[发明专利]利用机器人双弧协同焊接实现闭环焊缝无接头的连接方法

说明书

一种利用机器人双弧协同焊接实现闭环焊缝无接头的连接方法，在可协同焊接的双机器人上分别集成焊枪1、焊枪2及其对应的机器人焊接系统，并利用该系统对处于水平面内的闭环焊缝进行焊接，将焊接路径分为起弧过渡段、平稳焊接段和收弧过渡段三个区段，不同区段采用不同的焊接工艺规范，起弧和收弧过渡段采用小电流参数，平稳焊接段则匹配了最佳工艺参数，保证了各区段焊缝成形一致，解决闭环焊缝焊接时接头处易产生未熔合、气孔、裂纹等缺陷的问题，提高焊缝质量。

技术领域

本发明涉及机器人智能焊接技术领域，尤其是一种利用机器人双弧协同焊接实现闭环焊缝无接头的连接方法。

背景技术

随着国家智能制造政策的不断推进，传统制造业正面临向智能制造转型升级，智能制造市场需求量越来越大。机器人焊接技术也逐渐向集成多机器人、多焊接方法、多感知手段的智能焊接技术方向发展。

工业应用中，经常需要将两个分割的部件焊接成一个整体，两独立部件的连接缝通常为闭环焊缝，对于处于水平位置的闭环焊缝，主要包括平面对接焊缝和角接焊缝。为提高焊缝连接质量，一般采用全焊透、满焊焊接工艺。相较于断续焊缝，断续焊缝由于部分位置未进行焊接，容易在未焊区域形成应力集中，易产生裂纹等缺陷，因此对于承载能力、质量要求高的焊接件，一般采用闭环焊缝进行焊接。

对于闭环焊缝的焊接，现有技术一般采用首尾相连的方式进行焊接，其起弧点和收弧点重叠，会在首尾相连处形成接头，由于收起弧工艺差异大、涉及二次加热，同时在起弧点根部容易形成畸角，收弧时二次加热难以将起弧处金属完全熔化、熔池金属不易填充根部畸角，易在接头处产生未熔合、气孔、裂纹等缺陷，造成接头处焊缝质量差。

中国发明专利201610899365.1提供了一种适合自动化焊接水平角焊缝包角工艺，其针对船舶组立件包角焊设计的焊接工艺，两焊枪起弧后路径上有交叉，一方面会导致两焊枪发生碰撞，另一方面交叉时会把另一把枪焊丝熔断，导致电弧不稳定，极易形成缺陷。而本发明提出采用双机器人协同焊接，利用小电流起弧并相互靠近，在收起弧区域形成共熔池获得无接头焊缝，能够解决闭环焊缝焊接时接头处易产生未熔合、气孔、裂纹等缺陷的问题，提高焊缝质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种利用机器人双弧协同焊接实现闭环焊缝无接头的连接方法，在可协同焊接的双机器人上分别集成焊枪1、焊枪2及其对应的机器人焊接系统，并利用该系统对处于水平面内的闭环焊缝进行焊接。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用机器人双弧协同焊接实现闭环焊缝无接头的连接方法，在可协同焊接的双机器人上分别集成焊枪1、焊枪2及其对应的机器人焊接系统，并利用该系统对处于水平面内的闭环焊缝进行焊接，具体包括以下步骤：

步骤1：双机器人焊枪1和焊枪2分别从起弧交点P0附近的起弧点P1、P1’点起弧，起弧后焊枪以推焊姿态沿焊缝路径向P0点运动(焊枪1和焊枪2与前进方向夹角分别为θ₁、θ₂)，运动至靠近起弧交点P0的P2、P2’点处两熔池形成共熔池后，焊枪1和焊枪2抬高Z₀并分别以拉焊姿态沿焊缝往回运动至P1、P1’点，P1→P2→P1、P1’→P2’→P1’区段为起弧过渡段；

步骤2：双机器人焊枪1和焊枪2调整姿态为正常姿态(工艺预研时最佳工艺对应的平稳焊接)后，分别从起弧交点P0附近的P1、P1’点沿焊接路径向熄弧交点P5附近的熄弧点P3、P3’点运动，P1→P3、P1’→P3’为平稳焊接区段；

步骤3：双机器人焊枪1和焊枪2分别沿焊接路径运动至P3、P3’后，调整焊枪姿态为推焊姿态沿焊缝路径向熄弧交点P5点运动(焊枪1和焊枪2与前进方向夹角分别为θ₅、θ₆)，运动至靠近熄弧交点P5的熄弧共熔池点P4、P4’点处两熔池形成共熔池后，焊枪1和焊枪2抬高Z₁并分别以拉焊姿态沿焊缝路径往回运动至P3、P3’点熄弧，P3→P4→P3、P3’→P4’→P3’区段为收弧过渡段。