关于机器人氩弧焊接薄板

孙志芳

（海宁红狮电梯装饰有限公司，浙江 海宁 314400）

我国目前现在的焊接设备远远满足不了生产的要求，对焊接设备的需求量将大大增加。如：广告、装璜、标志性建筑及日常生活等方面经常采用大量超薄不锈钢材料，因此，进一步掌握好薄板焊接中的工艺要领十分必要，具有重要意义。

1 机器人氩弧焊的概论及发展过程

1.1 氩弧焊技术的概论

氩弧焊技术是应用于普通电弧焊原理的基础上，利用氩气本身的惰性，在一定程度上会对金属焊材产生保护作用，同时通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成溶池，被焊金属和焊材同时达到冶炼结合的一种焊接技术。通过在高温熔融焊接时不断输送氩气，使焊材不能和空气中的氧气相互接触，从而防止了焊材的氧化，因此在焊接不锈钢、铁类五金金属有较大的应用。通常氩弧焊分为熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊两种.但不论是熔化极氩弧焊还是非熔化极氩弧焊都存在一定的操作难度，并且在操作时还要注意各种事项，安全工作要做到位，同时又对人体造成一定的伤害。同时人工操作氩弧焊时不仅难度大而且容易对身体造成伤害。但机器人氩弧焊的出现在一定程度上弥补了这方面的不足。

1.2 氩弧焊机器人的产生

弧焊机器人【arc welding robot】是用于进行自动弧焊的工业机器人。最早出现于1962年，由美国通用汽车厂率先投入使用。直到到1980年,工业机器人在日本普及，这是亚洲焊接技术的一大科技突破。而且到2000年底,世界上各个国家安装的工业化机器人总量超过100多万台,其中占百分之五十以上就是焊接机器人。中国在上世纪80年代开始利用机器人氩弧焊。弧焊机器人可以在计算机的控制下进行工作，具有可长期进行焊接作业、保证焊接作业的高生产率、高质量和高稳定性等特点。

1.3 氩弧焊机器人的发展

目前生产生活中使用的焊接机器人有点焊机器人和弧焊机器人两大类。已占全世界机器人总数的以上百分之五十以上。在薄板焊接方面使用弧焊技术，可以是因技术原因带来的操作失误降到最低。而且弧焊机器人并不会因为长时间的工作原因导致效率变低，具有普遍性和易操作性的特点。通过电脑控制，在焊接薄板时可以使以前因为精确问题导致工件变形、硬度降低等缺点降低到最低。可以说弧焊机器人的出现极大的弥补了因技术、个人自身原因导致的生产失误，极大的提高了生产效率，同时又节省了人力物力。弧焊机器人可长期进行焊接作业，而且同时保证焊接作业的高生产率、高质量和高稳定性。随着技术的更新换代，弧焊机器人正朝着人工智能化的方向发展。焊接机器人之所以能够占据整个行业工业机器人总量的百分之四十以上，与焊接这个特殊的行业有关。焊接作为工业的“缝补师”，是工业生产中相当重要的加工手段和技术手。

2 机器人氩弧焊在焊接薄板方面的应用

2.1 机器人氩弧焊焊接薄板的优点

在焊接超薄不锈钢薄板时，手工氩弧焊通常因为热影响区域大，所以工件在修补后常常会造成变形、硬度降低、砂眼、局部退火、划伤、咬边、或者是结合力不够及内应力损伤等缺点，尤其是在精密铸造物品精度修补过程中表面尤为突出。机器人氩弧焊出现在一定程度上弥补了这方面的不足。在焊接薄板时，薄板的加热、冷却都比较均匀，同时，焊缝的纵向缩短对薄板的压力也在一定程度上得以控制，所以氩弧焊机器人在焊接作业是具有相同的焊接参数，因此它焊接的工件在尺度和质量方面相对统一，不会因为不同人的技术及自身原因造成工件的误差。

2.2 机器人氩弧焊焊接薄板方面的缺点

虽然机器人氧弧焊在焊接方面有很多优点，但也存在一定的不足。例如：在焊接1mm以下不锈钢薄板，通常由于自身拘束度小，导热系数小（约为普低钢的1/3），但线膨胀系数却较大，焊接温度变化较快时，就会产生热应力比正常温度下时存在的应力通常大得多的情况，比较容易出现常见的焊接烧穿和焊接变形（大多为波浪变形）等缺陷。同时，氩弧焊机器人的出现提高了焊接效率和焊接质量，但是它通常只能焊接品种单一的工件，在这个更新换代更为快速的年代具有一定的滞后性。因此，机器人氩弧焊只能焊接一些更新换代较慢且使用时间长的工件。这个问题是机器人氩弧焊最大的不足之处，也是它至今不能全方位使用的原因。但尽管机器人氧弧焊在一定程度上存在着不足之处，有些地方还需要进行改进，在操作精密程度上还有待提高。但他的出现相对解决了在焊接不锈钢薄板上的技术需求，缓解了各行各业在薄板应用方面的需求。可以相信，在今后技术提高之后，以前在细节方面存在的不足是可以解决的。机器人氧弧焊的发明具有一定的时代意义，还有很大的提升空间。

3 机器人氩弧焊技术发展的意义

采用机器人焊接时对每条焊缝的焊接具体参数都是恒定不变的，从而使焊缝质量受人为因素影响的几率降低,同时又降低了对工人技术操作的要求，所以焊接质量是稳定的。而人工焊接时，这些焊接参数受到不同因素的影响，因此很难做到质量的稳定性。另外，采用用机器人时，焊接工人只是用来装卸工件。从而使工人远离了焊接弧光、烟雾和灰尘等危害人体健康因素的影响。使工人可以不再搬运笨重的手工焊钳，从而使工人从大强度的体力劳动中解放出来。机器人没有疲劳因素之说，只要维护、使用得当，一天可以在24小时连续工作，而且随着高效焊接技术的应用，使用机器人从事焊接工作的效率将会得到更大的提高。并且在生产周期、生产质量等方面可以精确、高效的控制。由此可见，机器人氩弧焊具有非常大的发展前途。

[1]王健强,于澎,杜辉.双机协调机器人弧焊系统的设计与实现[J].合肥工业大学学报(自然科学版).2006(12)

[2]殷树言.高效弧焊技术的研究进展[J].焊接.2006(10)