工業(yè)機(jī)器人焊接工藝與技能高職PPT完整全套教學(xué)課件

工業(yè)機(jī)器人焊接工藝與技能模塊1工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)模塊2工業(yè)機(jī)器人焊接系統(tǒng)課件01模塊2工業(yè)機(jī)器人焊接系統(tǒng)課件02模塊3工業(yè)機(jī)器人焊接工藝模塊4

機(jī)器人焊接示教編程模塊5機(jī)器人焊接離線編程模塊6機(jī)器人焊接技能與技法模塊7機(jī)器人焊接缺欠、故障與檢驗(yàn)?zāi)K8焊接機(jī)器人安全、維護(hù)與保養(yǎng)全套PPT課件模塊一、工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)2任務(wù)一、認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人一、什么是工業(yè)機(jī)器人1.工業(yè)機(jī)器人定義工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置,它能自動(dòng)執(zhí)行工作,是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類(lèi)指揮,也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行。3任務(wù)一、認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人各組織及群體對(duì)工業(yè)機(jī)器人的定義：組織及群體定義美國(guó)機(jī)器人工業(yè)協(xié)會(huì)一種用于移動(dòng)各種材料、零件、工具或?qū)Ｓ醚b置的，通過(guò)程序動(dòng)作來(lái)執(zhí)行種種任務(wù)的，并具有編程能力的多功能操作機(jī)日本工業(yè)機(jī)器人協(xié)會(huì)工業(yè)機(jī)器人是一種帶有存儲(chǔ)器件和末端操作器的通用機(jī)械，它能夠通過(guò)自動(dòng)化的動(dòng)作替代人類(lèi)勞動(dòng)中國(guó)科學(xué)家機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織工業(yè)機(jī)器人是一種仿生的、具有自動(dòng)控制能力的、可重復(fù)編程的多功能、多自由度的操作機(jī)械4任務(wù)一、認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人2.工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域5二、工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)任務(wù)一、認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人1．可編程，能根據(jù)用戶(hù)需要進(jìn)行再編程。2．?dāng)M人化，有類(lèi)似人的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和傳感器3．通用性，可以執(zhí)行多種作業(yè)任務(wù)4．機(jī)電一體化，是機(jī)械學(xué)和電子學(xué)的有機(jī)結(jié)合，是典型的機(jī)電一體化裝備6三、工業(yè)機(jī)器人發(fā)展歷史任務(wù)一、認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人1954年喬治·德沃爾與約瑟夫·恩格爾伯格合作成立了世界上第一個(gè)機(jī)器人公司Unimation。1959年，美國(guó)造出了世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人Unimate。1973年，KUKA創(chuàng)造出第一臺(tái)機(jī)電驅(qū)動(dòng)的6軸機(jī)器人。1974年，瑞典通用電機(jī)公司（ASEA，ABB公司的前身）開(kāi)發(fā)出世界上第一臺(tái)全電力驅(qū)動(dòng)、由微處理器控制的工業(yè)機(jī)器人IRB-6。7第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人Unimate任務(wù)一、認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人81978年，美國(guó)Unimation公司推出通用工業(yè)機(jī)器人（ProgrammableUniversalMachineforAssembly，簡(jiǎn)稱(chēng)PUMA），應(yīng)用于通用汽車(chē)裝配線，這標(biāo)志著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)完全成熟。1978年，日本山梨大學(xué)的牧野洋發(fā)明了選擇順應(yīng)性裝配機(jī)器手臂（SelectiveComplianceAssemblyRobotArm，簡(jiǎn)稱(chēng)SCARA）。這是世界第一臺(tái)SCARA工業(yè)機(jī)器人。1979年，日本不二越株式會(huì)社（Nachi）研制出第一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人。2005年，YASKAWA推出可代替人完成組裝和搬運(yùn)的機(jī)器人MOTOMAN-DA20和MOTOMAN-IA20。通用工業(yè)機(jī)器人PUMA任務(wù)一、認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人92006年，意大利柯馬公司（COMAU）推出第一款無(wú)線示教器；2008年，丹麥公司發(fā)明了第一臺(tái)協(xié)作機(jī)器人UR5。我國(guó)機(jī)器人的研究起步較晚。先后經(jīng)歷了二十世紀(jì)70年代的萌芽期，80年代的開(kāi)發(fā)期和90年代的適用化期。經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，我國(guó)機(jī)器人的研究，有了長(zhǎng)足的發(fā)展，2010年到2013年，國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人快速發(fā)展，銷(xiāo)量開(kāi)始超過(guò)萬(wàn)臺(tái)，2013年到2017年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)銷(xiāo)量呈爆發(fā)式增長(zhǎng)。2018年到2019年，機(jī)器人需求增速放緩。2020年國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量達(dá)到了237068臺(tái)，2021年國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人同比增長(zhǎng)57.8%，預(yù)計(jì)未來(lái)三到五年，國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人仍將保持超過(guò)35%的高速增長(zhǎng)。任務(wù)一、認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人10四、工業(yè)機(jī)器人主要品牌1.日系品牌日系是工業(yè)機(jī)器人制造的主要派系，代表廠家有FANUC、安川、不二越、松下、OTC、三菱、川崎、EPSON等。任務(wù)一、認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人11四、工業(yè)機(jī)器人主要品牌2.歐系品牌歐系機(jī)器人品牌主要有ABB、KUKA、St?ubli、COMAU等。任務(wù)一、認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人12四、工業(yè)機(jī)器人主要品牌3.國(guó)產(chǎn)品牌近10年來(lái)，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人發(fā)展迅速，目前國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人品牌主要有埃斯頓、新時(shí)達(dá)、埃夫特、新松等。任務(wù)一、認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人13五、工業(yè)機(jī)器人分類(lèi)任務(wù)一、認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人14五、工業(yè)機(jī)器人分類(lèi)機(jī)器人按作業(yè)任務(wù)分類(lèi)機(jī)器人按結(jié)構(gòu)特征分類(lèi)任務(wù)二、機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)15一、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)組成工業(yè)機(jī)器人一般由3個(gè)部分組成：機(jī)器人本體、控制器和示教器任務(wù)二、機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)161.工業(yè)機(jī)器人本體本體是工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械主體，是用來(lái)完成各種作業(yè)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它主要由機(jī)械臂、驅(qū)動(dòng)裝置（電機(jī)）、傳動(dòng)單元（減速機(jī)）及內(nèi)部傳感器等部分組成。任務(wù)二、機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)172.機(jī)器人控制器機(jī)器人控制器機(jī)器人控制器是根據(jù)指令以及傳感信息控制機(jī)器人完成一定動(dòng)作或作業(yè)任務(wù)的裝置任務(wù)二、機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)183.工業(yè)機(jī)器人示教器(a)ABB(b)KUKA(c)FANUC(d)安川機(jī)器人示教器是進(jìn)行機(jī)器人手動(dòng)操縱、程序編寫(xiě)、參數(shù)配置以及監(jiān)控用的手持裝置。任務(wù)二、機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)19二、工業(yè)機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)主要有以下幾種：自由度、工作范圍、最大工作速度、負(fù)載能力、定位精度和重復(fù)定位精度等。1.自由度，是描述物體運(yùn)動(dòng)所需要的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)。2．工作范圍，是指機(jī)器人手臂末端或手腕中心運(yùn)動(dòng)時(shí)所能到達(dá)的所有點(diǎn)的集合。3．最大工作速度，最大的穩(wěn)定速度。4．負(fù)載能力，又稱(chēng)為有效負(fù)載。5．定位精度和重復(fù)定位精度，是機(jī)器人選型的重要參數(shù)。任務(wù)二、機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)20三、工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軸與坐標(biāo)系1.機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸按其功能可劃分為機(jī)器人軸、基座軸、工裝軸。基座軸和工裝軸統(tǒng)稱(chēng)為外部軸。

KUKA機(jī)器人各運(yùn)動(dòng)軸機(jī)器人軸與外部軸任務(wù)二、機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)212.機(jī)器人坐標(biāo)系在關(guān)節(jié)坐標(biāo)系下，機(jī)器人各關(guān)節(jié)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，有幾個(gè)關(guān)節(jié)就能幾個(gè)自由度獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。直角坐標(biāo)系是機(jī)器人示教和編程時(shí)經(jīng)常使用的坐標(biāo)系之一。任務(wù)二、機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)22機(jī)器人直角坐標(biāo)系23本節(jié)完畢感謝觀看工業(yè)機(jī)器人焊接工藝與技能

模塊二、工業(yè)機(jī)器人焊接系統(tǒng)任務(wù)一、認(rèn)識(shí)焊接機(jī)器人一、焊接機(jī)器人發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀1.焊接機(jī)器人焊接機(jī)器人是從事焊接作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人。焊接機(jī)器人需要在工業(yè)機(jī)器人的末端法蘭處安裝焊槍、焊鉗或激光焊接頭，使之能進(jìn)行焊接作業(yè)。任務(wù)一、認(rèn)識(shí)焊接機(jī)器人一、焊接機(jī)器人發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀2.焊接機(jī)器人發(fā)展焊接機(jī)器人誕生至今已有三代：第一代是示教-再現(xiàn)型機(jī)器人，焊接機(jī)器人不具備外界信息的反饋能力，工人通過(guò)示教器控制機(jī)器人的行動(dòng)；第二代是具有感知能力的機(jī)器人，焊接機(jī)器人依托傳感技術(shù)，獲得了一定的環(huán)境感知能力，可以根據(jù)既定規(guī)則對(duì)環(huán)境變化做出響應(yīng)；第三代智能型焊接機(jī)器人，不但具有感知能力，而且具有獨(dú)立判斷、行動(dòng)、記憶、推理和決策的能力，能完成更加復(fù)雜的動(dòng)作。任務(wù)一、認(rèn)識(shí)焊接機(jī)器人一、焊接機(jī)器人發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀3.焊接機(jī)器人市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局在國(guó)際社會(huì)上，美國(guó)、日本以及歐洲公司在焊接機(jī)器人市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。瑞典ABB、日本發(fā)那科(FANUC)、日本安川電機(jī)(YASKAWA)和德國(guó)庫(kù)卡(KUKA)這四家企業(yè)仍是工業(yè)機(jī)器人的四大家族，成為全球主要的焊接工業(yè)機(jī)器人供貨商，占據(jù)全球約50%的市場(chǎng)份額。

任務(wù)一、認(rèn)識(shí)焊接機(jī)器人一、焊接機(jī)器人發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀3.焊接機(jī)器人市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局

國(guó)內(nèi)知名的焊接機(jī)器人品牌主要有廣州數(shù)控、南京埃斯頓、沈陽(yáng)新松、蕪湖埃夫特、上海新時(shí)達(dá)等。國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)的焊接機(jī)器人系統(tǒng)集成商主要有安徽巨一、大連奧托、華恒焊接、廣州明珞、天津福臻、上海鑫燕隆、安徽瑞祥、廣州瑞松、上海德梅柯、長(zhǎng)沙長(zhǎng)泰等企業(yè)任務(wù)一、認(rèn)識(shí)焊接機(jī)器人二、焊接機(jī)器人分類(lèi)1.按照機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)程度分類(lèi)第一類(lèi)為示教再現(xiàn)型機(jī)器人，屬于第一代工業(yè)機(jī)器人，由操作者將完成某項(xiàng)作業(yè)所需的運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度、觸發(fā)條件、作業(yè)順序等信息通過(guò)直接或間接的方式對(duì)機(jī)器人進(jìn)行“示教”，由記憶單元將示教過(guò)程進(jìn)行記錄，再在一定的精度范圍內(nèi)，重復(fù)再現(xiàn)被示教的內(nèi)容，目前在工業(yè)中得到大量應(yīng)用的焊接機(jī)器人多屬此類(lèi)；任務(wù)一、認(rèn)識(shí)焊接機(jī)器人二、焊接機(jī)器人分類(lèi)1.按照機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)程度分類(lèi)第二類(lèi)為具有一定智能、能夠通過(guò)傳感手段（觸覺(jué)、力覺(jué)、視覺(jué)等）對(duì)環(huán)境進(jìn)行一定程度的感知，并根據(jù)感知到的信息對(duì)機(jī)器人作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆答伩刂疲瑢?duì)焊槍對(duì)中情況、運(yùn)動(dòng)速度、焊槍姿態(tài)、焊接是否開(kāi)始或終止等進(jìn)行修正，屬于工業(yè)機(jī)器人在其自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的第二代，采用接觸式傳感、結(jié)構(gòu)光視覺(jué)等方法實(shí)現(xiàn)焊縫自動(dòng)尋位與自動(dòng)跟蹤的焊接機(jī)器人就屬于這一類(lèi)；任務(wù)一、認(rèn)識(shí)焊接機(jī)器人二、焊接機(jī)器人分類(lèi)1.按照機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)程度分類(lèi)第三類(lèi)除了具有一定的感知能力外，還具有一定的決策和規(guī)劃能力，例如能夠利用計(jì)算機(jī)處理傳感結(jié)果并對(duì)焊接任務(wù)進(jìn)行規(guī)劃，或根據(jù)焊接過(guò)程中的多信息傳感進(jìn)行智能決策等，該類(lèi)焊接機(jī)器人仍處于研究階段，尚未見(jiàn)實(shí)際應(yīng)用。任務(wù)一、認(rèn)識(shí)焊接機(jī)器人二、焊接機(jī)器人分類(lèi)2.按性能指標(biāo)分類(lèi)可將其分為五種：超大型焊接機(jī)器人、大型焊接機(jī)器人、中型焊接機(jī)器人、小型焊接機(jī)器人、超小型焊接機(jī)器人。分類(lèi)負(fù)載能力P/N作業(yè)空間V/M3超大型機(jī)器人大型機(jī)器人中型機(jī)器人小型機(jī)器人超小型機(jī)器人任務(wù)一、認(rèn)識(shí)焊接機(jī)器人二、焊接機(jī)器人分類(lèi)3.按所采用的焊接工藝方法分類(lèi)按照機(jī)器人作業(yè)中所采用的焊接方法，可將焊接機(jī)器人分為點(diǎn)焊機(jī)器人、弧焊機(jī)器人、激光焊接機(jī)器人、攪拌摩擦焊機(jī)器人等類(lèi)型。（1）點(diǎn)焊機(jī)器人點(diǎn)焊機(jī)器人具有有效載荷大、工作空間大的特點(diǎn)，配備有專(zhuān)用的點(diǎn)焊槍?zhuān)⒛軐?shí)現(xiàn)靈活準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)，以適應(yīng)點(diǎn)焊作業(yè)的要求，其最典型的應(yīng)用是用于汽車(chē)車(chē)身的自動(dòng)裝配生產(chǎn)線。任務(wù)一、認(rèn)識(shí)焊接機(jī)器人二、焊接機(jī)器人分類(lèi)3.按所采用的焊接工藝方法分類(lèi)（2）弧焊機(jī)器人因弧焊的連續(xù)作業(yè)要求，需實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，也可利用插補(bǔ)功能根據(jù)示教點(diǎn)生成連續(xù)焊接軌跡，弧焊機(jī)器人除機(jī)器人本體、示教器與控制柜之外，還包括焊槍、自動(dòng)送絲機(jī)構(gòu)、焊接電源、保護(hù)氣體相關(guān)部件等，根據(jù)熔化極焊接與熔化極焊接的區(qū)別，其送絲機(jī)構(gòu)在安裝位置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也有不同的要求。任務(wù)一、認(rèn)識(shí)焊接機(jī)器人二、焊接機(jī)器人分類(lèi)3.按所采用的焊接工藝方法分類(lèi)（3）激光焊機(jī)器人激光焊機(jī)器人除了滿(mǎn)足較高的精度要求外，還常通過(guò)與線性軸、旋轉(zhuǎn)臺(tái)或其他機(jī)器人協(xié)作的方式實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲線焊縫或大型焊件的靈活焊接。任務(wù)一、認(rèn)識(shí)焊接機(jī)器人二、焊接機(jī)器人分類(lèi)3.按所采用的焊接工藝方法分類(lèi)（4）攪拌摩擦焊機(jī)器人攪拌摩擦焊機(jī)器人集成了傳統(tǒng)的攪拌摩擦焊機(jī)頭，利用機(jī)器人的柔性化特征實(shí)現(xiàn)直線、平面二維和空間三維的攪拌摩擦焊接，該設(shè)備可保證攪拌摩擦焊過(guò)程的穩(wěn)定性焊接，實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程的高度自動(dòng)化、全程無(wú)人干預(yù)等優(yōu)點(diǎn)。攪拌摩擦焊機(jī)器人除機(jī)器人本體、示教器與控制柜之外，還包括攪拌摩擦焊管線包、攪拌摩擦控制柜、攪拌頭、FSW(摩擦攪拌接合)設(shè)備和液冷系統(tǒng)等。任務(wù)一、認(rèn)識(shí)焊接機(jī)器人三、焊接機(jī)器人應(yīng)用優(yōu)勢(shì)焊接機(jī)器人之所以能夠占據(jù)整個(gè)工業(yè)機(jī)器人總量的50%，與焊接這個(gè)特殊的行業(yè)有關(guān)，焊接作為工業(yè)“裁縫”，是工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的加工手段，同時(shí)由于焊接煙塵、弧光、金屬飛濺的存在，焊接的工作環(huán)境又非常惡劣，焊接質(zhì)量的好壞對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量起決定性的影響。歸納起來(lái)采用焊接機(jī)器人主要有以下應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：（1）焊接質(zhì)量穩(wěn)定，保證其均一性；（2）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；（3）改善了工人的勞動(dòng)條件；

（4）產(chǎn)品周期明確，容易控制產(chǎn)品產(chǎn)量；（5）可縮短產(chǎn)品改型換代的周期，減少相應(yīng)的設(shè)備投資。任務(wù)二、弧焊機(jī)器人系統(tǒng)一、弧焊機(jī)器人系統(tǒng)弧焊機(jī)器人主要應(yīng)用于各類(lèi)汽車(chē)零部件、工程機(jī)械、金屬行業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn),主要有熔化極焊接作業(yè)和非熔化極焊接作業(yè)兩種類(lèi)型，具有可長(zhǎng)期進(jìn)行焊接作業(yè)、保證焊接作業(yè)的高生產(chǎn)率、高質(zhì)量和高穩(wěn)定性等特點(diǎn)?；『笝C(jī)器人系統(tǒng)主要由機(jī)器人本體、機(jī)器人控制器、示教器、焊接電源、焊槍、送絲裝置、焊接變位機(jī)等輔助裝置等組成。任務(wù)二、弧焊機(jī)器人系統(tǒng)1.機(jī)器人本體2.機(jī)器人控制柜3.焊接電源4.焊接變位機(jī)5.送絲裝置（送絲機(jī)構(gòu)）6.送絲裝置（焊絲盤(pán)）7.焊槍8.示教器弧焊機(jī)器人系統(tǒng)組成如下圖所示：任務(wù)二、弧焊機(jī)器人系統(tǒng)二、弧焊機(jī)器人本體、控制器及示教器功能弧焊機(jī)器人本體、控制器及示教器是弧焊機(jī)器人焊接系統(tǒng)的主要部分，其功能見(jiàn)下表：任務(wù)二、弧焊機(jī)器人系統(tǒng)三、焊接電源弧焊焊接電源是用來(lái)對(duì)焊接電弧提供電能的一種專(zhuān)用設(shè)備。焊接電源是焊接工藝裝備的“核心”，主要功能是將工業(yè)級(jí)交流電源轉(zhuǎn)化成滿(mǎn)足焊接工藝需求的電源，弧焊電源的負(fù)載是電弧，在選擇弧焊電源時(shí)，必須考慮到其必須具有工件弧焊工藝所要求的電氣性能，例如合適的空載電壓，一定形狀的外部特性，靈活的調(diào)節(jié)特性以及良好的動(dòng)態(tài)特性等等?；『鸽娫窗凑蛰敵龅碾娏鞣诸?lèi)，可以分為交流、直流以及脈沖三種，而按照輸出外特性特征分類(lèi)，可以分為恒壓特性、恒流特性以及緩降特性三種。任務(wù)二、弧焊機(jī)器人系統(tǒng)三、焊接電源焊接電源及功能描述詳見(jiàn)下表：任務(wù)二、弧焊機(jī)器人系統(tǒng)四、弧焊機(jī)器人焊槍機(jī)器人焊槍的主要作用是提供電弧穩(wěn)定燃燒及熔池保護(hù)所需介質(zhì)的通道，通常焊槍上裝有防碰撞傳感器，以減輕機(jī)器人及焊槍碰到工件因撞擊所造成的損壞。此外，為避免焊槍持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間焊接因溫度過(guò)熱燒損，弧焊焊槍上一般有冷卻通道，用于冷卻介質(zhì)水或者空氣的流通。根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，可分為水冷焊槍和空冷焊槍。Ar、He氣保焊電流超200A或CO2氣保焊電流超過(guò)500A時(shí)，基本采用水冷。任務(wù)二、弧焊機(jī)器人系統(tǒng)四、弧焊機(jī)器人焊槍弧焊機(jī)器人焊槍及功能見(jiàn)下表：任務(wù)二、弧焊機(jī)器人系統(tǒng)五、送絲裝置弧焊機(jī)器人工作站所配備的送絲裝置由送絲機(jī)、焊絲盤(pán)及送絲軟管三個(gè)部分組成。弧焊機(jī)器人的送絲穩(wěn)定性是關(guān)系到焊接能否連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行的重要因素。

送絲機(jī)按照安裝方式可以分為一體式和分離式，一體式即送絲機(jī)可安裝于機(jī)器人上臂的后部，與機(jī)器人本體組合使用。而將送絲機(jī)與機(jī)器人本體分開(kāi)安裝則被稱(chēng)為分離式。目前，弧焊機(jī)器人工作站系統(tǒng)中送絲系統(tǒng)采用一體式送絲機(jī)的比例越來(lái)越大，在此需要重點(diǎn)注意的是，對(duì)于需要在焊接過(guò)程中自動(dòng)更換焊槍?zhuān)ㄗ儞Q焊絲直徑或種類(lèi)）的焊接系統(tǒng)，必須采用分離式送絲機(jī)。任務(wù)二、弧焊機(jī)器人系統(tǒng)五、送絲裝置一體式送絲裝置及其功能見(jiàn)下表：任務(wù)二、弧焊機(jī)器人系統(tǒng)六、其他附屬設(shè)備其他常用附屬設(shè)備主要有變位機(jī)、清槍剪絲裝置、工裝夾具、保護(hù)氣瓶、抽排煙設(shè)備和安全單元等，變位機(jī)、清槍剪絲裝置、工裝夾具、保護(hù)氣瓶功能見(jiàn)下表：任務(wù)二、弧焊機(jī)器人系統(tǒng)六、其他附屬設(shè)備抽排煙設(shè)備和安全單元等功能見(jiàn)下表：任務(wù)三、點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)一、點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)點(diǎn)焊機(jī)器人應(yīng)用廣泛，其中汽車(chē)制造領(lǐng)域、不銹鋼管道、板材、船舶制造等領(lǐng)域中經(jīng)常出現(xiàn)點(diǎn)焊機(jī)器人的身影。點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)主要由機(jī)器人本體、機(jī)器人控制柜、機(jī)器人焊鉗、焊鉗控制器（點(diǎn)焊控制器）、焊接變壓器（一體式焊鉗集成了焊接變壓器）、冷卻裝置、修磨及換帽設(shè)備等輔助裝置組成。其中，點(diǎn)焊控制器屬于電源及控制裝置，焊接變壓器屬于能量轉(zhuǎn)換裝置，焊鉗屬于焊接執(zhí)行機(jī)構(gòu)。點(diǎn)焊控制器、焊接變壓器和焊鉗三部分又稱(chēng)為點(diǎn)焊設(shè)備。任務(wù)三、點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)一、點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)組成如下圖所示：1.機(jī)器人本體2.機(jī)器人控制柜3.機(jī)器人焊鉗4.焊鉗控制器5.修磨及換帽設(shè)備6.水氣路控制面版7.冷卻裝置任務(wù)三、點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)二、焊機(jī)器人本體、控制柜及示教器點(diǎn)焊機(jī)器人本體、控制柜及示教器是點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)的主要組成部分，其功能見(jiàn)下表：任務(wù)三、點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)三、焊鉗控制器（點(diǎn)焊控制器）機(jī)器人焊鉗控制器屬于電源及控制裝置，主要作用是提供焊接動(dòng)力，控制焊鉗焊接時(shí)間、電流和壓力，穩(wěn)定焊接質(zhì)量。焊鉗控制器綜合了機(jī)械的各種動(dòng)作控制、時(shí)間控制以及電流調(diào)整功能。焊鉗控制器通常與機(jī)器人本體控制柜分開(kāi)，二者通過(guò)應(yīng)答通訊聯(lián)系，機(jī)器人控制柜給出焊接信號(hào)后，其焊接過(guò)程由焊鉗控制器自行控制，焊接結(jié)束后給機(jī)器人發(fā)出結(jié)束信號(hào)，以便機(jī)器人控制柜控制機(jī)器人移動(dòng)。任務(wù)三、點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)三、焊鉗控制器（點(diǎn)焊控制器）機(jī)器人焊鉗控制器功能詳見(jiàn)下表：任務(wù)三、點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)四、機(jī)器人焊鉗機(jī)器人焊鉗是焊接執(zhí)行機(jī)構(gòu)，焊鉗上一般集成焊接變壓器和冷卻通道。點(diǎn)焊機(jī)器人焊鉗從用途上可分為X型和C型兩種焊鉗。按焊鉗的行程，焊鉗可以分為單行程和雙行程。按加壓的驅(qū)動(dòng)方式，焊鉗可以分為氣動(dòng)焊鉗和電動(dòng)焊鉗。按焊鉗變壓器的種類(lèi)，焊鉗可以分為工頻焊鉗和中頻焊鉗。按焊鉗的加壓力大小，焊鉗可以分為輕型焊鉗和重型焊鉗。從焊接變壓器與焊鉗的結(jié)構(gòu)關(guān)系上又可以將點(diǎn)焊機(jī)器人焊鉗分為分離式、內(nèi)藏式和一體式。目前汽車(chē)整機(jī)廠常用的機(jī)器人點(diǎn)焊焊槍一般為電動(dòng)伺服焊鉗。任務(wù)三、點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)四、機(jī)器人焊鉗X型和C型兩種焊鉗及功能詳見(jiàn)下表：任務(wù)三、點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)五、修磨及換帽設(shè)備焊鉗直接與工件接觸的地方又稱(chēng)電極帽，電極帽屬于焊接消耗部件，焊接一定的次數(shù)后（一般為1000-1200點(diǎn)），由于磨損而需要修磨或更換。電極帽修磨及換帽設(shè)備主要功能是完成焊鉗電極帽的修磨和更換。焊接現(xiàn)場(chǎng)使用的設(shè)備大多是修磨換帽一體機(jī)，主要由電極修磨單元、電極拆卸單元、電極裝料單元組成。任務(wù)三、點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)五、修磨及換帽設(shè)備修磨換帽一體機(jī)功能描述詳見(jiàn)下表：任務(wù)三、點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)六、其他附屬設(shè)備其他附屬設(shè)備有焊鉗冷卻裝置、工裝夾具、及安全單元等。焊鉗冷卻裝置通常分為空冷和水冷兩種，其中水冷是成本最低的，使用比較廣泛的。水冷系統(tǒng)包括開(kāi)設(shè)進(jìn)風(fēng)窗和排風(fēng)窗的冷卻水箱，儲(chǔ)存有冷卻水，通過(guò)輸水管輸送至待冷卻設(shè)備，通過(guò)回水管輸送經(jīng)過(guò)待冷卻設(shè)備的冷卻水回到自身的儲(chǔ)水箱，以及設(shè)置在輸水管的路徑上促使輸水管內(nèi)的冷卻水與空氣發(fā)生至少兩次熱交換的降溫系統(tǒng)，儲(chǔ)水箱的溫度隨著工作時(shí)長(zhǎng)的推移會(huì)有所上升從而降低循環(huán)使用的冷卻水降溫效果。安全單元是焊接機(jī)器人工作站應(yīng)用與維護(hù)的基礎(chǔ)性安全保障。任務(wù)三、點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)六、其他附屬設(shè)備點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)其他附屬設(shè)備功能描述詳見(jiàn)下表：任務(wù)四、激光焊機(jī)器人系統(tǒng)一、激光焊機(jī)器人系統(tǒng)激光焊接技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展最快的一項(xiàng)激光加工技術(shù)。由于其獨(dú)特的柔性和生產(chǎn)效率，激光加工已經(jīng)成為各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的獨(dú)特的工藝。應(yīng)用領(lǐng)域包括鈑金加工，汽車(chē)，廚房設(shè)備以及電子工程，醫(yī)療或者是模具制造行業(yè)。與傳統(tǒng)焊接工藝相比，激光焊接具有許多優(yōu)勢(shì)，可用于完全不同類(lèi)型的應(yīng)用。機(jī)器人激光焊接可提供精確和清潔的焊接，而其他焊接方法更容易出現(xiàn)不一致并可能留下不準(zhǔn)確的焊接。激光焊接也更加通用，適用于各種厚度的金屬。它可以比傳統(tǒng)焊接更快，并且具有明顯更小的熱影響區(qū)，最大限度地減少焊接過(guò)程中零件的變形。任務(wù)四、激光焊機(jī)器人系統(tǒng)一、激光焊機(jī)器人系統(tǒng)激光焊接過(guò)程可分為脈沖激光焊接和連續(xù)激光焊接兩種形式,在連續(xù)激光焊接焊接熔池形成的機(jī)理又分為熱導(dǎo)焊和熱熔焊兩種具體形式。熱導(dǎo)焊主要用于薄件，而熱熔焊是工業(yè)應(yīng)用的主要焊接方法。

激光焊接根據(jù)應(yīng)用類(lèi)型又可以分為激光釬焊、激光熔焊、飛行焊接(亦稱(chēng)遠(yuǎn)程焊接或掃描焊接)。機(jī)器人激光焊接系統(tǒng)主要由機(jī)器人本體、機(jī)器人控制柜、激光焊接頭、激光源及光導(dǎo)聚焦系統(tǒng)、冷卻裝置等輔助裝置組成。任務(wù)四、激光焊機(jī)器人系統(tǒng)一、激光焊機(jī)器人系統(tǒng)激光焊接機(jī)器人系統(tǒng)組成如下圖：1.機(jī)器人本體2.機(jī)器人控制柜3.激光焊接頭4.激光源5.冷卻裝置6.光導(dǎo)聚焦系統(tǒng)任務(wù)四、激光焊機(jī)器人系統(tǒng)二、激光焊機(jī)器人本體、控制器及示教器激光焊機(jī)器人本體、控制器及示教器是激光焊機(jī)器人系統(tǒng)主要部分，其功能詳見(jiàn)右表：

任務(wù)四、激光焊機(jī)器人系統(tǒng)三、焊接激光頭焊接激光頭是整個(gè)設(shè)備的核心，在焊接的過(guò)程中起到很大的作用，焊接的能量的主要來(lái)源就是從這里發(fā)射出去的。焊接激光頭通常根據(jù)焊接類(lèi)型可分為釬焊激光頭、熔焊激光頭和遠(yuǎn)程激光頭，其功能詳見(jiàn)右表：

任務(wù)四、激光焊機(jī)器人系統(tǒng)四、激光源及光導(dǎo)聚焦系統(tǒng)激光源又稱(chēng)激光器，是指為使激光工作物質(zhì)實(shí)現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)而提供能量來(lái)源的機(jī)構(gòu)或裝置。一般由激光工作物質(zhì)、激勵(lì)源和光學(xué)諧振腔組成。根據(jù)工作物質(zhì)的不同可把所有的激光器分為以下幾大類(lèi)。

（1）固體激光器（晶體和玻璃）；（2）氣體激光器；（3）液體激光器；

（4）半導(dǎo)體激光器；（5）自由電子激光器。用于激光焊接的激光器主要有CO2氣體激光器和YAG固體激光器兩種。CO2氣體激光器功率大，是目前深熔焊主要采用的激光器，但從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，在汽車(chē)領(lǐng)域，YAG固體激光器的應(yīng)用更廣。任務(wù)四、激光焊機(jī)器人系統(tǒng)四、激光源及光導(dǎo)聚焦系統(tǒng)光導(dǎo)聚焦系統(tǒng)由圓偏振鏡、擴(kuò)束鏡、反射鏡或光纖、聚焦鏡等組成，實(shí)現(xiàn)改變光束偏振狀態(tài)、方向，傳輸光束和聚焦的功能。激光器及光導(dǎo)系統(tǒng)功能描述詳見(jiàn)右表：

任務(wù)四、激光焊機(jī)器人系統(tǒng)五、其他附屬設(shè)備其他附屬設(shè)備主要有冷卻單元、工裝夾具、安全單元等，其功能描述詳見(jiàn)下表：工業(yè)機(jī)器人焊接工藝與技能

模塊三、工業(yè)機(jī)器人焊接工藝任務(wù)一、焊接及焊接方法一、焊接定義及分類(lèi)

焊接是通過(guò)加熱或加壓，或兩者并用，用或不用填充材料，使焊件達(dá)到結(jié)合的一種加工工藝方法。

目前世界各國(guó)年平均生產(chǎn)的焊接結(jié)構(gòu)用鋼已占鋼產(chǎn)量的45%左右，焊接是目前應(yīng)用最為廣泛的一種永久性連接方法。按照焊接過(guò)程中金屬所處的狀態(tài)不同，可以把焊接方法分為熔焊、壓焊和釬焊三類(lèi)。任務(wù)一、焊接及焊接方法任務(wù)一、焊接及焊接方法1.熔焊熔焊是在焊接過(guò)程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法。如電弧焊、電渣焊、激光焊等。電弧焊是弧焊機(jī)器人采用的焊接方法，其中熔化極氣體保護(hù)焊應(yīng)用最廣。任務(wù)一、焊接及焊接方法2.壓焊壓焊是在焊接過(guò)程中，必須對(duì)焊件施加壓力（加熱或不加熱），以完成焊接的方法。

電阻焊則是利用本身的電阻熱及大量塑性變形能量而形成焊縫或接頭的。

目前常用的電阻焊方法主要是點(diǎn)焊、縫焊、對(duì)焊和凸焊。

點(diǎn)焊就是點(diǎn)焊機(jī)器人所采用的電阻焊方法。任務(wù)一、焊接及焊接方法3.釬焊釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。常見(jiàn)的釬焊方法有烙鐵釬焊、火焰釬焊等。a）點(diǎn)焊b）縫焊c）凸焊d）對(duì)焊任務(wù)一、焊接及焊接方法二、焊接熱能實(shí)現(xiàn)金屬焊接常用焊接方法的熱能有電弧熱、電阻熱、化學(xué)熱、摩擦熱、激光束、電子束等。任務(wù)一、焊接及焊接方法三、焊縫的形成焊縫金屬是在焊接熱源作用下，由熔化的填充材料（焊條或焊絲）及母材熔合而成的。其形成過(guò)程可歸納為互相聯(lián)系和交錯(cuò)進(jìn)行的三個(gè)過(guò)程：一是焊絲（焊條）及母材的加熱熔化；二是熔化金屬（母材、填充材料）、熔渣（藥皮或焊劑熔化產(chǎn)生）、氣相（藥皮或焊劑熔化產(chǎn)生的氣體、保護(hù)氣體、焊接區(qū)空氣等）之間進(jìn)行的化學(xué)冶金反應(yīng)；三是快速連續(xù)冷卻下的焊縫金屬的結(jié)晶。任務(wù)一、焊接及焊接方法1.焊絲（焊條）及母材的加熱熔化（1）焊絲（焊條）金屬向母材的過(guò)渡焊絲或焊條端部熔化形成的向熔池過(guò)渡的液態(tài)金屬滴稱(chēng)為熔滴。熔滴通過(guò)電弧空間向熔池轉(zhuǎn)移的過(guò)程稱(chēng)為熔滴過(guò)渡。金屬熔滴向熔池過(guò)渡根據(jù)其形式不同，大致可分為滴狀過(guò)渡、短路過(guò)渡和噴射過(guò)渡。a）滴狀過(guò)渡b）短路過(guò)渡c）噴射過(guò)渡任務(wù)一、焊接及焊接方法（2）熔池的形成母材上由熔化的焊絲或焊條金屬與母材金屬所組成的具有一定幾何形狀的液體金屬稱(chēng)為焊接熔池。焊接時(shí)若不加填充材料，則熔池僅由熔化的母材組成。焊接時(shí)，熔池隨熱源的向前移動(dòng)而作同步運(yùn)動(dòng)，很像一個(gè)不太標(biāo)準(zhǔn)的半橢球。熔池的大小，存在時(shí)間對(duì)焊縫性能有很大影響。熔池的主要尺寸有熔池的長(zhǎng)度L、最大寬度Bmax和最大深度Hmax。任務(wù)一、焊接及焊接方法2.焊縫金屬的結(jié)晶熔池液態(tài)金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過(guò)程稱(chēng)為焊縫金屬的結(jié)晶。焊接熔池結(jié)晶有以下特點(diǎn)。（1）焊接熔池的體積小、冷卻速度大一般電弧焊條件下，熔池體積最大也只有幾十立方厘米，質(zhì)量不超過(guò)100g。熔池被冷金屬包圍，冷卻速度大，一般達(dá)4～100℃/s。（2）焊接熔池的溫度分布極不均勻熔池中部處于熱源中心呈過(guò)熱狀態(tài)，一般鋼可達(dá)2300℃左右，而熔池邊緣緊鄰未熔化的母材處，是過(guò)冷的液態(tài)金屬，從熔池中心到邊緣存在很大的溫度梯度，溫度分布極不均勻。（3）熔池在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下結(jié)晶金屬的熔化和結(jié)晶是同時(shí)進(jìn)行的，并以等速隨熱源而移動(dòng)，熔池前半部進(jìn)行加熱與熔化，而后半部則是冷卻與結(jié)晶。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝一、熔化極氣體保護(hù)焊1.熔化極氣體保護(hù)焊的原理熔化極氣體保護(hù)焊是采用連續(xù)送進(jìn)可熔化的焊絲與焊件之間的電弧作為熱源來(lái)熔化焊絲和焊件，形成熔池和焊縫的焊接方法。為了得到良好的焊縫并保證焊接過(guò)程的穩(wěn)定性應(yīng)利用外加氣體作為電弧介質(zhì)并保護(hù)熔滴、熔池和焊接區(qū)金屬免受周?chē)諝獾挠泻ψ饔谩?—送絲滾輪2—焊絲3—噴嘴4—導(dǎo)電嘴5—保護(hù)氣體6—焊縫金屬7—電弧8—送絲機(jī)任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝2.熔化極氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)（1）采用明弧焊，一般不必用焊劑沒(méi)有熔渣，熔池可見(jiàn)度好，便于操作。保護(hù)氣體是噴射的，適宜全位置焊接，不受空間位置的限制，有利于實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程自動(dòng)化。（2）由于電弧在保護(hù)氣流的壓縮下熱量集中，焊接熔池和熱影響區(qū)很小，因此焊接變形小、焊接裂紋傾向不大，尤其適用于薄板焊接。（3）采用氬、氦等惰性氣體保護(hù)，焊接化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬或合金時(shí)，可獲得高質(zhì)量的焊接接頭。（4）氣體保護(hù)焊不宜在有風(fēng)的地方施焊，在室外作業(yè)時(shí)須有專(zhuān)門(mén)的防風(fēng)措施，此外，電弧光的輻射較強(qiáng)，焊接設(shè)備較復(fù)雜。任務(wù)二機(jī)器人弧焊方法與工藝3.熔化極氣體保護(hù)焊的分類(lèi)（1）熔化極氣體保護(hù)焊按保護(hù)氣體的成分可分為熔化極惰性氣體保護(hù)焊（MIG）、熔化極活性氣體保護(hù)焊（MAG）、CO2氣體保護(hù)焊（CO2焊）三種。（2）熔化極氣體保護(hù)焊按所用的焊絲類(lèi)型不同分為實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊和藥芯焊絲氣體保護(hù)焊。（3）熔化極氣體保護(hù)焊按操作方式的不同，可分為半自動(dòng)氣體保護(hù)焊和自動(dòng)氣體保護(hù)焊。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝4.熔化極氣體保護(hù)焊常用氣體及應(yīng)用熔化極氣體保護(hù)焊常用的氣體有：氬氣（Ar）、氦氣（He）、氮?dú)猓∟2）、氫氣（H2）、二氧化碳?xì)怏w（CO2）及混合氣體。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝（1）氬氣（Ar）和氦氣（He）氬氣、氦氣是惰性氣體，對(duì)化學(xué)性質(zhì)活潑而易與氧起反應(yīng)的金屬，是非常理想的保護(hù)氣體，故常用于鋁、鎂、鈦等金屬及其合金的焊接。氦氣的消耗量很大，價(jià)格昂貴，常和氬氣等混合起來(lái)使用。（2）氮?dú)猓∟2）和氫氣（H2）氮不溶于銅及銅合金，可作為銅及合金焊接的保護(hù)氣體。氫氣很少單獨(dú)應(yīng)用。氮?dú)狻錃獬：推渌鼩怏w混合起來(lái)使用。（3）二氧化碳（CO2）二氧化碳是氧化性氣體，來(lái)源豐富，成本低，主要用于碳素鋼及低合金鋼的焊接。（4）混合氣體混合氣體是一種保護(hù)氣體中加入適當(dāng)份量的另一種(或兩種)其它氣體。應(yīng)用最廣的是在惰性氣體氬（Ar）中加入少量的氧化性氣體（CO2、O2或其混合氣體），這種焊接方法稱(chēng)為熔化極活性氣體保護(hù)焊，英文簡(jiǎn)稱(chēng)為MAG焊。混合氣體中氬氣所占比例大，常稱(chēng)為富氬混合氣體保護(hù)焊，常用其來(lái)焊接碳鋼、低合金鋼及不銹鋼。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝二、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊1.CO2焊原理及特點(diǎn)（1）CO2焊原理CO2氣體保護(hù)焊是利用CO2作為保護(hù)氣體的一種熔化極氣體保護(hù)電弧焊方法，簡(jiǎn)稱(chēng)CO2焊。

電源的兩輸出端分別接在焊槍和焊件上。盤(pán)狀焊絲由送絲機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，經(jīng)軟管和導(dǎo)電嘴不斷地向電弧區(qū)域送給；同時(shí)，CO2氣體以一定的壓力和流量送入焊槍?zhuān)ㄟ^(guò)噴嘴后，形成一股保護(hù)氣流，使熔池和電弧不受空氣的侵入。隨著焊槍的移動(dòng)，熔池金屬冷卻凝固而成焊縫，從而將被焊的焊件連成一體。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝2）CO2焊的優(yōu)缺點(diǎn)CO2焊優(yōu)點(diǎn)①焊接成本低。CO2氣體來(lái)源廣、價(jià)格低，消耗電能少。②生產(chǎn)率高。焊接電流密度大，焊絲的熔化率提高；焊絲連續(xù)送進(jìn)，焊后沒(méi)有焊渣，節(jié)省了清渣時(shí)間。生產(chǎn)率比焊條電弧焊高1～4倍。③焊接質(zhì)量高。CO2焊對(duì)鐵銹的敏感性不大，焊縫中不易產(chǎn)生氣孔。④焊接變形和焊接應(yīng)力小。電弧熱量集中，加熱面積小，CO2氣流有較強(qiáng)的冷卻作用。⑤操作性能好。明弧焊，可以看清電弧和熔池情況，便于掌握與調(diào)整。⑥適用范圍廣?？扇恢煤附樱m用焊接薄板及中、厚板的焊接。CO2焊缺點(diǎn)①飛濺較大，焊縫表面成形較差。②不能焊接容易氧化的有色金屬材料。③很難用交流電源焊接及在有風(fēng)的地方施焊。④弧光較強(qiáng)，特別是大電流焊接時(shí)，電弧光熱輻射較強(qiáng)。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝CO2焊的冶金特性1.合金元素的氧化與脫氧（1）合金元素氧化CO2在電弧高溫作用下，易分解為一氧化碳和氧，使電弧氣氛具有很強(qiáng)的氧化。其中CO在焊接條件下不溶于金屬，也不與金屬發(fā)生反應(yīng)，而原子狀態(tài)的氧使鐵及合金元素迅速氧化。結(jié)果使鐵、錳、硅等焊縫有用的合金元素大量氧化燒損，降低力學(xué)性能。同時(shí)溶入金屬的FeO與C元素作用產(chǎn)生的CO氣體，一方面使熔滴和熔池金屬發(fā)生爆破，產(chǎn)生大量的飛濺；另一方面結(jié)晶時(shí)來(lái)不逸出，導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生氣孔。（2）脫氧CO2焊通常的脫氧方法是采用具有足夠脫氧元素的焊絲。常用的脫氧元素是錳、硅、鋁、鈦等。對(duì)于低碳鋼及低合金鋼的焊接，主要采用錳、硅聯(lián)合脫氧的方法，因?yàn)殄i和硅脫氧后生成的MnO和SiO2能形成復(fù)合物浮出熔池，形成一層微薄的渣殼覆蓋在焊縫表面。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝2.CO2焊的氣孔（1）一氧化碳?xì)饪桩?dāng)焊絲中脫氧元素不足，使大量的FeO不能還原而溶于金屬中，在熔池結(jié)晶時(shí)發(fā)生下列反應(yīng)：FeO+C→Fe+CO↑這樣，所生成的CO氣體若來(lái)不及逸出，就會(huì)在焊縫中形成氣孔。因此，應(yīng)保證焊絲中含有足夠的脫氧元素Mn和Si，并嚴(yán)格限制焊絲中的含C量。焊絲選擇適當(dāng)，產(chǎn)生CO氣孔的可能性不大。（2）氫氣孔

氫的來(lái)源主要是焊絲、焊件表面的鐵銹、水分和油污及CO2氣體中含有的水分。CO2焊的保護(hù)氣體氧化性很強(qiáng)，可減弱氫的不利影響，CO2焊時(shí)形成氫氣孔的可能性較小。（3）氮?dú)饪?/p>

若CO2氣流的保護(hù)效果不好，空氣中的氮就會(huì)大量溶入熔池金屬內(nèi)。當(dāng)熔池金屬結(jié)晶凝固時(shí)，若氮來(lái)不及從熔池中逸出，便形成氮?dú)饪?。?yīng)當(dāng)指出，CO2焊最常發(fā)生的是氮?dú)饪?，而氮主要?lái)自于空氣。所以必須加強(qiáng)CO2氣流的保護(hù)效果，這是防止CO2焊的焊縫中產(chǎn)生氣孔的重要途徑。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝3.CO2焊的熔滴過(guò)渡CO2焊熔滴過(guò)渡主要有兩種形式：短路過(guò)渡和滴狀過(guò)渡。噴射過(guò)渡在CO2焊時(shí)很難出現(xiàn)。（1）短路過(guò)渡CO2焊在采用細(xì)焊絲、小電流和低電弧電壓焊接時(shí)，可獲得短路過(guò)渡。短路過(guò)渡時(shí)，電弧長(zhǎng)度較短，焊絲端部熔化的熔滴尚未成為大滴時(shí)便與熔池表面接觸而短路。此時(shí)電弧熄滅，熔滴在電磁收縮力和熔池表面張力共同作用下，迅速脫離焊絲端部過(guò)渡到熔池。隨后電弧又重新引燃，重復(fù)上述過(guò)程。適宜于薄板及全位置焊縫的焊接。

任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝（2）滴狀過(guò)渡CO2焊在采用粗焊絲、較大電流和較高電壓時(shí)，會(huì)出現(xiàn)滴狀過(guò)渡。滴狀過(guò)渡有兩種形式：一是大顆粒過(guò)渡，這時(shí)的電流電壓比短路過(guò)渡稍高，電流一般在400A以下，熔滴較大且不規(guī)則，過(guò)渡頻率較低，易形成偏離焊絲軸線方向的非軸向過(guò)渡，在實(shí)際生產(chǎn)中不宜采用。二是細(xì)滴過(guò)渡，焊接電流在400A以上。由于電磁收縮力的加強(qiáng)，熔滴細(xì)化，過(guò)渡頻率也隨之增加，雖然仍為非軸向過(guò)渡，但飛賤相對(duì)較少，電弧較穩(wěn)定，焊縫成形較好，生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛。粗絲CO2焊滴狀過(guò)渡，多用于中、厚板的焊接。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝4．CO2焊的飛濺（1）CO2焊飛濺的有害影響1）飛濺增大，會(huì)降低焊絲的熔敷系數(shù)，從而增加焊絲及電能的消耗，降低焊接生產(chǎn)率和增加焊接成本。2）飛濺金屬粘著到導(dǎo)電嘴端面和噴嘴內(nèi)壁上，會(huì)使送絲不暢而影響電弧穩(wěn)定性，或者降低保護(hù)氣的保護(hù)作用，容易使焊縫產(chǎn)生氣孔，影響焊縫質(zhì)量。飛濺金屬粘著到導(dǎo)電嘴、噴嘴、焊縫及焊件表面上，需清理，增加了焊接的輔助工時(shí)。3）焊接過(guò)程中飛濺出的金屬，還容易燒壞焊工的工作服，甚至燙傷皮膚，惡化勞動(dòng)條件。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝（2）CO2焊產(chǎn)生飛濺的原因及防止措施1）由冶金反應(yīng)引起的飛濺

焊接過(guò)程中，熔滴和熔池中的碳氧化成CO，CO在電弧高溫作用下，體積急速膨脹，壓力迅速增大，使熔滴和熔池金屬產(chǎn)生爆破，從而產(chǎn)生大量飛濺。減少這種飛濺的方法是采用含有錳、硅脫氧元素的焊絲，并降低焊絲中的含碳量。2）由極點(diǎn)壓力產(chǎn)生的飛濺

這種飛濺主要取決于焊接時(shí)極性。當(dāng)使用正極性焊接時(shí)，正離子飛向焊絲端部的熔滴，機(jī)械沖擊力大，形成大顆粒飛濺。而反極性焊接時(shí)，飛向焊絲端部的電子撞擊力小，致使極點(diǎn)壓力大為減小，因而飛濺較小。所以CO2焊應(yīng)選用直流反接。3）熔滴短路時(shí)引起的飛濺短路電流增長(zhǎng)速度過(guò)快，或者短路最大電流值過(guò)大時(shí)，會(huì)使縮頸處的液態(tài)金屬發(fā)生爆破，產(chǎn)生較多的細(xì)顆粒飛濺；短路電流增長(zhǎng)速度過(guò)慢，短路電流不能及時(shí)增大到要求的電流值，易伴隨著較多的大顆粒飛濺。減少這種飛濺的方法，主要是通過(guò)調(diào)節(jié)焊接回路中的電感來(lái)調(diào)節(jié)短路電流增長(zhǎng)速度。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝4）非軸向顆粒過(guò)渡造成的飛濺

顆粒過(guò)渡時(shí)由于電弧的斥力作用，當(dāng)熔滴在極點(diǎn)壓力和弧柱中氣流的壓力共同作用下，熔滴被推到焊絲端部的一邊，并拋到熔池外面去，產(chǎn)生大顆粒飛濺。5）焊接參數(shù)選擇不當(dāng)引起的飛濺

這種飛濺是因焊接電流、電弧電壓和回路電感等焊接參數(shù)選擇不當(dāng)而引起的。如電弧電壓的增加，電弧拉長(zhǎng)，熔滴易長(zhǎng)大，且在焊絲末端產(chǎn)生無(wú)規(guī)則擺動(dòng)，致使飛濺增大。焊接電流增大，熔滴體積變小，熔敷率增大，飛濺減少。采用CO2潛弧焊，能采用較大焊接電流、較小的電弧電壓，把電弧壓入熔池形成潛弧，使產(chǎn)生的飛濺落入熔池，從而使飛濺大大減少。這種方法熔深大、效率高，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于厚板焊接。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝CO2潛弧焊任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝3.CO2焊焊接材料CO2焊所用的焊接材料是CO2氣體和焊絲（1）CO2氣體焊接用的CO2一般是將其壓縮成液體貯存于鋼瓶?jī)?nèi)。CO2氣瓶的容量為40L，可裝25Kg的液態(tài)CO2，占容積的80%，滿(mǎn)瓶壓力約為5～7MPa，氣瓶外表涂鋁白色，并標(biāo)有黑色“液化二氧化碳”的字樣。液態(tài)CO2在常溫下容易汽化。溶于液態(tài)CO2中的水分，易蒸發(fā)成水汽混入CO2氣體中，影響CO2氣體的純度。氣瓶?jī)?nèi)汽化的CO2氣體中的含水量，與瓶?jī)?nèi)的壓力有關(guān)，隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，瓶?jī)?nèi)壓力降低，水汽增多。當(dāng)壓力降低到1MPa時(shí)，CO2氣體中含水量大為增加，不能繼續(xù)使用。焊接用CO2氣體的純度應(yīng)大于99.5%，含水量不超過(guò)0.05%，否則會(huì)降低焊縫的力學(xué)性能，焊縫也易產(chǎn)生氣孔。如果CO2氣體的純度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行提純處理。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝（2）焊絲

1）對(duì)焊絲的要求①焊絲含有足夠的Mn和Si等脫氧元素。②限制焊絲含C量在0.15%以下，并控制S、P含量。③焊絲表面鍍銅，以防止生銹及改善焊絲的導(dǎo)電性和送絲的穩(wěn)定性。

2）焊絲型號(hào)及規(guī)格GB/T8110－2020《熔化極氣體保護(hù)電弧焊用非合金鋼及細(xì)晶粒鋼實(shí)心焊絲》規(guī)定，焊絲型號(hào)按熔敷金屬力學(xué)性能、焊后狀態(tài)、保護(hù)氣體類(lèi)型和焊絲化學(xué)成分等進(jìn)行劃分。焊絲型號(hào)由五部分組成。第一部分：用字母“G”表示熔化極氣體保護(hù)電弧焊用實(shí)心焊絲；第二部分：表示在焊態(tài)、焊后熱處理?xiàng)l件下，熔敷金屬抗拉強(qiáng)度代號(hào)；第三部分：表示沖擊吸收能力（KV2）不小于27J時(shí)的試驗(yàn)溫度代號(hào)；第四部分：表示保護(hù)氣體類(lèi)型代號(hào)，保護(hù)氣體類(lèi)型代號(hào)按GB/T39255規(guī)定；第五部分：表示焊絲化學(xué)成分分類(lèi)；任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝除以上強(qiáng)制代號(hào)外，可在型號(hào)中附加可選代號(hào)：字母“U”附加在第三部分之后，表示在規(guī)定的試驗(yàn)溫度下沖擊吸收能力（KV2）應(yīng)不小于47J；無(wú)鍍銅代號(hào)“N”附加在第五部分之后，表示無(wú)鍍銅焊絲。在我國(guó)，CO2焊已廣泛應(yīng)用于碳鋼、低合金鋼的焊接，最常用的焊絲是G49AYUC1S10(ER49-1)和G49A3C1S6(ER50-6)。G49A3C1S6(ER50-6)應(yīng)用更廣。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝4.CO2焊焊接系統(tǒng)組成CO2焊焊接系統(tǒng)主要由焊接電源、送絲裝置及焊槍、CO2供氣裝置、控制裝置等部分組成。（1）焊接電源CO2焊必須使用直流電源。細(xì)絲時(shí)采用等速送絲系統(tǒng)，配用平外特性的焊接電源；粗絲時(shí)，采用變速送絲系統(tǒng)，配用下降外特性的焊接電源。（2）送絲裝置及焊槍送絲裝置由送絲機(jī)（包括電動(dòng)機(jī)、減速器、校直輪和送絲輪）、送絲軟管、焊絲盤(pán)等組成。送絲方式多采用推絲式,所用焊絲直徑宜在0.8mm以上。焊槍的作用是導(dǎo)電、導(dǎo)絲、導(dǎo)氣。焊槍常需冷卻，冷卻方式有氣冷和水冷兩種。焊接電流300A以上，宜采用水冷焊槍。

如果焊槍及氣管、電纜、焊絲通過(guò)支架安裝在機(jī)器人的手腕上，氣管、電纜、焊絲從手腕、手臂外部引入，這種焊槍稱(chēng)為外置焊槍?zhuān)蝗绻笜屩苯影惭b在手腕上，氣管、電纜、焊絲從機(jī)器人手腕、手臂內(nèi)部引入，這種焊槍稱(chēng)為內(nèi)置焊槍。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝（3）供氣系統(tǒng)CO2焊的供氣系統(tǒng)是由氣源（氣瓶）、一體化的減壓流量計(jì)、氣管和電磁氣閥組成。瓶裝的液態(tài)CO2汽化時(shí)要吸熱，吸熱反應(yīng)可使瓶閥及減壓器凍結(jié)，所以在減壓器之前，需經(jīng)預(yù)熱器(75～100W)加熱，并在輸送到焊槍之前，應(yīng)經(jīng)過(guò)干燥器吸收CO2氣體中的水分，使保護(hù)氣體符合焊接要求。

減壓器是將瓶?jī)?nèi)高壓CO2氣體調(diào)節(jié)為低壓（工作壓力）的氣體,流量計(jì)是控制和測(cè)量CO2氣體的流量,以形成良好的保護(hù)氣流。電磁氣閥起控制CO2氣的接通與關(guān)閉作用?，F(xiàn)在生產(chǎn)的減壓流量調(diào)節(jié)計(jì)是將預(yù)熱器、減壓器和流量計(jì)合為一體，使用起來(lái)很方便。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝（4）控制裝置CO2焊控制裝置的作用是對(duì)供氣、送絲和供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝5.CO2焊焊接參數(shù)CO2焊的主要焊接參數(shù)有焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲伸出長(zhǎng)度、氣體流量、電源極性、裝配間隙與坡口尺寸、噴嘴至焊件的距離等。（1）焊絲直徑焊絲直徑應(yīng)根據(jù)焊件厚度、焊接空間位置及生產(chǎn)率的要求來(lái)選擇。焊接薄板或中厚板的立、橫、仰焊時(shí)，多采用直徑1.6mm以下的焊絲；在平焊位置焊接中厚板時(shí),可以采用直徑1.2mm以上的焊絲。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝（2）焊接電流焊接電流的大小應(yīng)根據(jù)焊件厚度、焊絲直徑、焊接位置及熔滴過(guò)渡形式來(lái)確定。焊接電流越大，熔深、焊縫厚度及余高都相應(yīng)增加。通常直徑0.8mm～1.6mm的焊絲，在短路過(guò)渡時(shí),焊接電流在50A～230A內(nèi)選擇。細(xì)滴過(guò)渡時(shí)，焊接電流在250A～500A內(nèi)選擇。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝（3）電弧電壓電弧電壓越大，熔深變淺、焊縫變寬、余高降低。電弧電壓必須與焊接電流配合恰當(dāng)，否則會(huì)影響到焊縫成形及焊接過(guò)程的穩(wěn)定性。電弧電壓隨著焊接電流的增加而增大。短路過(guò)渡焊接時(shí)，通常電弧電壓在16～24V范圍內(nèi)。細(xì)滴過(guò)渡焊接時(shí)，對(duì)于直徑為1.2mm～3.0mm的焊絲，電弧電壓可在25V～44V范圍內(nèi)選擇。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝（4）焊接速度焊接速度一般為5～50mm／s。（5）焊絲伸出長(zhǎng)度焊絲伸出長(zhǎng)度是指導(dǎo)電嘴端頭到焊絲端頭之間的距離。伸出長(zhǎng)度過(guò)大，焊絲會(huì)成段熔斷，飛濺嚴(yán)重，氣體保護(hù)效果差；過(guò)小，不但易造成飛濺物堵塞噴嘴，影響保護(hù)效果，也影響焊工視線。焊絲伸出長(zhǎng)度取決于焊絲直徑，一般短路過(guò)渡約等于焊絲直徑的10倍，且不超過(guò)15mm；細(xì)滴過(guò)渡不超過(guò)25mm。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝（6）CO2氣體流量細(xì)絲CO2焊時(shí)，CO2氣體流量約為8L/min～15L/min；粗絲CO2焊時(shí)，CO2氣體流量約為15L/min～25L/min；若粗絲大電流，氣體流量可提高到25L/min～50L/min。（7）裝配間隙及坡口尺寸一般對(duì)于12mm以下的焊件不開(kāi)坡口也可焊透，對(duì)于必須開(kāi)坡口的焊件，一般坡口角度可由焊條電弧焊的60°左右減為30°～40°，鈍邊可相應(yīng)增大2mm～3mm，根部間隙可相應(yīng)減少1mm～2mm。（8）噴嘴至焊件的距離噴嘴與焊件間的距離應(yīng)根據(jù)焊接電流來(lái)選擇。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝（9）焊槍的運(yùn)動(dòng)方向焊槍的運(yùn)動(dòng)方向有左向焊法和右向焊法兩種。焊槍傾角一般10°～15°為宜。左向焊法操作時(shí)，焊槍自右向左移動(dòng)，電弧的吹力作用在熔池及其前沿處，將熔池金屬向前推進(jìn)，由于電弧不直接作用在焊接處，因此熔深較淺，焊道平而寬，保護(hù)效果好，常用于薄板焊接。右向焊法操作時(shí)，焊槍自左向右移動(dòng)，電弧直接作用在焊接處，熔深較大，焊道窄而高，多用于厚板焊接。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝三、MIG焊熔化極惰性氣體保護(hù)焊一般是采用氬氣或氬氣和氦氣的混合氣體作為保護(hù)氣體進(jìn)行焊接,簡(jiǎn)稱(chēng)MIG焊。MIG焊通常指的是熔化極氬弧焊。1.熔化極氬弧焊的原理及特點(diǎn)（1）熔化極氬弧焊的原理熔化極氬弧焊采用焊絲作電極，在氬氣保護(hù)下，電弧在焊絲與焊件之間燃燒。焊絲連續(xù)送給并不斷熔化，而熔化的熔滴也不斷向熔池過(guò)渡，與液態(tài)的焊件金屬熔合，經(jīng)冷卻凝固后形成焊縫。（2）熔化極氬弧焊的特點(diǎn)1）焊縫質(zhì)量高采用惰性氣體作為保護(hù)氣體，能獲得較為純凈及高質(zhì)量的焊縫。2）焊接范圍廣幾乎所有的金屬材料都有可以進(jìn)行焊接，特別適宜焊接化學(xué)性質(zhì)活潑的金屬和合金。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝3）焊接效率高由于用焊絲作為電極，克服了鎢極氬弧焊鎢極的熔化和燒損的限制，焊接電流可大大提高，焊縫厚度大，焊絲熔敷速度快，所以一次焊接的焊縫厚度顯著增加，具有較高的焊接生產(chǎn)率，并改善了勞動(dòng)條件。4）熔化極惰性氣體保護(hù)焊的主要缺點(diǎn)是無(wú)脫氧去氫作用，對(duì)焊絲和母材上的油、銹敏感，易產(chǎn)生氣孔等缺陷。由于采用氬氣或氦氣，焊接成本相對(duì)較高。（3）熔化極氬弧焊的熔滴過(guò)渡形式當(dāng)采用短路過(guò)渡或顆粒狀過(guò)渡焊接時(shí)，由于飛濺較嚴(yán)重，電弧復(fù)燃困難，焊件金屬熔化不良及容易產(chǎn)生焊縫缺陷，所以熔化極氬弧焊一般不采用短路過(guò)渡或滴狀過(guò)渡形式而多采用噴射過(guò)渡的形式。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝2.熔化極焊氬弧焊的焊接系統(tǒng)及工藝（1）熔化極氬弧焊的焊接系統(tǒng)組成熔化極氬弧焊焊接系統(tǒng)組成與CO2焊基本相同，主要是由焊接電源、供氣系統(tǒng)、送絲機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、焊槍、冷卻系統(tǒng)等部分組成。熔化極氬弧焊的供氣系統(tǒng)中，由于采用惰性氣體，不需要預(yù)熱器。又因?yàn)槎栊詺怏w也不。像CO2那樣含有水分，故不需干燥器。（2）熔化極氬焊的焊接工藝熔化極氬弧焊的主要焊接參數(shù)有焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、噴嘴直徑、氬氣流量等。焊接電流和電弧電壓是獲得噴射過(guò)渡形式的關(guān)鍵，只有焊接電流大于臨界電流值，才能獲得噴射過(guò)渡。但焊接電流也不能過(guò)大，當(dāng)焊接電流過(guò)大時(shí)，熔滴將產(chǎn)生不穩(wěn)定的非軸向噴射過(guò)渡，飛濺增加，破壞熔滴過(guò)渡的穩(wěn)定性。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝熔化極氬弧焊對(duì)熔池和電弧區(qū)的保護(hù)要求較高，而且電弧功率及熔池體積一般較鎢極氬弧焊時(shí)大，所以氬氣流量和噴嘴孔徑相應(yīng)增大，通常噴嘴孔徑為20mm左右，氬氣流量在10L/min～60L/min范圍內(nèi)。

熔化極氬弧焊合適的伸出長(zhǎng)度為13～25mm。熔化極氬弧焊采用直流反接，因?yàn)橹绷鞣唇右讓?shí)現(xiàn)噴射過(guò)渡，飛濺少，并且還可發(fā)揮“陰極破碎”作用。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝四、MAG焊1.MAG焊原理及特點(diǎn)熔化極活性氣體保護(hù)焊，是采用在惰性氣體氬（Ar）中加入少量的氧化性氣體（CO2、O2或其混合氣體）的混合氣體作為保護(hù)氣體的一種熔化極氣體保護(hù)焊方法，簡(jiǎn)稱(chēng)為MAG焊。由于混合氣體中氬氣所占比例大，又常稱(chēng)為富氬混合氣體保護(hù)焊?，F(xiàn)常用氬（Ar）與CO2混合氣體來(lái)焊接碳鋼及低合金鋼。

（1）與純氬氣保護(hù)焊相比1）熔化極活性氣體保護(hù)焊的熔池、熔滴溫度比純氬弧焊高，電流密度大，熔深大，焊縫厚度大，焊絲熔化速度快，熔敷效率高。2）具有一定的氧化性，克服了純氬保護(hù)時(shí)表面張力大、液態(tài)金屬粘稠、易咬邊及斑點(diǎn)漂移等問(wèn)題。改善了焊縫成形，接頭的力學(xué)性能好。

3）降低了焊接成本，但CO2的加入提高了產(chǎn)生噴射過(guò)渡的臨界電流，引起熔滴和熔池金屬的氧化及合金元素的燒損。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝四、MAG焊

（2）與純CO2氣體保護(hù)焊相比1）由于電弧溫度高，易形成噴射過(guò)渡，故電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺減小，熔敷系數(shù)提高，節(jié)省焊接材料，焊接生產(chǎn)率提高。2）由于大部分氣體為惰性的氬氣，對(duì)熔池的保護(hù)性能較好，焊縫氣孔產(chǎn)生機(jī)率下降，力學(xué)性能有所提高。

3）與純CO2焊相比，焊縫成形好，焊縫平緩，焊波細(xì)密、均勻美觀，但經(jīng)濟(jì)方面不如CO2焊，成本較CO2焊高。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝2.MAG焊常用氣體及應(yīng)用（1）Ar＋O2Ar＋O2活性混合氣體可用于碳鋼、低合金鋼、不銹鋼等高合金鋼及高強(qiáng)鋼的焊接。焊接不銹鋼等高合金鋼及高強(qiáng)鋼時(shí)，O2的含量（體積）應(yīng)控制在1～5％；焊接碳鋼、低合金鋼時(shí)，O2的含量（體積）可達(dá)20％。（2）Ar＋CO2Ar+CO2混合氣體既具有Ar的優(yōu)點(diǎn)，又具有氧化性，克服了用單一Ar氣焊接時(shí)產(chǎn)生的陰極漂移現(xiàn)象及焊縫成形不好等問(wèn)題。Ar與CO2氣體的比例通常為（70%～80%）/（30%～20%）。這種比例既可用于噴射過(guò)渡電弧，也可用于短路過(guò)渡及脈沖過(guò)渡電弧?，F(xiàn)在常用的是用80%Ar+20%CO2焊接碳鋼及低合金鋼。（3）Ar＋O2＋CO2Ar＋O2＋CO2活性混合氣體可用于焊接低碳鋼、低合金鋼，其焊縫成形、接頭質(zhì)量以及金屬熔滴過(guò)渡和電弧穩(wěn)定性都比Ar＋O2、Ar＋CO2強(qiáng)。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝3.MAG焊的焊接系統(tǒng)及工藝MAG焊的焊接系統(tǒng)組成與CO2焊設(shè)備類(lèi)似，只是在供氣裝置中將CO2氣瓶換成混合氣體氣瓶即可（也可通過(guò)氣體混合配比器獲得混合氣體）。MAG焊焊接參數(shù)主要有焊絲、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲伸出長(zhǎng)度、氣體流量、電源種類(lèi)極性等。

（1）焊絲焊接低碳鋼、低合金鋼時(shí)常選用ER50—3、ER50—6、ER49—1焊絲。焊絲直徑的選擇與CO2氣體保護(hù)焊相同（2）焊接電流

直徑1.0mm以下的細(xì)焊絲以短路過(guò)渡為主，較粗焊絲以噴射過(guò)渡為主，其使用電流均大于臨界電流。同時(shí)還可以采用脈沖MAG焊。細(xì)絲不但可用于平焊，還可以用于全位置焊，而粗絲只能用于平焊。在使用脈沖MAC焊時(shí)，可以用較粗的焊絲進(jìn)行全位置焊。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝3.MAG焊的焊接系統(tǒng)及工藝（3）電弧電壓電弧電壓的高低決定了電弧長(zhǎng)短與熔滴的過(guò)渡形式。只有當(dāng)電弧電壓與焊接電流有機(jī)地匹配，才能獲得穩(wěn)定的焊接過(guò)程。

生產(chǎn)實(shí)際中，MAG焊電弧電壓常用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定：平焊時(shí)，電弧電壓（V）=0.05×焊接電流（A）+16±1；立、橫、仰焊時(shí)，電弧電壓（V）=0.05×焊接電流（A）+10±1（4）焊絲伸出長(zhǎng)度焊絲伸出長(zhǎng)度與CO2氣體保護(hù)焊基本相同，一般為焊絲直徑的10倍左右。（5）氣體流量氣體流量也是一個(gè)重要的參數(shù)。流量太小，起不到保護(hù)作用；流量太大，由于紊流的產(chǎn)生、保護(hù)效果亦不好，而且氣體消耗太大，成本升高。一般可參考CO2氣體保護(hù)焊選用。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝3.MAG焊的焊接系統(tǒng)及工藝（6）焊接速度焊速過(guò)快，可以產(chǎn)生很多缺陷，如未焊透、熔合情況不佳、焊道太薄，保護(hù)效果差，產(chǎn)生氣孔等；但焊速太慢則又可能產(chǎn)生焊縫過(guò)熱、甚至燒穿、成形不良、生產(chǎn)率太低等。因此，焊接速度應(yīng)綜合考慮板厚、電弧電壓及焊接電流、層次、坡口形狀及大小、熔合情況和施焊位置等因素來(lái)確定并時(shí)調(diào)整。（7）電源種類(lèi)極性熔化極活性氣體保護(hù)焊與CO2氣體保護(hù)焊一樣，為了減小飛濺，一般均采用直流反極性焊接，即焊件接負(fù)極，焊槍接正極。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝五、藥芯焊絲氣體保護(hù)電弧焊1.藥芯焊絲氣體保護(hù)焊的原理及特點(diǎn)（1）藥芯焊絲氣體保護(hù)焊的原理藥芯焊絲氣體保護(hù)焊的工作原理與普通熔化極氣體保護(hù)焊一樣，是以可熔化的藥芯焊絲作為電極及填充材料，在外加氣體（CO2、Ar＋CO2）保護(hù)下進(jìn)行焊接的電弧焊方法。與普通熔化極氣體保護(hù)焊的主要區(qū)別在于焊絲內(nèi)部裝有藥粉，焊接時(shí)，在電弧熱作用下熔化狀態(tài)的藥芯焊絲、母材金屬和保護(hù)氣體相互之間發(fā)生冶金作用，同時(shí)形成一層較薄的液態(tài)熔渣包覆熔滴并覆蓋熔池，對(duì)熔化金屬形成了又一層的保護(hù)。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝五、藥芯焊絲氣體保護(hù)電弧焊（2）藥芯焊絲氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)1）采用氣渣聯(lián)合保護(hù)，保護(hù)效果好，抗氣孔能力強(qiáng)，焊縫成形美觀，電弧穩(wěn)定性好，飛濺少且顆粒細(xì)小。2）焊絲熔敷速度快，熔敷速度明顯高于焊條，并高于實(shí)芯焊絲，熔敷效率和生產(chǎn)率都較高，生產(chǎn)率為焊條電弧焊高3～5倍，經(jīng)濟(jì)效益顯著。3）焊接適應(yīng)性強(qiáng)，通過(guò)調(diào)整藥粉的成分與比例，可焊接和堆焊不同成分的鋼材。4）由于藥粉改變了電弧特性，對(duì)焊接電源無(wú)特殊要求，交、直流，平緩?fù)馓匦跃?。藥芯焊絲氣保護(hù)焊也有不足之處：焊接時(shí)煙塵的產(chǎn)生量較多；焊絲制造較復(fù)雜，成本稍高；送絲較實(shí)心焊絲困難，需要采用降低送絲壓力的送絲機(jī)構(gòu)等；焊絲外表易銹蝕、藥粉易吸潮，使用前需對(duì)焊絲外表進(jìn)行清理和250℃～300℃的烘烤。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝2.藥芯焊絲的組成藥芯焊絲是由金屬外皮（如08A）和芯部藥粉組成，即由薄鋼帶卷成圓形鋼管或異形鋼管的同時(shí)，填滿(mǎn)一定成分的藥粉后經(jīng)拉制而成。其截面形狀有“E”形、“O”形和“梅花”形、中間填絲形、“T”形等。藥粉的成分與焊條的藥皮類(lèi)似，目前國(guó)產(chǎn)的CO2焊藥芯焊絲多為鈦型渣系藥芯焊絲和堿性渣系藥芯焊絲，規(guī)格有直徑1.2mm、1.4mm、1.6mm、2.0mm、2.4mm、2.8mm、3.2mm等幾種。任務(wù)二、機(jī)器人弧焊方法與工藝3.藥芯焊絲氣體保護(hù)焊參數(shù)藥芯焊絲CO2（MAG）焊工藝與實(shí)芯焊絲CO2（MAG）焊相似，其焊接工藝參數(shù)主要有焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲伸出長(zhǎng)度等。電源一般采用直流反接，焊絲伸出長(zhǎng)度一般為15mm～25mm。焊接電流與電弧電壓必須恰當(dāng)匹配，一般焊接電流增加電弧電壓應(yīng)適當(dāng)提高。任務(wù)三機(jī)器人點(diǎn)焊方法與工藝一、點(diǎn)焊原理、特點(diǎn)、分類(lèi)及應(yīng)用1.點(diǎn)焊原理點(diǎn)焊時(shí)，將焊件搭接裝配后，壓緊在兩圓柱形電極間，并通以很大的電流，利用兩焊件接觸電阻較大，產(chǎn)生大量熱量，迅速將焊件接觸處加熱到熔化狀態(tài)，形成似透鏡狀的液態(tài)熔池（焊核），當(dāng)液態(tài)金屬達(dá)到一定數(shù)量后斷電，在壓力的作用下，冷卻凝固形成焊點(diǎn)。點(diǎn)焊的熱能就是電阻熱。點(diǎn)焊產(chǎn)生電阻熱的電阻有工件之間的接觸電阻，電極與工件的接觸電阻和工件本身電阻三部分。產(chǎn)生電阻熱的電阻用公式表示為

R=2Rew+Rc+2Rw式中，Rew—電極與工件接觸電阻；Rc—工件之間的接觸電阻；Rw——工件本身電阻。任務(wù)三機(jī)器人點(diǎn)焊方法與工藝接觸電阻的大小與電極壓力、材料性質(zhì)、焊件表面狀況以及溫度有關(guān)。任何能夠增大實(shí)際接觸面積的因素，都會(huì)減小接觸電阻，如增加電極壓力，降低材料硬度，增加焊件溫度等。焊件表面存在著氧化膜和其它臟物時(shí)，則會(huì)顯著增加接觸電阻。任務(wù)三機(jī)器人點(diǎn)焊方法與工藝2.點(diǎn)焊焊點(diǎn)形成（1）形成過(guò)程點(diǎn)焊焊點(diǎn)形成過(guò)程可分為彼此相接的四個(gè)階段，如圖3-21所示。1）預(yù)壓階段——電極下降到電流接通階段，確保電極壓緊工件，使工件間有適當(dāng)壓力。2）焊接階段——焊接電流通過(guò)工件，產(chǎn)熱形成熔核。3）結(jié)晶階段——切斷焊接電流，電極壓力繼續(xù)維持至熔核冷卻結(jié)晶，此階段也稱(chēng)鍛壓階段。4）休止階段——電極開(kāi)始提起到電極再次開(kāi)始下降，開(kāi)始下一個(gè)焊接循環(huán)。任務(wù)三機(jī)器人點(diǎn)焊方法與工藝（2）焊點(diǎn)尺寸點(diǎn)焊焊點(diǎn)尺寸包括熔核直徑、熔深和壓痕深度。熔核直徑與電極端面直徑和焊件厚度有關(guān)，熔核直徑與電極端面直徑的關(guān)系為d＝（0.9～1.4）d極，同時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足下式：d＝2δ＋3壓痕深度C是指焊件表面至壓痕底部的距離，應(yīng)滿(mǎn)足下式：

C＝（0.1～0.15）δ任務(wù)三機(jī)器人點(diǎn)焊方法與工藝3.點(diǎn)焊特點(diǎn)（1）內(nèi)部熱源，熱量集中，加熱時(shí)間短，在焊點(diǎn)形成過(guò)程中始終被塑性環(huán)包圍，電阻焊冶金過(guò)程簡(jiǎn)單，熱影響區(qū)小，變形小，易于獲得質(zhì)量較好的焊接接頭。（2）焊接速度快，對(duì)點(diǎn)焊來(lái)說(shuō)，甚至1S可焊接4～5個(gè)焊點(diǎn)，故生產(chǎn)率高。（3）除消耗電能外，點(diǎn)焊不需消耗焊條、焊絲、乙炔、焊劑等，節(jié)省材料,成本較低。（4）操作簡(jiǎn)便、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。（5）改善勞動(dòng)條件，點(diǎn)焊所產(chǎn)生的煙塵、有害氣體少。（6）焊接機(jī)容量大，設(shè)備成本較高、維修較困難。常用的大功率單相交流焊機(jī)不利于電網(wǎng)的正常運(yùn)行。（7）點(diǎn)焊機(jī)大多工作固定，不如焊條電弧焊等靈活、方便。（8）點(diǎn)焊的搭接接頭不僅增加了構(gòu)件的重量，而且因?yàn)樵趦砂彘g熔核周?chē)纬杉饨?，致使接頭的抗拉強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度降低。（9）目前尚缺乏簡(jiǎn)單而又可靠的無(wú)損檢驗(yàn)方法，只能靠工藝試樣和工件的破壞性試驗(yàn)來(lái)檢查，以及靠各種監(jiān)控技術(shù)來(lái)保證。任務(wù)三機(jī)器人點(diǎn)焊方法與工藝4.點(diǎn)焊分類(lèi)及應(yīng)用點(diǎn)焊時(shí)，按對(duì)焊件供電的方向，可分為單面點(diǎn)焊和雙面點(diǎn)焊；按一次形成的焊點(diǎn)數(shù)，可分為單點(diǎn)、雙點(diǎn)、多點(diǎn)點(diǎn)焊。雙面點(diǎn)焊是點(diǎn)焊機(jī)器人通常所采用的方法。圖3-23常用點(diǎn)焊方法a)雙面單點(diǎn)焊b)單面雙點(diǎn)焊c)單面單點(diǎn)焊d)雙面雙點(diǎn)焊e)多點(diǎn)焊1-電極3-焊件3-銅墊板任務(wù)三機(jī)器人點(diǎn)焊方法與工藝二、點(diǎn)焊系統(tǒng)點(diǎn)焊系統(tǒng)設(shè)備主要由點(diǎn)焊機(jī)、焊鉗、電極、點(diǎn)焊控制器（時(shí)控器）、冷卻系統(tǒng)等部分組成。1.點(diǎn)焊機(jī)（電源）中頻逆變焊機(jī)、交流變頻焊機(jī)是點(diǎn)焊機(jī)器人常用的焊接電源，兩者的原理類(lèi)似，都是采用交流逆變技術(shù)的焊接電源。點(diǎn)焊是以電阻熱為熱源的，為了使工件加熱到足夠的溫度，必須施加很大的焊接電流。常用的電流為2kA～40kA，在鋁合金點(diǎn)焊或鋼軌對(duì)焊時(shí)甚至可達(dá)150kA～200kA。由于焊件焊接回路電阻通常只有微歐級(jí)，所以電源電壓低，固定式焊機(jī)通常在10V以?xún)?nèi)，懸掛式點(diǎn)焊機(jī)因焊接回路很長(zhǎng)，焊機(jī)電壓才可達(dá)24V左右。

由于電流大造成變流器件和導(dǎo)線發(fā)熱十分嚴(yán)重，焊機(jī)和焊鉗一般都需要安裝強(qiáng)制水冷、過(guò)熱檢測(cè)等保護(hù)裝置。任務(wù)三機(jī)器人點(diǎn)焊方法與工藝2.電極（1）電極作用點(diǎn)焊電極是保證點(diǎn)焊質(zhì)量的重要零件，其主要作用是：導(dǎo)電向工件傳導(dǎo)電流；向工件傳遞壓力；迅速導(dǎo)散焊接區(qū)的熱量。（2）電極材料要求①為了延長(zhǎng)作用壽命，改善焊件表面的受熱狀態(tài)，電極應(yīng)具有高導(dǎo)電率和高熱導(dǎo)率。②為了使電極具有良好的抗變形和抗磨損能力，電極具有足夠的高溫強(qiáng)度和硬度。③電極的加工要方便、便于更換，且成本要低。④電極材料與焊件金屬形成合金化的傾向小，物理性能穩(wěn)定，不易粘附。電極材料主要是加入Cr、Cd、Be、Al、Zn、Mg、Nb等合金元素的銅合金來(lái)加工制作的。任務(wù)三機(jī)器人點(diǎn)焊方法與工藝3.焊鉗焊鉗是點(diǎn)焊機(jī)器人的作業(yè)工具。焊鉗通過(guò)電極張開(kāi)、閉合、加壓等動(dòng)作來(lái)完成點(diǎn)焊操作。（1）按用途不同，機(jī)器人點(diǎn)焊用焊鉗分為C型和X型2種：C型焊鉗用于點(diǎn)焊垂直及近于垂直傾斜位置的焊點(diǎn)；X型焊鉗則主要用于點(diǎn)焊水平及近于水平傾斜位置的焊點(diǎn)。（2）按電極臂加壓驅(qū)動(dòng)方式，點(diǎn)焊機(jī)器人焊鉗又分為氣動(dòng)焊鉗和伺服焊鉗2種：氣動(dòng)焊鉗是目前點(diǎn)焊機(jī)器人比較常用的。它利用氣缸來(lái)加壓，一般具有3-3個(gè)行程，能夠使電極完成大開(kāi)、小開(kāi)和閉合3個(gè)動(dòng)作，電極壓力一旦調(diào)定后是不能隨意變化的。

伺服焊鉗是采用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)完成焊鉗的張開(kāi)和閉合，因此其張開(kāi)度可以根據(jù)實(shí)際需要任意選定并預(yù)置，而且電極間的壓緊力也可以無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。任務(wù)三機(jī)器人點(diǎn)焊方法與工藝（3）依據(jù)點(diǎn)焊變壓器與焊鉗的結(jié)構(gòu)關(guān)系，點(diǎn)焊機(jī)器人焊鉗可分為分離式、一體式和內(nèi)藏式三種：分離式焊鉗是點(diǎn)焊變壓器與鉗體相分離，鉗體安裝在機(jī)器人機(jī)械臂上，而阻焊變壓器懸掛在機(jī)器人上方，可在軌道上沿機(jī)器人手腕移動(dòng)的方向移動(dòng)，兩者之間用二次電纜相連。一體式焊鉗就是將阻焊變壓器和鉗體安裝在一起，然后共同固定在機(jī)器人機(jī)械臂末端法蘭盤(pán)上。主要優(yōu)點(diǎn)是省掉了粗大的二次電纜及懸掛變壓器的工作架，直接將焊接變壓器的輸出端連到焊鉗的上下電極臂上，另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省能量。焊鉗重量在機(jī)器人活動(dòng)手腕上產(chǎn)生慣性力易引起過(guò)載，這就要求在設(shè)計(jì)時(shí)，盡量減小焊鉗重心與機(jī)器人機(jī)械臂軸心線間的距離。內(nèi)藏式焊鉗是將點(diǎn)焊變壓器安放到機(jī)器人機(jī)械臂內(nèi)，使其盡可能地接近鉗體，變壓器的二次電纜可以在內(nèi)部移動(dòng)。

任務(wù)三機(jī)器人點(diǎn)焊方法與工藝4.點(diǎn)焊控制器（時(shí)控器）點(diǎn)焊控制器是由微處理器及部分外圍接口芯片組成的控制系統(tǒng)，它可根據(jù)預(yù)定的焊接監(jiān)控程序，完成焊接參數(shù)輸入、焊接程序控制及焊接系統(tǒng)的故障自診斷，并實(shí)現(xiàn)與機(jī)器人控制柜、示教器的通信聯(lián)系。三、點(diǎn)焊工藝1.點(diǎn)焊接頭形式點(diǎn)焊接頭形式為搭接和卷邊接頭。接頭設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮邊距、搭接寬度、焊點(diǎn)間距、裝配間隙等。任務(wù)三機(jī)器人點(diǎn)焊方法與工藝（1）邊距與搭接寬度邊距是焊點(diǎn)到焊件邊緣的距離。邊距的最小值取決于被焊金屬的種類(lèi)、焊件厚度和焊接參數(shù)。搭接寬度一般為邊距的兩倍。（2）焊點(diǎn)間距焊點(diǎn)間距是為避免點(diǎn)焊產(chǎn)生的分流而影響焊點(diǎn)質(zhì)量所規(guī)定的數(shù)值。焊點(diǎn)間距過(guò)大，則接頭強(qiáng)度不足；焊點(diǎn)間距過(guò)小又有很大的分流，所以應(yīng)控制焊點(diǎn)間距。（3）裝配間隙接頭的裝配間隙盡可能小，因?yàn)榭繅毫οg隙將消耗一部分壓力，使實(shí)際的壓力降低。一般為0.1mm～1mm。任務(wù)三機(jī)器人點(diǎn)焊方法與工藝2.點(diǎn)焊參數(shù)點(diǎn)焊參數(shù)主要包括焊接電流、焊接時(shí)間、電極壓力、電極端部形狀與尺寸等。（1）焊接電流電流太小、則能量過(guò)小，無(wú)法形成熔核或熔核過(guò)小。電流太大、則能量過(guò)大，容易引起飛濺的產(chǎn)生。（2）焊接時(shí)間要想獲得所要求的熔核，應(yīng)使焊接通電時(shí)間有一個(gè)合適的范圍，并與焊接電流相配合。焊接時(shí)間一般以周波計(jì)算，一周波為0.02秒。（3）電極壓力隨著電極壓力的增大，則接觸電阻減小，使電流密度降低，從而減慢加熱速度，導(dǎo)致焊點(diǎn)熔核直徑減小。如在增大電極壓力的同時(shí)，適當(dāng)延長(zhǎng)焊接時(shí)間或增大焊接電流，可使焊點(diǎn)熔核增加，從而提高焊點(diǎn)的強(qiáng)度。（4）電極工作端面的形狀和尺寸根據(jù)焊件結(jié)構(gòu)形式、焊件厚度及表面質(zhì)量要求等的不同，應(yīng)使用不同形狀的電極。工業(yè)機(jī)器人焊接工藝與技能

模塊四、機(jī)器人焊接示教編程任務(wù)一、焊接示教編程基礎(chǔ)一、示教器及使用1.KUKAsmartPAD的主要功能：KUKAsmartPAD的主要功能見(jiàn)表。

表4-1KUKAsmartPAD主要功能任務(wù)一、焊接示教編程基礎(chǔ)2.認(rèn)識(shí)KUKASmartPADKUKAsmartPAD前面板如圖所示，詳細(xì)功能見(jiàn)表。任務(wù)一、焊接示教編程基礎(chǔ)KUKAsmartPAD背面板如圖所示。詳細(xì)功能見(jiàn)表。任務(wù)一、焊接示教編程基礎(chǔ)3.認(rèn)識(shí)KUKAsmartHMI操作界面KUKAsmartHMI操作界面如圖所示。操作界面功能說(shuō)明見(jiàn)表。