簡介:點焊是一種高速、經(jīng)濟的連接方法,它適于制造可以采用搭接、接頭不要求氣密、厚度小于3mm的沖壓、軋制的薄板構(gòu)件。 點焊是把焊件在接頭處接觸面上的個別點焊接起來。 點焊要求金屬有較好的塑性。 鋁合金的點焊 鋁合金的應用十分廣泛,分為冷作強化和熱處理強……
點焊是一種高速、經(jīng)濟的連接方法,它適于制造可以采用搭接、接頭不要求氣密、厚度小于3mm的沖壓、軋制的薄板構(gòu)件。
點焊是把焊件在接頭處接觸面上的個別點焊接起來。
點焊要求金屬有較好的塑性。
鋁合金的點焊
鋁合金的應用十分廣泛,分為冷作強化和熱處理強化兩大類。鋁合金點焊的焊接性較差,尤其是熱處理強化的鋁合金。其原因及應采取的工藝措施如下:
。1)電導率和熱導率較高必須采用較大電流和較短時間,才能做到既有足夠的熱量形成熔核;又能減少表面過熱、避免電極粘附和電極銅離子向純鋁包復層擴散、降低接頭的抗腐蝕性。
。2)塑性溫度范圍窄、線膨脹系數(shù)大 必須采用較大的電極壓力,電極隨動性好,才能避免熔核凝固時,因過大的內(nèi)容拉應力而引起的裂紋。對裂紋傾向大的鋁合金,如LF6、LY12、LC4等,還必須采用加大鍛壓力的方法,使熔核凝固時有足夠的塑性變形、減少拉應力,以避免裂紋產(chǎn)生。在彎電極難以承受大的定鍛壓力時,也可以采用在焊接脈沖之后加緩冷脈沖的方法避免裂紋。對于大厚度的鋁合金可以兩種方法并用。
。3)表面易生成氧化膜,焊前必須嚴格清理,否則極易引起飛濺和熔核成形不良(撕開檢查時,熔核形狀不規(guī)則,凸臺和孔不呈圓形),使焊點強度降低。清理不均勻則將引起焊點強度不穩(wěn)定。
基于上述原因,點焊鋁合金應選用具有下列特性的焊機:
1)能在短時間內(nèi)提供大電流
2)電流波形最好有緩升緩降的特點
3)能精確控制工藝參數(shù),且不受電網(wǎng)電壓波動影響
4)能提供價形和馬鞍形電極壓力
5)機頭的慣性和摩擦力小,電極隨動性好。
當前國內(nèi)使用的多為300-600KVA的直流脈沖、三相低頻和次級整流焊機,個別的達到1000KVA,均具有上述特性。也有采用單相交流焊機的,但僅限于不重要工件。
點焊鋁合金的電極應采用1類電極合金,球形端面,以利于壓固熔核和散熱。
由于電流密度大和氧化膜的存在,鋁合金點焊時,很容易產(chǎn)生電極粘著。電極粘著不僅影響外觀質(zhì)量,還會因電流減小而降低接頭強度。為此需經(jīng)常修整電極。電極每修整依次后可焊工件的點數(shù)與焊接條件、被焊金屬型號、清理情況、有無電流波形調(diào)制,電極材料及其冷卻情況等因素有關(guān)。通常點焊純鋁為5-10點,點焊LF6,LY12時為25-30點。
防透鋁LF21強度低,延性后,有較好的焊接性,不產(chǎn)生裂紋,通常采用固定不變電極壓力。硬鋁(如LY11、LY12),超硬鋁(如LC4、LC5)強度高、延性差,極易產(chǎn)生裂紋,必須采價形曲線的壓力。但對于薄件,采用大的焊接壓力或具有緩冷脈沖的雙脈沖加熱,裂紋也不是不可避免的。
采用價形壓力時,鍛壓力滯后于斷電的時刻十分重要,通常是0-2周。鍛壓力加得過早(斷電前),等于增大了焊接壓力,將影響加熱,導致焊點強度降低和波動。鍛壓力加得過遲,則熔核冷卻結(jié)晶時已經(jīng)形成裂紋,加鍛壓力已無濟于事。有時也需要提前于斷電時刻施加鍛壓力,這是因為電磁氣閥動作延遲,或氣路不暢通造成鍛壓力提高緩慢,不提前施加不足以防止裂紋的緣故。
2、點焊機器人系統(tǒng)
(1)機器人本體
(2)伺服/氣動點焊鉗
(3)電極修磨器
(4)管線包
(5)焊鉗控制電纜
(6)水氣單元
(7)焊鉗冷水管
(8)焊鉗回水管
(9)點焊控制器冷水管(空冷不需要)
(10)冷水機
(11)點焊控制器
(12)機器人變壓器
(13)焊接電纜
(14)機器人控制器
(15)焊接控制器通訊線纜
(16) (17) (18)機器人線纜
(19)伺服編碼器線纜
(20)機器人示教器
(21)冷卻水開關(guān)
(22)供電電源
根據(jù)白車身點焊焊鉗負載及臂展的統(tǒng)計,一般要求選擇的機器人負載在180KG以上,臂展在2.5M以上就能滿足大部分點焊工位的要求,如果有換槍盤或內(nèi)置管線包,則負載相應加大20KG。
焊接控制器分為工頻和中頻兩種,焊接控制器有以下功能:
1、通過初級和次級閉環(huán)實現(xiàn)電流的精確控制,控制精度超越普通的同類產(chǎn)品,可有效避免焊點虛焊、焊穿等缺陷。
2、焊點計數(shù)器功能,有效防止漏焊,并可自動進行電極修磨及電極壽命維護,保證焊點直徑。
3、獨立監(jiān)控焊核成長,并獨立補償實際焊核與要求焊核的變化。
4、確保每個焊點直徑。
5、自動補償焊接擾動。
6、焊接過程中焊接時間和電流自適應變化。
7、在線儲存測量數(shù)據(jù)及曲線。
中頻焊接控制器變壓器更小更輕,能提供持續(xù)高能量,電流調(diào)整更快更精確,可應用于:鍍鋅板、高強度鋼板、鋁合金板、3層板焊接及大喉寬焊鉗。
擁有緊湊的脈沖形式,沒有感應損耗,小于1毫秒的調(diào)整,沒有電流峰值,沒有多余的冷卻時間,從而提供更高的能量,減少電極的熱量和機械壓力。中頻相較于工頻電極壽命增加30 – 50%并提供20 – 32 % 的節(jié)能。
此外,中頻焊接控制器還有以下特點:焊接參數(shù)的精確調(diào)整(動態(tài)調(diào)整和自適應的調(diào)整);沒有材料過熱(較少的飛濺)。
點焊鉗:用于實現(xiàn)對焊接的工件(板材)的加壓。機器人使用的焊鉗通常是變壓器與鉗體安裝在一起,成為一個整體,稱為“一體式焊鉗”。在實際應用中,需要根據(jù)打點位置的特殊性,對焊鉗鉗體須做特殊的設計,只有這樣才能確保焊鉗到達焊點位置。
機器人點焊鉗必須與點焊工件所要求的焊接規(guī)范相適應,基本原則是:
1、根據(jù)工件的材質(zhì)和板厚,確定焊鉗電極的最大短路電流和最大加壓力;
2、根據(jù)工件的形狀和焊點在工件上的位置,確定焊鉗鉗體的喉深、喉寬、電極握桿、最大行程、工作行程等;
3、綜合工件上所有焊點的位置分布情況,確定選擇何種焊鉗,通常有四種焊鉗比較普遍,即:C型單行程焊鉗、C型雙行程焊鉗、X型單行程焊鉗、X型雙行程焊鉗;
4、在滿足以上條件的情況下,盡可能地減小焊鉗的重量。
伺服焊鉗相較氣動焊鉗的優(yōu)勢:
1、機器人與焊鉗同步協(xié)調(diào)運動,大大提高生產(chǎn)節(jié)拍
2、焊接中壓力與熱量同步增長,更可靠保證焊點質(zhì)量
3、擴展工藝過程控制
4、增強診斷及監(jiān)控
5、簡化焊鉗設計,提高柔性
6、降低維修率,提高運行時間
7、減少生產(chǎn)成本(耗氣,備件)
8、一個焊接循環(huán)后自動調(diào)整電極帽零位
9、換槍后檢查/調(diào)整焊鉗,在斷開伺服控制時焊鉗臂位移后可進行修正焊鉗零位
減少生產(chǎn)節(jié)拍體現(xiàn)在:
1、使焊點間及障礙物的跳轉(zhuǎn)路徑最小化。
2、可隨意縮短電極開口減小關(guān)閉焊鉗時間。
3、焊接開始信號發(fā)出后可更快更好的控制加壓。
4、焊接完成信號發(fā)出后可更快打開焊鉗。
5、更快的更改焊接壓力。
6、減小電極更換及修磨時間。
7、換槍、電極修磨及更換后快速標定。
提高焊接質(zhì)量體現(xiàn)在:
1、軟接觸可實現(xiàn)極少的產(chǎn)品沖擊
2、高精確度的可重復性加壓
3、焊接中精確恒壓控制
4、更穩(wěn)定的電極管理及控制
增強診斷及監(jiān)控體現(xiàn)在:
1、壓力監(jiān)控,防止壓痕過深、焊點裂紋現(xiàn)象
2、電極帽診斷,監(jiān)控電極磨損
3、電極修磨器狀況
4、多層板的聯(lián)結(jié)狀態(tài)
5、換槍及急停后的位置診斷
簡化焊鉗設計,提高柔性:
1、焊接壓力范圍增大
2、無大開口及小開口限制,優(yōu)化焊鉗臂定位
3、不同工作站利用同一個焊鉗設計,減少數(shù)量
4、電機集成化,減小焊鉗質(zhì)量
5、其高柔性便于在項目前期確定焊鉗設計
降低維修率,提高運行時間體現(xiàn)在:
1、更容易進行錯誤追蹤
2.診斷及預防性保養(yǎng)
3、減少備件數(shù)量
4、排除平衡問題
減少生產(chǎn)成本體現(xiàn)在:
1、耗氣量
2、電機帽消耗
3、電機桿消耗
4、維修費用
5、易于編程
電極修磨器:
通常在點焊生產(chǎn)時,電極上通過的電流密度很大,再加上同時作用的比較大的加壓力,電極極易失去其原有的形狀,這樣對焊核的大小就不能很好的控制;同時由于電極的導電面的氧化造成導電能力下降,點焊時通電電流值就不能得到很好的保證。為了消除這些不利因素對焊接質(zhì)量的影響,必須使用電極修磨機定期對電極進行修磨。
管線包:
機器人管線包主要是用于連接機器人終端執(zhí)行器(換槍盤,焊鉗等)應用而開發(fā)的一套線束系統(tǒng);該線束具備以下幾種特點:
1、滿足設備的應用功能
2、具有較好的使用壽命
3、盡量不限制機器人的工作范圍
4、便于安裝和維修
文章來源,
工業(yè)機器人維修官網(wǎng):www.sxjktj.cn