农业机械用S355钢的焊接工艺优化方案探究

　　摘 要：针对农业机械用 S355 钢总成的焊接，本文应用了一个 ABB 焊接机器人来实现焊接，在整体的制造设计过程中主要应用了焊 接设备和焊接机器人。 与此同时，笔者详细分析了该优化工业方案，旨在为农业机械用 S355 钢总成的整体制造质量的提高提供参考。

　　关键词：农业机械;S355 钢;焊接工艺;优化方案

　　1 研究背景及 S355 钢简要介绍

　　本文主要介绍了用于农业机械施工的钢构件 S355 的焊接 工艺优化方案。 焊接装置主要由 ABB 焊接机器人和主要焊接设 备组成，焊接站有 3 个旋转轴，它围绕 Z 轴进行移动，允许两个 焊接柱进入焊点。 工作站还允许在 x 和 y 轴上旋转。 所使用的焊 接机器人具有触觉扫描功能，不需通过预定坐标完成。

　　355 钢是 正火钢，EN10025-3：2004 标准中的细晶粒钢。 其屈服强度和抗 拉强度和我国的 Q345 低合金钢对应，NL 是要求在-50℃的低温 环境中做冲击吸收功试验 (因考虑到农业机械的冬季室外作 业)，另一方面 S355 也是欧标低合金高强度板[1]。

　　2 ABB 机器人简要介绍

　　本文应用的 ABB 机器人能满足我们在机械焊接方面的要 求。据统计，目前 ABB 在世界范围内所成功安装的机器人已经远 超了 30 万台。 ABB 机器人主要包括电源模块 DSQC626A、ABB 机械手电源 DSQC539、工业 ABB 机器人电源 DSQC604、驱动模 块 3HAB8101-7/07B 以及其他计算和系统硬件等。

　　3 研究初期情况

　　在研究初期过程中， 在主机械板上一个尺寸不佳的通道被 激光切断。 作为被考虑的集成的两个部分通过嵌入合并。 用于切 割的参数不合适，导致安装顶部部件的底板间隙较大。 一个空的 半圆和一个线性空间从侧面看。 从其中一个计算区增加的电线 为 12.5mm2 ，在另一个计算区的接头面积为 18mm2 ，这意味着在 1000mm 长的电线处，V5=12500mm3 的体积和 V6=18000mm3 的 体积。 因此熔化的填充材料已比初始编程确定的量更大进入两 个零件之间。 在焊接后的零件表示其中部分熔池已进入零件之 间的间隙，断裂的可能性更大[2]。 焊接操作员将能够降低有缺陷 的软线部分的焊接速度， 以使软线的相关参数在整个长度上保 持恒定。

　　4 农业机械用 S355 钢焊接的工艺方案及处理方法

　　焊接工位 1 在 x 位置 π/2[rad]之后的旋转-等待装配并进行 机器人编程的位置。 至此，完成了机器人的编程;进行校准操作 并设置机器人的 0 点。 位置 0 焊枪的校准是通过配备的专用设 备完成的,并且带有激光传感器。首先，将剪线钳送至距气体喷嘴 9mm 处，并清除飞溅物。

　　在进行焊接之前，需要将割炬带到喷涂硅树脂的装置上，这样一来 的目的是以防止焊缝飞溅。 先手动将喷头拉直，然后用铣刀将其 飞溅物清理干净; 将 TCP 设置为零位置是参考指针命令处的 TCP，如果它不为零，则使用割炬的激光传感器执行 TCP 检查，并 且其自身会搜索设备的零位置;输入 New Modules，然后打开下 一个对话框输入零件代码。 沿 x 轴位置旋转 0[rad]在此位置，将 圆形焊缝以及中心和底部之间的角缝焊接起来;接下来，完成编写例行程序。

　　机械论文投稿刊物：《铸造技术》 创刊于1979年，是中国铸造协会会刊，中文核心期刊，中国科技核心期刊，国内外公开发行。《铸造技术》是一本集中报导我国铸造领域先进科研成果、实用工艺技术、生产管理经验以及铸造行业发展动态的综合性科技期刊。覆盖铸铁、铸钢和有色合金铸造等整个铸造工业领域。读者对象为企业管理人员、技术人员、技术工人、大专院校师生、科研院所工程研究人员等。

　　编写例行程序是一种重复且可控制的焊接程序，为 此操作分配了一个按钮上的号码。 完成此步骤后，所属焊接参数 包括焊接电流、焊接速度和摆参数[3]。 选用的 ABB 焊接机器人读取程序并将其发送到生产环境。 启动了机器人读取下一个动作。 可以对以下命令类型进行编程： 在空间中从一个点移动到另一点，机器人选择轨迹。 为了制作断 续的接缝，必须进行机器人处于待命位置，通过割炬的清洁和硅 化使其倍增。 在机器人上编程的焊接参数标记为相应数据。 对此 步骤，选择焊接速度，此时的速度是在角接 vs=8mm/s 的情况下， 并与在焊源上选择的数据相关联。 送丝速度为 7.5mm/s。 在有效 焊接的阶段，线性焊接的起点圆形焊缝，线性焊的终点和圆形焊 缝末端[4]。 如果接缝出现间隙后接缝不连续，则在割炬的提升空 间中进行移动，再在接缝的下一个起点在空间中移动，然后下降 到下一个接缝的起点。

　　5 结论

　　目前，由于机器人的可编程学习，用机器人制造焊接接头越 来越普遍。 但应考虑到在热影响区内发生的结构变化，而不仅仅 是由于接头不当而出现的缺陷。 另外，由于文章篇幅限制并没有 将相应示图进行展示，较为遗憾。

　　参考文献：

　　[1] 孙进发，刘明伟，刘海龙，等.反变形量对 S355 钢 T 型接头变 形与残余应力影响的数值分析[J].电焊机，2018，48(12)：74-79.

　　[2] 许鸿吉，金光，宋冰昕，等.S355 钢焊接接头的组织与力学性能 [J].理化检验(物理分册)，2008(11)：600-603.

　　[3] 刘洪顺.S355K2W(N)耐候钢焊接工艺[J].焊接技术，2017，46 (10)：44-46.

　　[4] 张沛强.S355 钢 TIG 焊有限元仿真分析[J].铸造技术，2014，35 (5)：1057-1059.

　　作者：李 宁