[发明专利]薄壳车体自动焊接装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接装置及方法，具体涉及一种薄壳车体自动焊接装置及方法，属于焊接技术领域。

背景技术

一些大型复杂薄壳车体通常采用高强钢制成，高强钢壳体结构普遍采用焊接装配，所以焊缝的性能就直接为大型壳体结构部件的焊后服役寿命问题提供了初始边界条件，其焊缝可靠性问题一直是困扰大型复杂薄壳车体制造的主要问题。

车体外部主焊缝是指车辆制造过程中，需要对车体外部焊缝进行满焊，目前已经实现对车外长直焊缝的自动焊接。而有些焊缝较为复杂，实现自动化相对困难，故而使用焊丝进行半自动气体保护焊接，部分位置仍采用不锈钢焊条手工焊接，以上两种焊接方法存在的弊端是对焊接工人的依赖程度较高，对操作工人的熟练程度要求较高，否则焊接的车体焊缝质量参差不齐，且外观一致性较差；使用焊条进行焊接容易造成焊条的浪费，不能充分应用。因此必须考虑提高车体自动焊覆盖率。

机器人自动化焊接具有填充效率高、可实现焊缝的自动跟踪和控制、焊接自动化程度高、对操作工人依赖性低、减轻对环境的污染、避免有害气体对人体的危害等人工焊接无可比拟的优势，对于复杂焊接结构的车体，焊接机器人不仅能够连续且稳定地进行复杂的焊接，而且还具备自动原点定位、焊缝自动跟踪、多层焊接补偿、自动摇摆及波动动作和外部轴协调联动控制等辅助功能。与人相比，机器人在焊缝与焊缝间移动速度高，焊接质量更加稳定且焊接速度快，产量将得到很大的提升，此外机器人焊接还可以通过加大电流、提高电压和加快焊接速度来进一步提高焊接生产率。因此如果将自动焊覆盖率提高，会对车体质量、外观有更大的提高。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可有效提高焊接质量和焊接速度并且可最大程度实现连续焊接的薄壳车体自动焊接装置及方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种薄壳车体自动焊接装置，其特征在于，包括：龙门架式焊接机器人，设置在前述龙门架式焊接机器人侧方的升降式头尾架式变位器，安装于前述升降式头尾架式变位器之间的翻转架，以及控制前述焊接机器人、变位器工作的控制机构；前述升降式头尾架式变位器采用液压升降机构进行升降，旋转范围为±185°；前述翻转架采用框架式结构，底部镂空。

前述的薄壳车体自动焊接装置，其特征在于，还包括：与前述龙门架式焊接机器人配合的送丝机。

前述的薄壳车体自动焊接装置，其特征在于，前述升降式头尾架式变位器的尾架的液压升降机构能够沿水平方向移动并且使工件前后倾斜15°。

一种薄壳车体自动焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）清理车体待焊部位的油污、铁锈及影响焊接质量的杂物；

（2）将待焊的车体吊放在升降式头尾架式变位器之间的翻转架上，定位后夹紧车体；

（3）打开焊接用富氩混合气体气源，前述混合气体含90%Ar、10%CO₂，调节气体流量待用；

（4）将焊丝安装到送丝机上，并送入龙门架式焊接机器人的焊枪中待用；

（5）按技术文件所示焊缝及位置，先对焊缝间隙大于1mm的焊缝进行封底焊，然后进行填充焊；

（6）旋转升降式头尾架式变位器，将车体顶部置于水平位置，对车体顶部焊缝进行焊接；

（7）旋转升降式头尾架式变位器，将车体左侧置于水平位置，对左下垂直甲板与底甲板焊缝进行焊接；

（8）旋转升降式头尾架式变位器，将车体底部置于水平位置，对车体底部焊缝进行焊接；

（9）旋转升降式头尾架式变位器，将车首抬起30°，对前下斜甲板与前下弧甲板焊缝、前下斜甲板与两侧垂直甲板焊缝进行焊接；

（10）旋转升降式头尾架式变位器，将车体右侧置于水平位置，对右下垂直甲板与底甲板焊缝进行焊接；

（11）旋转升降式头尾架式变位器，将车体尾部置于水平位置，对车体尾部焊缝进行焊接；

（12）龙门架式焊接机器人归零位，对焊缝自检和修磨，清理焊缝后将车体从翻转架上卸下。

前述的薄壳车体自动焊接方法，其特征在于，前述富氩混合气体气源的气体流量为15-25L/min。

前述的薄壳车体自动焊接方法，其特征在于，前述焊丝伸出焊枪的长度为10-20mm。

前述的薄壳车体自动焊接方法，其特征在于，在步骤（5）中，封底焊焊接工艺参数为：电流90-180A，电压19-30V，填充焊焊接工艺参数为：电流220-280A，电压26-36V。