[发明专利]正交异性板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用机器人焊接正交异性板U形肋角焊缝的焊接方法，尤其是一种钢桥制造中桥面板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊方法，属于大型钢构部件焊接技术领域。

背景技术

由于正交异性板结构钢桥的桥体重量相对较轻，因此在大跨度钢桥上得到普遍应用。正交异性板的纵向加劲肋制造通常采用板肋、T形肋或U形肋，而U形肋更是以焊缝少、变形小、重量轻以及更高的抗弯曲和扭曲性能等优点成为众多设计的首选。然而，U形肋角焊缝对疲劳性能非常敏感，在钢桥服役期间容易产生疲劳裂纹，因此生产出质量稳定的U形肋角焊缝显得尤为重要。目前U形肋角焊缝普遍采用气体保护焊手工方法或配角焊缝跟踪器方法船位两道焊接，即第一道打底焊，第二道盖面，生产效率较低，而且受人为因素影响，U形肋角焊缝质量有一定波动，焊缝熔透深度不稳定，外观成型也很难保持一致性。

发明内容

为了有效保证U形肋角焊缝的焊接质量稳定性，提高生产效率，本发明公开一种正交异性板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊方法，对现有技术进行补充和改进。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：正交异性板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊方法，包括如下步骤：

A、U形肋坡口加工、压型、桥面板下料，组装成U形肋板单元；

B、将U形肋板单元水平放在反变形翻转胎架上，调整U形肋板单元位置，使其中心线与翻转胎架中心线重合；

C、卡固U形肋板单元并进行反变形，调整反变形胎架翻转角度，使待焊U形肋处于水平位置，并用角度尺检测；

D、将焊接程序和焊接规范参数输入机器人自动化焊接系统，使机器人悬臂上的两支焊接手分别对U形肋两侧角焊缝同时进行平位单道焊接。

所述正交异性板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊方法，步骤A所述U形肋坡口加工、压型、桥面板下料包括将U形肋用钢板擀平后按照U形肋展开宽度和长度并预留一定加工量的尺寸进行下料，钢板两侧铣边并加工角焊缝坡口，然后将钢板在压型机上进行压型成为U形肋；将桥面板用钢板擀平后下料。

所述正交异性板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊方法，步骤A所述组装U形肋板单元包括U形肋组装前，将待焊接区域及两侧待焊接范围内的氧化皮、铁锈、油污、水分等焊接有害物清除干净；在桥面板上画U形肋组装定位线，进行U形肋组装，并进行机器人定位焊，组成U形肋板单元；对定位焊缝打磨。

所述正交异性板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊方法，步骤A的U形肋坡口加工和组装工艺参数为：U形肋坡口钝边P=2.7mm，坡口角度α=54°。

所述正交异性板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊方法，步骤A的U形肋在平台上组装后，利用机器人焊接手在U形肋两侧同时进行定位焊，定位焊缝长度80mm，定位焊间距400mm，保证两个定位焊之间的组装间隙控制同样在0.5mm以内。

所述正交异性板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊方法，所述U形肋组装定位焊规范参数为：焊接电流260-280A、电弧电压29-31V、焊速55cm/min、焊枪水平夹角52°、前倾角10°、摆动幅度2mm、摆动频率180次/min、保护气体流量18-25L/min，定位焊缝尺寸6mm，打磨至5-5.5mm，且定位焊缝两端打磨出过渡斜坡。

所述正交异性板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊方法，步骤B所述的反变形翻转胎架架持在墩座上，压紧液压缸通过压紧爪将U形肋板单元压紧在翻转胎架上，实现反变形，翻转胎架的翻转由翻转液压缸控制。

所述正交异性板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊方法，步骤D的机器人焊接手在焊接过程中通过移动装置和设置在移动装置上的悬臂行走机构带动沿焊接方向行走，焊接过程中通过焊接手的摆动，感知焊接电流和电弧电压的变化，实现电弧跟踪功能。

所述正交异性板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊方法，步骤D所述U形肋角焊缝平位单道对称焊接规范参数为：焊接电流300-320A、电弧电压31-33V、焊速32cm/min、焊枪水平夹角53°、前倾角9°、摆动幅度2mm、摆动频率180次/min、保护气体流量18-25L/min。

本发明的有益效果是：

1、U形肋在平台上组装，组装精度高，能够保证U形肋与桥面板间隙在0.5mm以内。反变形翻转胎架通过液压控制，不仅能实现板单元反变形，还能翻转一定角度使待焊U形肋处于水平位置，驱动精确，操作方便。

2、机器人自动化焊接系统具有电弧跟踪功能，焊接过程中通过摆动感知焊接电流和电弧电压的变化，对焊道的较小偏移进行纠正。