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焊接機器人焊接缺陷分析及處理方法

　　機器人焊接采用的是富混合氣體保護焊，焊接過程中出現的焊接缺陷一般有焊偏、咬邊、氣孔等幾種，具體分析如下：

　　（1）出現焊偏可能為焊接的位置不正確或焊槍尋找時出現問題。這時，要考慮TCP（焊槍中心點位置）是否準確，并加以調整。如果頻繁出現這種情況就要檢查一下機器人各軸的零位置，重新校零予以修正。

　　（2）出現咬邊可能為焊接參數選擇不當、焊槍角度或焊槍位置不對，可適當調整功率的大小來改變焊接參數，調整焊槍的姿態以及焊槍與工件的相對位置。

　　（3）出現氣孔可能為氣體保護差、工件的底漆太厚或者保護氣不夠干燥，進行相應的調整就可以處理。

　　（4）飛濺過多可能為焊接參數選擇不當、氣體組分原因或焊絲外伸長度太長，可適當調整功率的大小來改變焊接參數，調節氣體配比儀來調整混合氣體比例，調整焊槍與工件的相對位置。

　　（5）焊縫結尾處冷卻后形成一弧坑，編程時在工作步中添加埋弧坑功能，可以將其填滿。

　　焊接機器人常見故障及解決方法

　　（1）發生撞槍。可能是由于工件組裝發生偏差或焊槍的TCP不準確，可檢查裝配情況或修正焊槍TCP。

　　（2）出現電弧故障，不能引弧。可能是由于焊絲沒有接觸到工件或工藝參數太小，可手動送絲，調整焊槍與焊縫的距離，或者適當調節工藝參數。

　　（3）保護氣監控報警。冷卻水或保護氣供給存有故障，檢查冷卻水或保護氣管路。

焊接孔產生機理及解決措施

　　熔化極半自動弧焊焊接時產生的缺陷主要是氣孔，而氣孔生成機理是很復雜的。由于鋁與氧的親和力很大，在空氣中極易與氧結合生成致密結實的Al2O3薄膜，這層氧化膜還會吸附水份。而產生氣孔的重要因素是氫，屬氫致擴散氣孔，由于鋁及鋁合金的物理本質特征，使得它們在液態時可溶解相當量的氫，而在固態時幾乎不能溶解，因此在熔池的結晶和冷卻過程中氫無法及時逸出，而殘留在焊縫內形成氣孔。適合于制作焊接管道、容器、鉚釘、各種生活用具以及其它冷變形零件。

變極性等離子弧焊（Variable Polarity Plasma Arc Welding簡稱VPPAw）是一種新型、經濟的焊接方法，在鋁合金的焊接方面得到廣泛應用。

1 變極性等離子焊接簡介變極性等離子焊接（Variable Polarity Plasma Arc Welding簡稱VPPAW）使用特殊設計的焊接電源和控制系統，通過極性的可控變換，可以獲得正接時間較長，反接時間較短且電流值分別可調的電流波形。在工件接電源正極的時段中，焊槍可以有效地加熱工件，此時鎢極不會發生過熱；050036-38隨著電流增大電弧電壓必須提高，否則電弧對熔池金屬有沖刷作用，焊縫成形惡化，適當提高電弧電壓能避免這種現象。而在工件接電源負極的時段內，則可以利用“陰極霧化”作用清理焊接區的氧化物。通過控制正、反極性時的電流大小以及變換頻率，還可以調節熔透情況和陰極霧化清理的強度。圖1表示了一個變極性等離子焊接現場的情形。

在研究陰極清理作用的影響因素時，發現工件接負極時段內電流大小的影響遠大于時段長短的影響，此時段內的電流越大，陰極清理的效果越好；而延長此時段的時間，陰極清理寬度的增加則很有限。圖2表示了使用該法焊接鋁合金時的電流波形，由圖中可見，當工件為負時采用短時間、大電流；隨著時代的發展，“笨重”的汽車逐漸成為人們的詬病，由于鋼鐵本身重量大，導致整車重量過重，會造成油耗過大等一系列問題，汽車輕量化迫在眉睫。電極為負時則用長時間、較小電流。該方法很好地解決了焊接鋁及鋁合金時清除氧化膜和防止電極燒損之間的矛盾，實現了穩定的連續焊接。

2 變極性等離子焊接的特點變極性等離子焊接具有以下幾個方面的特點：

①溫度高，能量集中，焊接熔深大，對中厚鋁合金板，不開坡口單面焊雙面成形，保證熔透。

②焊前不需清理，變極性等離子弧的陰極清理作用可將污染物沖走，去除氧化膜效果好。

③焊縫氣孔率低，金屬熔池內的氣體能通過小孔全部排出，清除氣孔比較徹底。

④焊縫正反面受熱比較均勻，焊接熱影響區窄，工件變形小。

⑤焊接層數少，焊縫寬度窄，焊材消耗量小，生產、成本低。

⑥鎢極縮在噴嘴內不與工件接觸，減少鎢極損耗，并防止焊縫金屬夾鎢。

⑦焊縫接頭力學性能好，x射線探傷合格率高，焊接質量更有保證。

3 變極性等離子焊接設備①等離子焊接電源；

②等離子焊槍；

③自動送絲系統；

④控制系統；

⑤智能溫控水箱。

4 變極性等離子焊接的應用 美國國家航空和宇宙航行局（NASA）早曾使用常規的直流TIG正接焊接方法制造火箭外部燃料儲罐，這種鋁合金儲罐有多種不同的尺寸，其中一種的直徑為8.717m、長46.939m，可裝載530m3的液氧以及1438m3的液氫，曾用于土星號登月火箭。盡管焊前的接頭準備十分充分，但是仍然經常出現焊縫氣孔等缺陷。1978年，NASA決定采用由美國波音公司的B.P.VanCleave等在20世紀60年代末就已經開發出的變極性等離子焊接方法取代TIG焊，用于該儲罐的焊接，使焊接質量得到了明顯的提高。20世紀80年代波音公司也曾用變極性等離子焊接方法焊接了大量鋁合金筒體結構的環縫，并對其焊接工藝、設備及質量控制等進行了一系列研究，推動了這種方法的完善。目前，變極性等離子焊接方法已在鋁合金結構件的制造中獲得了廣泛的應用，成為一種很有發展前景的焊接方法。整流機的輸出電流可達到8000~11000A之間，電壓在15~17。

該方法很適合于鋁及鋁合金的小孔法焊接。對于用TIG方法需要開坡口且多次焊接的焊縫，用變極性等離子焊接方法中可直接采用I形坡口，焊接一道焊縫既可，這可減少焊前坡口準備工作量，提高了工作效率。極性變換帶來的熔池攪拌作用有利于氣體的逸出和雜質的排除，焊縫缺陷少、焊道窄且變形小。該方法可以在平、橫、立向上和立向下各種位置上焊接。（4）飛濺過多可能為焊接參數選擇不當、氣體組分原因或焊絲外伸長度太長，可適當調整功率的大小來改變焊接參數，調節氣體配比儀來調整混合氣體比例，調整焊槍與工件的相對位置。

多年來，NASA對變極性等離子焊接方法進行了大量的實驗研究和數值分析工作，包括對小孔焊接過程中能量的分布與損失、焊縫外形的成形規律、焊槍噴嘴結構設計以及各種焊接工藝參數對焊接質量和速度的影響等等，為這種方法在航天工程中的應用提供有價值的資料。目前，我國也已對變極性等離子焊接方法開展了一些研究。焊接參數要調整和變化，也對氣體逸出和溶入熔池產生相當大的影響。

鋁合金建筑型材是用于建筑之中，是目前大廈、公寓、高樓等建筑必不可少的材料，在建筑中通常采用鋁合金建筑型材作為門、窗、幕墻、封口的原材料。因此，其產品優劣，直接關系到門、窗、幕墻的質量，與千家萬戶的利益、生活息息相關。

目前，我國生產的鋁合金建筑型材產品在水平、種類上已與國外相當。產品種類可分為：陽極氧化著色型材、電泳涂漆型材、粉末噴涂型材、氟碳漆噴涂型材、斷橋隔熱型材。鋁合金建筑型材產品具有強度高、重量輕、耐腐蝕、裝飾性好、使用壽命長、色彩豐富等優點，尤其是通過選擇不同的顏色和花紋，為家庭裝修環境增添光彩。由于該合金層粘附在電極表面，在后續焊點的焊接過程中，合金層的存在增大了電極-工件間的接觸電阻，即增加電極-工件間的產熱量。

通常，好的產品其表面在20年內，不失光、不變色。這里向大家推薦一個新產品—斷橋隔熱型材。該產品具有非常突出的隔熱、隔音、密封性能，裝飾效果非常好。據有關部門測定，在寒冷的冬天和炎熱的夏天，保溫效果明顯，可以減少空調啟動次數三分之一，是一種非常好的節能產品。具體操作可采用先焊管的一端，而后再焊另一端的角焊縫，最后采用中間填充。

消費者在選擇和使用時應注意以下幾點：1、查看產品出廠合格證，注意出廠日期、規格、技術條件、企業名稱和生產許可證編號。

2、仔細查看產品的表面狀況，產品表面不能有明顯的擦劃傷、氣泡等缺陷，產品色彩鮮亮，光澤好。

3、一定要注意產品的壁厚，門窗料的產品厚度應不小于1.2mm。

4、注意產品表面涂層的厚度，陽極氧化產品的膜厚不低于10μm，電泳涂漆產品的膜厚不低于17μm，粉末噴涂的涂層厚度不超出40～120μm范圍，氟碳漆噴涂產品應在二涂以上，不能低于30μm。

5、日常維護時，不能用刷子等其他硬物作為清洗工具，應選擇柔軟的棉紗和棉布。

6、清洗劑可以用水、洗滌靈和肥皂，但不能用其他有機物。