在於，所述的起始快速填絲的填絲速度為5～20毫米/秒。
4.按照權利要求1所述的電弧焊接方法，其特徵在於，所述的勻速移焊的移動速度為1～8毫米/秒。
5.按照權利要求1所述的電弧焊接方法，其特徵在於，所述的終點快速填絲的填絲速度為5～20毫米/秒。
6.一種實施權利要求1所述的電弧焊接方法的專用自動焊接機，其特徵在於，它有一個機架(6)，其上安裝的部件包括一個電控櫃(1)，該電控櫃包括一個漢字顯示器，一個能編程的控制單元，還有電機驅動接口及弧焊機(5)的起弧、收弧控制接口；一個被加工零件平面運動執行機構(2)，用於使被加工零件相對焊絲進行平面移動；具有相垂直的X軸向的導軌(11)和Y軸向的導軌(12)；一個升降機構(3)，是焊槍升降機構，用於使焊絲相對被加工零件作上下移動；一個送絲機構(4)，用於控制焊絲的填絲速度；還連接一個弧焊機(5)，所述連接是直接安裝在機架(6)上或放置在機架(6)外，其輸出導電線及輸氣管與升降機構(3)上的焊槍連接。
7.按照權利要求6所述的專用自動焊接機，其特徵在於，所述的被加工零件平面運動執行機構(2)有一個安放被加工零件的臺面，其下面的運動執行機構包括一個X軸向的電機(7)和與其相連接的X軸向的絲杆(9)及X軸向的傳動齒輪(13)；一個Y軸向的電機(8)和與其相連接的Y軸向的絲杆(10)及Y軸向的傳動齒輪(14)；兩個X軸向的導軌(11)，兩個Y軸向的導軌(12)；所述的X軸向的電機(7)和Y軸向的電機(8)均為步進電機。
8.按照權利要求6所述的專用自動焊接機，其特徵在於，所述的升降機構(3)，為焊槍的升降機構，用於實現焊槍與焊縫的對接及上、下分離，便於被加工零件的裝夾；它包括一個升降機構支撐板(19)，其上固定一個升降電機(15)，與該升降電機相連接的是升降傳動輪(21)；升降連杆(20)的一端與升降傳動輪(21)活連動連接，另一端與送絲機構支撐板(18)活動連接。
9.按照權利要求6所述的專用自動焊接機，其特徵在於，所述的送絲機構(4)通過送絲機構支撐板(18)與升降機構(3)的升降導軌(17)滑動配合連接，用於在電控櫃(1)的控制下與被加工零件平面運動執行機構(2)協同運動；它包括一個送絲架(23)，其上安裝一個送絲導管(22)；送絲電機(16)固定在送絲機構支撐板(18)上。
10.按照權利要求6所述的專用自動焊接機，其特徵在於，所述的弧焊機(5)選自於由IGBT功率器件控制的標準高頻直流氬弧焊機。
全文摘要
本發明涉及一種電弧焊接方法及其專用自動焊接機，屬於電弧焊接技術領域，特別適用於汽車零部件的焊接。所述電弧焊接方法，它包括下述步驟a.送氣；b.起弧預熱；c.起始快速填絲；d.勻速移焊；e.終點快速填絲；f.收弧；g.停氣。實施所述電弧焊接方法的一種專用自動焊接機，它有一個機架，其上安裝的部件包括一個電控櫃；一個被加工零件平面運動執行機構；一個升降機構；一個送絲機構；還連接一個弧焊機。本發明的優點是實現了平面軌跡焊接的全過程自動化控制，焊接加工質量穩定性高、焊跡表面平整均勻、被加工零件熱變形可控性好、工效高、勞動強度低、降低生產成本。
文檔編號B23K9/095GK101041199SQ20071005206
公開日2007年9月26日 申請日期2007年4月29日 優先權日2007年4月29日
發明者付暢, 李創 申請人:武漢長江融達電子有限公司