鋁合金材料焊接技術(shù)源頭好貨

焊接機(jī)器人焊接缺陷分析及處理方法

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

　?。?）出現(xiàn)焊偏可能為焊接的位置不正確或焊槍尋找時(shí)出現(xiàn)問題。這時(shí)，要考慮TCP（焊槍中心點(diǎn)位置）是否準(zhǔn)確，并加以調(diào)整。如果頻繁出現(xiàn)這種情況就要檢查一下機(jī)器人各軸的零位置，重新校零予以修正。

　?。?）出現(xiàn)咬邊可能為焊接參數(shù)選擇不當(dāng)、焊槍角度或焊槍位置不對(duì)，可適當(dāng)調(diào)整功率的大小來(lái)改變焊接參數(shù)，調(diào)整焊槍的姿態(tài)以及焊槍與工件的相對(duì)位置。

　　（3）出現(xiàn)氣孔可能為氣體保護(hù)差、工件的底漆太厚或者保護(hù)氣不夠干燥，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整就可以處理。

　　（4）飛濺過多可能為焊接參數(shù)選擇不當(dāng)、氣體組分原因或焊絲外伸長(zhǎng)度太長(zhǎng)，可適當(dāng)調(diào)整功率的大小來(lái)改變焊接參數(shù)，調(diào)節(jié)氣體配比儀來(lái)調(diào)整混合氣體比例，調(diào)整焊槍與工件的相對(duì)位置。

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

　　焊接機(jī)器人常見故障及解決方法

　?。?）發(fā)生撞槍?？赡苁怯捎诠ぜM裝發(fā)生偏差或焊槍的TCP不準(zhǔn)確，可檢查裝配情況或修正焊槍TCP。

　　（2）出現(xiàn)電弧故障，不能引弧?？赡苁怯捎诤附z沒有接觸到工件或工藝參數(shù)太小，可手動(dòng)送絲，調(diào)整焊槍與焊縫的距離，或者適當(dāng)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)。

　?。?）保護(hù)氣監(jiān)控報(bào)警。冷卻水或保護(hù)氣供給存有故障，檢查冷卻水或保護(hù)氣管路。

焊接孔產(chǎn)生機(jī)理及解決措施

　　熔化極半自動(dòng)弧焊焊接時(shí)產(chǎn)生的缺陷主要是氣孔，而氣孔生成機(jī)理是很復(fù)雜的。由于鋁與氧的親和力很大，在空氣中極易與氧結(jié)合生成致密結(jié)實(shí)的Al2O3薄膜，這層氧化膜還會(huì)吸附水份。而產(chǎn)生氣孔的重要因素是氫，屬氫致擴(kuò)散氣孔，由于鋁及鋁合金的物理本質(zhì)特征，使得它們?cè)谝簯B(tài)時(shí)可溶解相當(dāng)量的氫，而在固態(tài)時(shí)幾乎不能溶解，因此在熔池的結(jié)晶和冷卻過程中氫無(wú)法及時(shí)逸出，而殘留在焊縫內(nèi)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(jiǎn)稱VPPAw）是一種新型、經(jīng)濟(jì)的焊接方法，在鋁合金的焊接方面得到廣泛應(yīng)用。

1 變極性等離子焊接簡(jiǎn)介變極性等離子焊接（Variable Polarity Plasma Arc Welding簡(jiǎn)稱VPPAW）使用特殊設(shè)計(jì)的焊接電源和控制系統(tǒng)，通過極性的可控變換，可以獲得正接時(shí)間較長(zhǎng)，反接時(shí)間較短且電流值分別可調(diào)的電流波形。在工件接電源正極的時(shí)段中，焊槍可以有效地加熱工件，此時(shí)鎢極不會(huì)發(fā)生過熱；050036-38隨著電流增大電弧電壓必須提高，否則電弧對(duì)熔池金屬有沖刷作用，焊縫成形惡化，適當(dāng)提高電弧電壓能避免這種現(xiàn)象。而在工件接電源負(fù)極的時(shí)段內(nèi)，則可以利用“陰極霧化”作用清理焊接區(qū)的氧化物。通過控制正、反極性時(shí)的電流大小以及變換頻率，還可以調(diào)節(jié)熔透情況和陰極霧化清理的強(qiáng)度。圖1表示了一個(gè)變極性等離子焊接現(xiàn)場(chǎng)的情形。

在研究陰極清理作用的影響因素時(shí)，發(fā)現(xiàn)工件接負(fù)極時(shí)段內(nèi)電流大小的影響遠(yuǎn)大于時(shí)段長(zhǎng)短的影響，此時(shí)段內(nèi)的電流越大，陰極清理的效果越好；而延長(zhǎng)此時(shí)段的時(shí)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(shí)的電流波形，由圖中可見，當(dāng)工件為負(fù)時(shí)采用短時(shí)間、大電流；隨著時(shí)代的發(fā)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(dǎo)致整車重量過重，會(huì)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(fù)時(shí)則用長(zhǎng)時(shí)間、較小電流。該方法很好地解決了焊接鋁及鋁合金時(shí)清除氧化膜和防止電極燒損之間的矛盾，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的連續(xù)焊接。

2 變極性等離子焊接的特點(diǎn)變極性等離子焊接具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：

①溫度高，能量集中，焊接熔深大，對(duì)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(nèi)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(qū)窄，工件變形小。

⑤焊接層數(shù)少，焊縫寬度窄，焊材消耗量小，生產(chǎn)、成本低。

⑥鎢極縮在噴嘴內(nèi)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(xué)性能好，x射線探傷合格率高，焊接質(zhì)量更有保證。

3 變極性等離子焊接設(shè)備①等離子焊接電源；

②等離子焊槍；

③自動(dòng)送絲系統(tǒng)；

④控制系統(tǒng)；

⑤智能溫控水箱。

4 變極性等離子焊接的應(yīng)用 美國(guó)國(guó)家航空和宇宙航行局（NASA）早曾使用常規(guī)的直流TIG正接焊接方法制造火箭外部燃料儲(chǔ)罐，這種鋁合金儲(chǔ)罐有多種不同的尺寸，其中一種的直徑為8.717m、長(zhǎng)46.939m，可裝載530m3的液氧以及1438m3的液氫，曾用于土星號(hào)登月火箭。盡管焊前的接頭準(zhǔn)備十分充分，但是仍然經(jīng)常出現(xiàn)焊縫氣孔等缺陷。1978年，NASA決定采用由美國(guó)波音公司的B.P.VanCleave等在20世紀(jì)60年代末就已經(jīng)開發(fā)出的變極性等離子焊接方法取代TIG焊，用于該儲(chǔ)罐的焊接，使焊接質(zhì)量得到了明顯的提高。20世紀(jì)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(jié)構(gòu)的環(huán)縫，并對(duì)其焊接工藝、設(shè)備及質(zhì)量控制等進(jìn)行了一系列研究，推動(dòng)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(jié)構(gòu)件的制造中獲得了廣泛的應(yīng)用，成為一種很有發(fā)展前景的焊接方法。整流機(jī)的輸出電流可達(dá)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(duì)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(zhǔn)備工作量，提高了工作效率。極性變換帶來(lái)的熔池?cái)嚢枳饔糜欣跉怏w的逸出和雜質(zhì)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(shù)選擇不當(dāng)、氣體組分原因或焊絲外伸長(zhǎng)度太長(zhǎng)，可適當(dāng)調(diào)整功率的大小來(lái)改變焊接參數(shù)，調(diào)節(jié)氣體配比儀來(lái)調(diào)整混合氣體比例，調(diào)整焊槍與工件的相對(duì)位置。

多年來(lái)，NASA對(duì)變極性等離子焊接方法進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值分析工作，包括對(duì)小孔焊接過程中能量的分布與損失、焊縫外形的成形規(guī)律、焊槍噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及各種焊接工藝參數(shù)對(duì)焊接質(zhì)量和速度的影響等等，為這種方法在航天工程中的應(yīng)用提供有價(jià)值的資料。目前，我國(guó)也已對(duì)變極性等離子焊接方法開展了一些研究。焊接參數(shù)要調(diào)整和變化，也對(duì)氣體逸出和溶入熔池產(chǎn)生相當(dāng)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(chǎn)品優(yōu)劣，直接關(guān)系到門、窗、幕墻的質(zhì)量，與千家萬(wàn)戶的利益、生活息息相關(guān)。

目前，我國(guó)生產(chǎn)的鋁合金建筑型材產(chǎn)品在水平、種類上已與國(guó)外相當(dāng)。產(chǎn)品種類可分為：陽(yáng)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(chǎn)品具有強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕、裝飾性好、使用壽命長(zhǎng)、色彩豐富等優(yōu)點(diǎn)，尤其是通過選擇不同的顏色和花紋，為家庭裝修環(huán)境增添光彩。由于該合金層粘附在電極表面，在后續(xù)焊點(diǎn)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(chǎn)熱量。

通常，好的產(chǎn)品其表面在20年內(nèi)，不失光、不變色。這里向大家推薦一個(gè)新產(chǎn)品—斷橋隔熱型材。該產(chǎn)品具有非常突出的隔熱、隔音、密封性能，裝飾效果非常好。據(jù)有關(guān)部門測(cè)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(diào)啟動(dòng)次數(shù)三分之一，是一種非常好的節(jié)能產(chǎn)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(fèi)者在選擇和使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1、查看產(chǎn)品出廠合格證，注意出廠日期、規(guī)格、技術(shù)條件、企業(yè)名稱和生產(chǎn)許可證編號(hào)。

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

3、一定要注意產(chǎn)品的壁厚，門窗料的產(chǎn)品厚度應(yīng)不小于1.2mm。

4、注意產(chǎn)品表面涂層的厚度，陽(yáng)極氧化產(chǎn)品的膜厚不低于10μm，電泳涂漆產(chǎn)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(chǎn)品應(yīng)在二涂以上，不能低于30μm。

5、日常維護(hù)時(shí)，不能用刷子等其他硬物作為清洗工具，應(yīng)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(jī)物。