機器人復(fù)合熱源自動螺柱焊工藝研究及設(shè)備研制.pdf

1、本文針對高強高硬中碳調(diào)質(zhì)鋼與大直徑螺柱焊接的應(yīng)用需要,研究采用感應(yīng)加熱/電弧螺柱焊這一焊接方法,開展了復(fù)合熱源焊接方法、焊接工藝參數(shù)、焊接接頭力學(xué)性能、微觀組織等研究工作,充分優(yōu)化焊接方法,獲得實際焊接條件下的最佳工藝參數(shù)規(guī)范窗口,保證接頭強度系數(shù)大于0.95。同時為滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)高效化、自動化、智能化的發(fā)展趨勢,研究開發(fā)全位置、各種焊接條件下自動送料、焊槍更換、陶瓷環(huán)夾持等相應(yīng)焊接設(shè)備,編制程序,實現(xiàn)復(fù)合熱源螺柱焊高效自動焊接。

2、r>　　 針對大直徑實心螺柱焊接傳統(tǒng)手工電弧焊、半自動氣體保護焊等方法對焊接過程的嚴格要求以及焊接效率的低下,為滿足現(xiàn)代工業(yè)高效智能自動焊接發(fā)展趨勢,開展機器人自動焊接設(shè)備、控制接口、操作程序等研究,實現(xiàn)復(fù)合熱源螺柱焊自動送料、焊槍更換、陶瓷環(huán)夾持等自動化,有效提升焊接效率。
　　 針對傳統(tǒng)車體炮塔等內(nèi)表面大量實心螺柱因采用手工電弧焊、半自動氣體保護焊等落后焊接方法而伴隨出現(xiàn)未熔合、氣孔、夾雜等焊接缺陷,采用感應(yīng)加熱與電弧螺柱

3、焊相復(fù)合的焊接方法,開展Φ16、22、27mm直徑螺柱與30、45、80mm厚度高強高硬中碳調(diào)質(zhì)鋼焊接工藝研究,試驗表明:在合適的焊接工藝規(guī)范窗口下,焊接過程穩(wěn)定,焊后形成完美的具有外部強化作用的環(huán)形凸臺,焊接接頭強度系數(shù)大于0.95；接頭微觀組織研究表明,螺柱前端與母材表面加熱熔化均勻,焊縫沒有氣孔、夾雜、未熔合、裂紋等缺陷,焊縫組織為馬氏體與貝氏體,高強高硬中碳調(diào)質(zhì)鋼母材側(cè)焊接熱影響區(qū)組織為板條馬氏體,未出現(xiàn)裂紋。
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4、對實際焊接條件下存在的非對稱結(jié)構(gòu)以及高拘束狀態(tài)條件下大直徑螺柱與高強高硬中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接接頭易出現(xiàn)延遲裂紋的現(xiàn)象,開展厚大構(gòu)件冷裂模擬試驗、焊接工藝試驗、焊接接頭殘余應(yīng)力分析、焊接接頭焊縫組織含氫量分析等研究工作,分析表明高強高硬中碳調(diào)質(zhì)鋼自身高碳當量、高淬硬傾向、焊接接頭含氫量以及焊接接頭所處的拘束狀態(tài)是高強高硬中碳調(diào)質(zhì)鋼焊接過程中出現(xiàn)延遲裂紋的主要原因,試驗采用感應(yīng)加熱與螺柱電弧相復(fù)合的方式,能有效降低焊接接頭殘余應(yīng)力、焊接接頭含氫