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乐鱼体育网站-焊接机械手在机车构架生产中的工艺研究
时间:2023-11-19

摘要:机车构架作为机车转向架装备安装的钢布局骨架,其首要承受机车上部重量、传递机车运行中的机车牵引力和各类振动,构架质量直接决议机车运行是不是平安、靠得住。机械手焊接方式具有取得高且不变的产物质量、美不雅的焊缝成形,高效等长处,其正在机车产物焊接中代替传统的手工焊接方式。本文首要介绍焊接机械手在机车构架框架出产中的焊接工艺研究和现实应用环境,为推行到其他机车构架焊接出产供给鉴戒。

1.概述

焊接机械人在焊接主动化出产中据有主要的位置,该方式在西方进步前辈国度焊接范畴中的利用日益成熟。按照我国工业“2025”方针,机车车辆行业中正由手工半主动焊接向焊接智能制造转化,焊接机械人是钢布局产物焊接智能制造的首要履行装备之一。焊接机械手作为焊接机械人的首要装备,其在产物焊接质量不变性、效力、焊缝外不雅等方面年夜年夜优在人工焊接,同时采取机械手焊接其出产周期相对固定和劳动强度小,可以24h不断罢工作,是制造行业人工智能成长标的目的的必备装备。

在机车车辆制造行业中,机车底架和构架框架的单梁部件虽引入机械手焊接已二十余年,斟酌机车转向架构架框架(本文简称构架,下同)布局的复杂性、工艺性和主要性,只有少数制造单元正在研究构架的机械手焊接工艺。机械手焊接工艺在我公司的机车底架和构架的单梁部件中也已成功利用多年,公司具有成熟的机械手焊接经验。本文重点介绍我公司在一种机车构架焊接出产中进行的焊接机械手方面的工艺研究和利用环境,以期为后续焊接机械人在机车构架中的工艺推行供给具有价值的鉴戒。

2.机车构架的布局和焊接工艺性阐发

(1)机车构架(见图1)按EN15085系统设计,由摆布侧梁、横梁和前、后端梁等箱型梁构成“日”字形框架。构架焊缝别离以“X”、”Y”轴对称散布,位在各梁之间的毗连处:首要是V形坡口对接、对接加角接组成的复合T型接头;焊缝数目多且长度在200~500mm规模;位置在空间位置;按EN15085系统划定,焊缝质量品级均为CPB,焊接质量要求高,要求焊后经由过程UT超声波探伤+MT磁粉探伤+VT外不雅查抄。

(2)构架材质为我国机车行业普遍采取的的16M乐鱼体育下载官网nDR低合金高强度钢,该钢碳当量Ceq低在0.4%,焊接性好。钢板厚度规模在8~20mm,其焊接工艺需采取多层多道进行焊接。

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图1 构架布局

(3)构架焊接工序内容 起首,构架侧梁上下盖板与中心横梁上下盖板、前、后端梁下盖板的对接焊缝。其次,构架侧梁与前后端梁的单边Y形+角焊缝。最后,构架侧梁与各横梁立板间的单边Y形+角焊缝。

(4)接头统计 按照构架产物焊缝布局情势和接头统计,构架需进行6项焊接工作试件,如表1所示。

表1 构架框架机械手焊接工作试件统计明细

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3.焊接工艺

(1)装备选型斟酌:①构架焊缝对称散布。②构架年夜部门焊缝施焊空间受限,焊枪的可达性要求高。③焊缝截面均为带坡口的V型对接焊缝和单Y型角焊缝,机械手摆动中焊丝尖端电弧电流/电压波动较着。④存在构架组装的尺寸和位置误差和双丝焊枪两丝的分歧步问题。我们决议采取:带电弧跟踪体例(而不克不及采取常见的激光或其他附加的跟踪系统)+单丝加长焊枪的公司正在利用的IGM双枪滑轨式焊接机械手RT1330S能知足要求。该焊接机械手装备需经由过程摹拟工作试件焊接后方能实行焊接工作。

(2)构架机械手焊接前的工艺质量要求 ①严酷节制构架框架单梁尺寸和形位公役知足图纸要求。②组装后要求对接焊缝间隙节制在3±1 mm、T型角焊缝间隙节制在0-2mm。③组装后各焊缝位置坐标相对基准点的误差在2mm之内。④为消弭组装误差给机械手打底焊接时带来的问题,确保根部焊接质乐鱼体育手机版量,对所有焊缝进行采取人工MAG(135)体例打底焊,打底层厚度不跨越3mm。

(3)焊工天资要求 焊工均需在获得响应的ISO9606-1和EN1418天资判定,同时经由过程焊接摹拟工作试件后上岗。

(4)焊接工艺评定和实验 为包管机械手焊接质量,我们经由过程工作试件进行工艺评定以肯定机械手焊接参数。

第一,工作流程:按ISO 15614-1要求,需对机械手焊接工艺进行评定,首要工艺流程为:焊接接头统计→肯定工艺评定项目→下达工艺评定试板→编制预焊接规程(PWPS)→机械手焊接并记实及时数据→试件外不雅查抄(100%VT)→无损检测探伤(100%MT+100%UT(对接焊缝))→进行粉碎性实验(金相+拉伸+正反曲折实验)→正式的焊接工艺规程(WPS)

第二,焊接工艺规范(WPS) 颠末焊接工艺评定,我们肯定以下焊接工艺规范(WPS)。起首,对接焊缝:焊接位置PA,焊道安插为3层5道,焊接参数如表2所示。

表2:对接焊缝,PA焊接位置的工艺参数

焊层焊接方式焊材规格/mm功率(%)电流种类/极性弧长批改摆幅/mm脉冲焊接速度/cm·min-12135φ1.245~55DC(+)-5~02~4是30~403-4135φ1.245~55DC(+)-5~06~10是20~305135φ1.240~50DC(+)-5~014~18是15~25

其次,T型单Y+角焊缝:焊接位置PC,焊道安插为3层7道,焊接参数如表3所示。

表3 T型单Y+角焊缝,PC焊接位置的工艺参数

焊层焊接方式焊材规格功率(%)电流种类/极性弧长批改摆幅/mm脉冲焊接速度/cm·min-12135φ1.245~55DC(+)-5~02~5是30~403-4135φ1.245~55DC(+)-5~00~2是30~405135φ1.235~45DC(+)-5~00~2是30~406135φ1.235~45DC(+)-5~00~2否30~407135φ1.230~40DC(+)-5~00~2否35~45

最后,角焊缝:焊接位置PC,焊道安插为2层4道,焊接参数如表4所示。

表4 角焊缝,PC焊接位置的工艺参数

焊层焊接方式焊材规格功率(%)电流种类/极性弧长批改摆幅/mm脉冲焊接速度/cm·min-11-2135φ1.235~45DC(+)-5~00~2是37~423-4135φ1.230~40DC(+)-5~00~2否25~35

第三,为进一步验证产物什物焊接质量和机械手焊枪操作的可达性,我们进行了什物摹拟实验。因为构架整体焊缝安插为对称布局,什物模采取半边构架进行,对构架上的局部可能影响机械手可达性的产物附件采取钢板取代摹拟,如图2所示。

图2 什物摹拟试件

按照以上工艺参数编制焊接工艺文件焊接,焊后对摹拟试件焊缝按图纸要求进行无损检测(NDT)并进行剖解取样(同种类型焊缝每种两段),并进行金相和HV10硬度实验,成果知足要求。第四,摹拟实验后,发现各横梁立板与侧梁翼板、立板之间三联焊缝拐角处,因为转角太小,机械手没法进行持续焊接,我们该处焊缝采取胎下人工进行焊接处置。

4.构架机械手焊接的编程

构架机械手焊接的编程采取示教模式进行。

(1)公道操纵寻踪定位系统,对焊缝的起弧位置进行有用确认,如图3所示,经由过程对三个标的目的进行反复定位,从头定位焊接起弧点

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图3 寻踪定位活动轨迹

(2)公道操纵机械手外部轴与内部轴之间的结合协动,焊做到双枪对称施焊,如图4所示,在包管产物质量的条件下统筹出产效力,初次填充层焊接单层落后行翻面临称接,其他填充层按每次焊接2层进行。

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图4 构架整体焊接挨次

(3)因为构架上对接焊缝设计采取了引熄弧板,对接焊缝按正常焊接步进行焊接,其余毗连焊缝均需采取回焊处置,下降焊接接头缺点。

5.利用环境

我们在完成机车构架的机械手焊乐鱼体育app接工艺评定实验和什物摹拟实验后,编制了该车型的焊接参数和规范,在经由过程首台构架疲惫实验验证落后行了该型机车构架的小批量出产,该批构架已投入机车运行,用户无质量问题反馈,申明机械手焊接工艺利用在构架的焊接出产是可行的。截止今朝为止,我公司在近似的国内内燃、电力机车的转向架构架产物中,共实现了11种分歧车型构架的机械手焊接出产。

6.结语

我们选择具有典型代表的一种机车构架进行机械手焊接工艺评定实验和什物摹拟实验,经由过程实验取得了公道的焊接参数和规范。厥后进行首台验证和小批量出产,注解焊接机械手能知足机车构架的焊接出产,工艺靠得住,为后期近似的布局进行机械手焊接工艺的编制和实行供给了可鉴戒的贵重经验,同时也为后期机车构架实现智能制造进行必然的摸索。

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