机器人焊接工艺培训教材

弧焊机器人焊接工艺参数与焊缝质量的关系切

为了

用

户

满

意电

弧

焊

接

的

主

要

内

容■

弧

焊

电

源

(

焊

机

)■

弧焊机器人(执行机构)■建立稳定的电弧特性■焊丝熔化及稳定的熔滴过渡■母材的熔化及熔池的建立■形成焊缝及焊接接头■

焊缝及热影响区的组织与性能的变化■符合各项技术标准的焊接结构·电弧

:

在两极间产生强烈而持久的气体放电现象。·母材

：

被焊接金属。·

熔

滴

：焊丝先端受热后熔化，并向熔池过渡的液态金属滴。·熔池

：熔焊时焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分。

·保护气体

：保护气体保护气体导电嘴焊丝溶滴，电弧熔池母材焊接中用于保护金属熔滴以及熔池免受外界有害气体

(氢、氧、氮)侵入的气体。焊道焊

丝

的

熔

化

及

熔

滴

过

渡■

焊丝熔化热源■电弧热■电阻热■

焊丝熔化特性熔化速度Vm

与电流I之间的关系■影响熔化特性的因素■焊丝成分■焊丝直径■干伸长度■极性■熔滴过渡的形态

(颗粒>射流)■保

护

气

体

介

质

(MAG>CO2

)短

路

过

渡焊丝与熔池的短路频率20

~100次/S短路

缩

颈

“

小

桥”

爆

断

有

飞

溅

。■

渣壁过渡(颗粒过渡)(药

芯

焊

丝、

焊

条电弧

焊、

埋

弧

焊

)■

滴状过渡

(下垂滴状过渡、排斥滴状过渡)■喷

射

过

渡脉冲射滴过渡射

流

过

渡亚射流过渡

(铝及铝合金MIG

焊

)熔

滴

过

渡

的

几

种

形

式

：熔

滴

就

是

在以

上

各

种

力的

共同

作

用

下

过

渡

到

焊

缝

中

的熔

滴

上

的

作

用

力四

、等离子流力五

、斑

点

压

力六

、

短路时所

颈

爆

破力O

FcjFc

Fcz面

张

力(F

σ)

力

(F

σ)磁

收缩

力

(F

cz)一、表

二

、重

三

、

电F

gC

O

2

/

M

A

G

焊

接

(

短

路

过

渡

)脉

冲

M

I

G

/

M

A

G

焊

接焊

丝

头

与

母

材

发

生

短

路

并

向

前

过

渡熔

滴

从

焊

丝

头

滴

落

并

向

前

过

渡

(

射

滴

过

渡

)熔

滴

过

渡

：CO2/MAG

焊

接

、

脉

冲MIG/MAG

焊

接脉

冲

频

率

和

熔

滴

过

渡

频

率

有

三

种

电

弧状

态最佳状态：—脉—滴

(脉冲频

率

和

熔

滴

过

渡

频

率

一

致

)■

可

用

状

态

：一脉多滴(脉冲频率低于熔滴过渡频率)■

不

可

用

状

态

：多脉一滴(脉冲频率高于熔滴过渡频率)此时飞溅大，

脉冲电弧不稳定。注

：熔滴

过

渡

频

率

与

焊

丝

成

分、

混

合

气

体比

例、

电流大小等因素有关纯氩或富氩混合气

体

保

护

焊

(MIG

或MAG)(CO2

焊接无法实现喷射过渡，不宜用二氧化碳保护气体的脉冲焊来焊接钢材，

因为这种保护气体在脉冲阶段的电弧力不利于熔滴分离。)■焊接电流超过喷射过渡的临界电流(

如

o1.2

实

心

焊

丝MAG

焊时

电

流I>320A)低于临界电流时采用脉冲熔化极电源，呈现“脉冲射滴过渡

”

形

式熔

滴

喷

射

过

渡

的

必

要

条

件母

材

熔

化

与

焊

缝

成

形■

焊

缝

熔

池

的

特

点

：■

体积小、温差大、

冷速快、温度高、过热状态(钢熔池平均温度1770

±

100°

C

)在运动下结晶、凝固及一次结晶过程极不平衡

(熔池中的气泡、杂质在运动中上浮)。■

焊缝成分除了焊接材料和熔化的结构材料的成分之

外

，还与焊接方法和焊接规范而确定的熔

合

比有

关熔

池

的

形

状

(

椭圆、

半

个鸭

蛋

型

)■熔深

熔宽

熔池长度

余高■

焊缝区柱状组织

晶粒粗大

组织偏析■

生结晶■热

影

响

区

(

非

淬

火

钢

)1、

过热区(粗晶区)2、

正火区(细晶区、也称“完全重结晶区”)

3、

部分相变区(不完全重结晶区)4、

再结晶区与母材联熔合区焊

接

接

头

的

三

个

组

成

部

分MG-51T

实

心

焊

丝

的

适

用

范

围屈服强度

抗拉强度

延

伸

率冲击韧性Gs(MPa)Ob(MPa)

δ(%)

Akv(J)焊接方法

(常温)

(-29

℃)■

CO2■

MAG46052056060011016032317090二

元

混

合

气

体

：70%Ar+30%CO2

(C-30)适合于短路过渡下的全位置焊接。80%Ar+20%C02(C-20)最常用的典型混合气体。Ar

+5—10%CO2随着CO2含量的降低，

焊缝表面的润湿性降低，适合于低合金钢焊丝的喷射过渡及脉冲过渡；适合于平焊及平角焊。Ar

+

2—5%02氩气中加入微量的氧可提高电弧的稳定性，

明显降低熔滴和熔池的表面张力，

减少咬边缺陷。适合于喷射过渡及脉冲过渡；适

合于

平

焊

及

平

角

焊

。Ar+

5—10%C02+1

—3%02此类三元混合气体集中

了Ar、CO2、02

三种气体各自的优点，

电弧更加稳定，焊缝熔深、熔宽适中，成形美观。焊接各种厚度的碳钢、低合金钢、不锈钢，

不论哪种过渡形式都具有多方面的适应性，称为“万能”混合气体。■Ar+

10—20%C02

+5%02适合于碳

钢

及

低

合

金

钢

焊

丝的喷

射

过

渡

及

脉

冲

过渡

。三

元

混

合

气

体

：验证焊接工艺的正确性

,

合理性。■

为焊接

工

程

施

工

提

供

真

实

.

可

靠

的

焊

接

工

艺

，

并

对

焊

接■

焊接工艺评定方法：

·抗裂性试验■工艺评定任务委托技术书(材质，工艺，数量，周期)■

模拟试件焊接■

试件物理.化学性能试验工艺

评

定

报

告(

PQR)·

焊

接

工艺

规

范(WPS)·焊接工艺作业指导书焊

接

工

艺

评

定

：施工工艺进行确定与指导。其它重要焊接工艺内容

：母

材

组

织

与

性

能■

焊

前

工

件

予

热

控

制

层

间

温

度■

控

制

焊

接

线能

量

[Q=I×U/V(J/CM)]■后

热

处

理

-

-

-

消

氢

处

理■焊后热处理(改善组织、

消除应力)其

它

工

艺

要

素

?母

材

规

格

(

板

厚

S、

管φ×S

)■坡

口

形

式

(I

V

Y

X

U

K

等

)■

接头类别：板状、管状、管板状、■接头形式：对接、角接、

T字接、搭接、■焊接位置：平焊、立焊、横焊、仰焊、

垂直固定水平固定等■

外观

检

查■

无

损

探

伤X

射

线

探

伤

(RT)超

声

探

伤

(UT)渗

透

探

伤

(PT)磁

粉

探

伤

(MT)焊

接

检

验焊

接

缺

欠

分

类

：■成

型缺欠：咬

边、

焊

瘤、

余

高

、

未

焊

透

，

错

边、

焊

脚

尺

寸

不

足

、

变

形■结

合缺

欠：

裂

纹

、

气

孔

、

未

熔

合■性

能缺

欠

：

硬

化

、

软

化

、

脆

化

、耐

蚀

性

恶

化

、

疲

劳

强

度

下

降高

效

、

高

速

度

的

焊

接焊接速度是机器人焊接最重要的参数；

一般地说，低的焊速，

规

范

调

节

很

容易。

机

器人

焊

接

追

求的

目

标

：0.6—1.5米/min;

焊速越高，参数的组合越困难；不仅调节焊接参数，

焊枪的前倾角(行走角),焊丝的干伸长度等均有很大的影响。■

高

质

量、

高

品

位

的

焊

接

；■

一

致

性

好的

焊

接

；

连

续

性

的

焊

接

；■

精

细

化的

焊

接

；

人

工

成

本

低

廉

的

焊

接

；弧

焊

机

器

人

焊

接

的

优

越

性工件前期下料装配精度的高要求重复装配精度≤0.2;最大偏差≤0.5。传统切

割下料工艺无法满足其精度要求。■

全

位

置、多

功

能

夹

具

的

高

精

度

要

求

；■精密跟踪--给机器人装上“眼睛”的精细控

制

焊

接

技

术

滞

后

；等

等妨

碍

机

器

人

焊

接

应

用

的

问

题机

器

人

焊

接

试

验

的

程

序

和

步

骤熟悉图纸和焊接技术标准，

与用户详细交流技术要求。■根据母材成分，

确定焊材(焊丝牌号、直径、气体成分)。

根据板厚(管直径及壁厚)、接头形式、焊接位置、确定初

期焊接工艺规范参数(焊接工艺评定任务书)。■按照“焊接工艺评定任务书”中设定的工艺模式，焊接试件，

详细记录实际的焊接工艺参数。■按照技术标准进行外观检验和内部缺陷检验。■初期试焊不合格，分析原因，采取工艺改进措施，调整参数，

再次或多次试焊；

直到焊接出合格焊缝为止。■总结焊接过程的全部工艺参数，

编写出

“焊接工艺评定报

告书”,

“焊接工艺规程(

WPS)”

,应用于实际生产焊接。焊

接

试

件

是

保

证

机

器

人

焊

接

质

量

的

重

要

环

节机器人焊接工艺规范不是推导出来的，

而是试验出

来

的

。不同的材料、不同的焊接位置，工件的焊接规范是

不同

的。在几十种焊接规范组合中，寻找最快的焊接效率、最好的熔

宽

和

熔

深、理

想的

余

高

和

合

格的

焊

缝

质

量(外观成形美观、内部缺陷少等等),是一项十分

艰苦的

工

作

。工作试

件的

选

择

一

定

要与

实

际

工

件

具

有

相同的

导

热特性、夹具特

性、材

料

特

性、环

境

特

性、设

备

特

性

等

等

。■

合格焊

缝的

必

备

条

件■非

合

格

焊缝的

分

析

方

法常见焊

接

缺

陷的

原

因

分

析

及

如

何

解

决

的

工

艺

措

施

。■调试过程中传递信息的标准化，交流时的正确无误性

。■

外

观

检

验

常

见

缺

陷

：成型不

良

(余高过大、

焊道

窄

小)

、咬边、气孔、未

熔

合

等

的

解

决

办

法

。合

格

焊

缝

的

判

据

一

用

户

的

质

量

技

术标

准综

合

各

种

焊

接电

源

参

数

定

义，需

要

理

解以

下

基

本

概

念

；1、焊

接电流(

送丝

速

度

)9.焊丝直径选择2、

焊

接电

压

和

焊

接电

压的

修

正1

0.

保

护

气

体

成

分

和

流

量3、焊接

速

度

(

线能

量

)

1

1

.

焊

枪

摆

动

轨

迹4、

干

伸

长

度1

2

.

摆

枪

宽

度5.焊接接头位置(平、立、横、仰)

1

3

.

摆

枪

频

率6、跟踪偏移

量

(焊

丝

指向位

置

)1

4

.

两

侧

停

留

时间7.焊枪工作角1

5、

焊

接

脉

冲电

流8、焊

枪

前

倾

角(焊枪

行

走

角

)1

6、

焊

接

基

值电

流1

7

、

脉

冲

频

率根据工件具体情况，分析热输入和负面影响哪个是主要矛盾?来决定参数的设置；没有绝对的正确和错误，根据实际情况，制定向有利的因素去发展，是你对参数理解的直接考验。对

焊

接

概

念

的

深

刻

理

解■熔池长度

(L)—焊速越快，

L越长。■余高(e)--电流越大，

e

越高。焊速越慢，

e

越高。

熔池宽度

(

B)

熔池长度

(L)余

高

(

e)熔池横断面图

熔池俯视图■熔深(h)

一电流越大，

H

越深。■熔

宽

(B)-

电

压

高

，B

增

加

。焊

接

工

艺

参

数

与

焊

缝

成

形的关系熔深

(h)■

焊

速

越

快

，h

越

浅

；

B

越

窄

。电

压

高

，h

浅

；

同

时e越

小

。■

下坡焊，熔深小；爬坡焊，熔深大。■焊枪行走角越大(如90~120°)

熔深越大。余

高

(

e)焊

接

工

艺

规

范

与

焊

缝

成

形的

关

系熔池横断面图熔池长度(L)熔池宽度

(B)熔池俯视图熔深

(h)焊

枪

角

度

及

位

置

与

焊

缝

成

形

的

关

系钢

焊

接

时

焊

枪

角

度

铝

焊

接

时

焊

枪

角

度圆筒体环缝焊接焊枪行

走

角焊

接

方

向7一

夕

倾

斜

角

度水平下進30⁵下進60°下進90²上進30容接方同30°60°30°HDPulse250A/22.8V(Wf8.6m/min)SPC

t3.2596溶楼E一FNG①为、又夕口写真趣LSPMAG-Ⅱ250A/21.5V(Wf7.Bm/min)SPC

t3.26西

7

85

8

9溶接E一FNG①高、☑2日写具熊儿工

件

呈

不

同

角

度

时

对

焊

缝

成

形

的

影

响焊

枪

行

走

角

不

同

时

对

焊

缝

成

形

的

影

响卜

一

于

前

進

╱

後

退

角

度前進35°前進20°±0°後退20°後退35°35°云溶接方向20°溶接方向溶接方向20*溶接方向35°溶接方向HDPulse250A/22.8V(Wf&.6m/min)SPC

t3.25

lOSPMAG-Ⅱ250A/21.5V(Wf7.8m/min)SPC

t3.29

10

|焊

枪

工

作

角

不

同

时

对

焊

缝

成

形

的

影

响30°下

一

于

倾

斜

角

度45°60°30°45°60°HDPulse250A/22.8V(Wf8.6m/min)SPC

t3.21009inSPMAG-Ⅱ250A/21.5V(Wf7.8m/min)SPC

t3.210焊

丝

指

向

位

置

不

同

时

对

焊

缝

成

形

的

影

响刀亻十狙い位苦下

板

2

.

0m

m下

板

1

.

0

m

m儿—卜上

板

1

.

0

m

m上

板

2

.

0m

mHDPulse250A/22.8V(Wf8.6m/min)SPC

t3.2SPMAG-Ⅱ250A/21.5V(W+7.8m/min)SPC

t3.2焊

丝

于

伸

长

度

不

同

时

对

焊

缝

成

形

的

影

响了

イ

ヤ

突き

出

L

長さ10mm15mm20mm1520mmHDPulse250A/22.8V(Wf8.6m/min)SPC

t3.22

8

[

出

2

2

3

V5eVSPMAG-Ⅱ250A/21.5V(Wf7.8m/min)SPC

t3.2AH1

6

V

I

出

2

1

.

4

V4A

2555A1.b∵B21.3V熔合比—焊缝金属中母材熔化量的百分数公式

：r=Fm/Fm+Fs(%)焊缝宽度母材焊

接

金

属

的

熔

合

比

(r)焊丝熔化量Fs母材母材熔化量

Fm热影响区

(HAZ)焊缝形状系数—焊缝宽度与焊缝深度的比值公式：

W=B/h(一般大于1.0-1.3,对防止裂纹有利)综合机械性能-多层多道焊优于单层焊，因为前道焊缝对后道焊缝是预

热，后道焊缝对前道焊缝有退火作用，防止产生淬硬组织。焊

缝

形

状

系

数

(

ψ

)焊缝熔深

(h)焊缝宽度(B)1、

送丝稳定性明显改善，尤其是焊枪电缆弯曲度较大时，

较原粗送丝管送丝性能好。2、

引弧成功率几乎100%,

引弧时的飞溅物减少。

3、

焊缝合格率有较大的提高。机

器

人

焊

接

中

0

.

8

焊

丝

送

丝

软

管

的

更

换内径φ1.5送丝管

适合中1.0焊丝内径φ1.7送丝管适合中1.2焊丝内径中1.2送丝管，适合中0.8/中0.6焊丝~②45A14.2VS=7a

③

s5A16.5

S=60

6014.8

S=5045A

13.5√T=0356

4

.76

—65A

16.5.07～s

45A

13.5√0.25s

-Tss00.AA5554焊接经

验分

析能力镀

锌

板

MAG焊

气

孔

原

因

分

析表面油

.

水

.

锈锌

蒸

发焊

丝

指向位

置下

料

精

度干伸长度人基础

知

识应

变能力送丝

软

管送丝

稳定

性导

电

嘴机引弧特性装配精度间

隙风

力环湿

夏

焊

枪

行

走

角焊接参数焊

速电流电

压焊

枪

工

作角收

弧

参

数夹具精度温度料法交

流

内

容

目

录

碳钢车架鱼鳞纹(断弧焊)的机器人MAG焊接工艺碳钢车架机器人连续焊接工艺碳

钢

架

叉

鱼

鳞

纹

焊

缝

的

机

器

人TlG焊

接

工

艺铝合金车架机器人TIG自熔修整工艺铝

合

金

、

镁

合

金

车

架

机

器

人TIG

旋

转

填

丝

脉

冲

焊

接工艺铝合金车架机器人MIG低脉冲(双脉冲)焊接工艺钢自行车架手工TIG焊缝的常见焊接缺陷自行车车架采用机器人进行焊接以往手工TIG焊接

机器人鱼鳞纹焊接机器人焊缝整齐鱼鳞纹明显没有飞溅自行车架鱼鳞纹焊缝—机器人断续焊接工艺钢自行车、电动车架机器人断续焊接焊缝外观(每一英寸9—11个鱼鳞片

)钢自行车机器人断弧(鱼鳞纹)焊缝焊接方法MAG焊

神钢焊丝

直径1

.

0

气

体

8

0

%

A

r

+

2

0

%

C

O

2焊机配置TB

-

1400机器人

350GR3

电源焊接规范焊接电流95A

鱼

鳞

焊

缝电弧电压17V焊接时间0

.

23秒焊接速度0

.

5m/min

移动距离2

.

3mm材料低碳钢

板厚

1.5mm-2.5mm焊道外观说明一

次

装

夹

，

一

次

焊

接

完

成前

三

角

架

焊

接

施

工

结

果焊接方法M

A

G

焊

神

钢

焊

丝

直

径

1

.

0

气

体

8

0

%

A

r

+

2

0

%

C

O

2焊机配置T

B

-

1

4

0

0

机

器

人

350GR3

电源焊接规范焊

接

电

流

1

0

5

A

0.5m/min鱼鳞焊缝电

弧

电

压

1

7

.

5

V焊

接

时

间

0

.

2

3

秒焊接速度移动距离2

.

3mm材料低碳钢

板厚

1.5mm-2.5mm焊道外观说明水

平

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果订购安装使用了松下机器人36台套，远期70余台套松

下

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行

车

行

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成

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模钢自行车叉架的连续焊缝自行车架叉—机器人连续焊接工艺钢自行车架机器人MAG焊接焊缝(无鱼鳞片)机器人焊接质量好效率高(每件72秒)钢自行车机器人连弧焊连续焊缝可大幅提高生产效率，增强焊缝疲劳强度。使

用机器人可保证焊接质量，有效降低劳动力成本。尤其适用

以出口为主的自行车企业，

电动车内藏焊缝以及对疲劳强度

要求更高的电动自行车企业。连

续

焊

接

焊

缝钢自行车架叉鱼鳞纹焊缝的机器人TIG焊接钢自行车架叉机器人直流TIG自动填丝焊接机器人TIG自熔修整后铝合金手工焊缝成形后手工焊接的车架焊缝成形

质量差，再由机器人钨极氩弧

焊

(TIG)

自熔修整，外观焊

缝漂亮美观，质量优异。铝合金自行车架焊缝的机器人TIG自熔修整焊接机器人TIG自熔修整后焊缝美观机器人TIG自熔修整焊接作业铝合金自行车架机器人交流TIG焊接焊缝

铝合金自行车架焊接接头疲劳强度20万次无开裂铝

合

金

自

行

车

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焊

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机

器

人TlG

焊

接铝合金自行车架机器人交流TIG焊接焊缝镁合金自行车架机器人交流TIG焊接焊缝CONCH了日725228888a镁合金自行车架焊接接头疲劳强度22万次无开裂镁

合

金

自

行

车

架

旋

转

填

丝

机

器

人TIG

焊

接使用TAWERS的高速波形控制，实现铝的高品位焊接

送丝与高速波形控制完全同步●何服送丝及送丝助力实现高速应答及高精度送●高速波形控制及稳定送丝实现3m/min的高速