專利名稱：焊接機器人在拱橋鋼管相貫線環縫上的焊接方法
技術領域：
本發明涉及一種采用焊接機器人在拱橋鋼管相貫線環縫上的焊接方法，屬鋼管對接焊接領域。
背景技術：
目前國內有成都熊谷電器工業有限公司研制的“全位置管道自動焊接，型號 A-300”、北京石油化工學院重點研究室研制的“全位置焊接機器人，型號G⑶-4”，這兩家用焊接機器人焊接鋼管環縫(各管節軸線都在一條直線上)，但沒有一家在拱橋鋼管相貫線環縫上(即任意兩相鄰管節軸線間有一個折角)焊接，因此拱橋鋼管相貫線環縫一直沿襲傳統的手工焊接工藝，焊接材料只是在焊條、CO2實心焊絲、CO2藥芯焊絲之間變化，焊接方法沒有根本的改變。鋼管拱橋環焊縫質量等級為(I)級，采用人工CO2氣體保護焊費時費工， 不僅環縫坡口半自動切割精度低，組對間隙大小不一，管口錯臺超差嚴重，而且致使焊接后環縫探傷返修量較大、焊縫外觀成型差，影響產品質量的穩定性，制約了焊接進度、直接影響工程竣工日期。發明內容
設計目的避免背景技術的不足之處，設計一種采用焊接機器人在拱橋鋼管相貫線環縫上的焊接方法。
設計方案為了扭轉拱橋鋼管相貫線環縫坡口加工精度差、組對間隙過大等影響焊縫質量的問題，提高環縫焊接效率低的被動局面，本申請設計了旨在鋼管拱橋環縫上進行機器人焊接新工藝。由于拱橋鋼管相貫線環縫焊接采用焊接機器人自動焊接，機器人設備需有焊縫軌跡記憶功能以適用管節相貫線環縫的焊接，以穩固焊縫質量和提高生產效率，為此本申請選用具有鋼管 環縫軌跡記憶功能的全位置焊接機器人(GCD-4)，并通過在拱橋相貫線環縫上設計適用于拱橋相貫線環縫焊接環縫坡口及焊接材料。
在拱橋鋼管相貫線環縫焊接采用焊接機器人自動焊接，拱肋是由直線管節以折線形式拼接而成，即任意兩相鄰管節軸線間有一個折角，各管口是以相貫線形式對接，鋼管端面與管節軸線不垂直，直徑Φ1100的鋼管端面相對于管節軸線的垂直面偏斜了 24mm，焊縫軌跡跟蹤范圍寬。
技術方案一種焊接機器人在拱橋鋼管相貫線環縫上的焊接方法，包括全位置焊接機器人，⑴焊接材料①管節材質Q345B、Q345qE，直徑Φ 1000X16 ;②焊接材料C02焊絲ER50-6 Φ1. 2陶瓷襯墊TG10301212 鋼襯墊-3X40 J2)環縫坡口加工及要求①焊件環縫的相貫線切割采用在數控門切下料，切割后的坡口硬度彡350 (HV)，坡口粗糙度要達到，坡口精度±2mm;②環縫組對間隙3 5mm，公差為±2mm;③機器人焊接的坡口底寬 3-5±2mm、坡口上口寬17_22±2mm，且坡口填充采用全位置焊接機器人(G⑶-4)進行焊接； ⑶檢測①環縫焊接后24小時對焊縫進行100%超聲波探傷(GB11345)，并進行10%的射線探傷。②焊縫上不得有明顯的咬肉、氣孔、夾渣等焊接缺陷。
本發明與背景技術相比，一是將焊工從高強度的勞動中解脫出來，效率高，背景技術中的人工焊接采用半自動C02氣體保護焊焊接鋼管環縫，工作時間長又費時費力，焊縫外觀成型差，離弧光近，容易燒傷皮膚，接觸有害氣體CO較多，有害身體健康，為防紫外線灼傷皮膚在炎熱的夏天也必須穿上比較厚的工作服，而本申請機器人焊接，工人操控手控盒上的按鈕進行焊接，比較輕松；工人通過面罩觀察機器人焊接，遠離弧光，接觸有害氣體 CO極少，勞動環境好，保護焊工的身心，其焊接效率是人工焊接3倍以上；二是國內油氣管道鋼管環縫焊接使用的C02焊絲為藥芯焊絲E501T-1 (15000元/千克)，保護氣體是混合氣體Ar40%+C0260% (65元/瓶)，本申請研發的這套新工藝使用的焊絲為實芯焊絲ER50-6 (7600元/千克)，保護氣體是100%C02氣體(29元/瓶)，僅焊材成本一項就節約一半。


圖1是機器人焊接的坡口尺寸采用鋼襯墊的結構示意圖。
圖2是機器人焊接的坡口尺寸采用陶瓷襯墊的結構示意圖。
圖3是機器人焊接工藝評定試驗大綱。
圖4是機器人焊接工藝評定試驗大綱。
具體實施方式
1、焊接材料1.1 管節材質:Q345B、Q345qE (2)，直徑 Φ 1000X16 ；1. 2 焊接材料CO2焊絲ER50-6 Φ1. 2陶瓷襯墊(2_1) TG10301212 鋼襯墊(1_1) -3X40 (材質不限)；1.3環縫焊接后24小時對焊縫進行100%超聲波探傷(GBl 1345)，并進行10%的射線探傷(GB 3323)； 1.4焊縫上不得有明顯的咬肉3、氣孔、夾渣等焊接缺陷。檢測標準執行《鐵路鋼橋制造規范》TB10212-2009。
2、機器人新工藝焊接件環縫坡口加工及要求2.1工件環縫的相貫線切割采用在數控門切下料，切割后的坡口硬度< 350(HV)，坡口粗糙度要達到，坡口精度f 土 2mm ；2.2環縫組對間隙3 5mm，公差為±2mm，見圖3 ;2. 3機器人焊接的坡口尺寸見圖1、圖2 ;2. 4工件制作鋼結構車間承擔，加工標準執行企業內部焊接機器人焊接大綱中的要求。2.5工件制作鋼結構車間承擔，加工標準執行企業內部焊接機器人焊接大綱中的要求。
3、機器人新工藝焊接方法及時間3.1環縫采用鋼襯墊(材質不限)見圖1、圖4、陶瓷襯墊(TG 203012312)見圖2、圖4 ； 3. 2環縫坡口打底采用NBC-500 ；3.3環縫坡口填充采用全位置焊接機器人(G⑶-4)進行焊接。
4、機器人工藝焊接4.1焊接試驗件環縫坡口數量11個1. 2米的環縫，材質Q345B板厚15mm ；I個Φ 1000的環縫，材質Q345B板厚15_，2個I米的焊評試板，材質Q345qE板厚16mm。4.2試焊時間的說明①焊前準備(接控制線、安裝軌道)時間30分鐘。②焊縫軌跡示教記憶時間15分鐘。①焊接(Φ 1000X16)時間(無焊縫層間返修時間)120分鐘。
需要理解到的是上述實施例雖然對本發明的設計思路作了比較詳細的文字描述，但是這些文字描述，只是對本發明設計思路的簡單文字描述，而不是對本發明設計思路的限制，任何不超出本發明設計思路的增加、修改或組合，均落入本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種焊接機器人在拱橋鋼管相貫線環縫上的焊接方法，包括全位置焊接機器人，其特征是 (1)焊接材料 ①管節材質Q345B、Q345qE，直徑Φ 1000X16 ； ②焊接材料C02焊絲ER50-6Φ1. 2陶瓷襯墊TG10301212 ； ③鋼襯墊-3X40； (2)環縫坡口加工及要求 ①焊件環縫的相貫線切割采用在數控門切下料，切割后的坡口硬度<350 (HV)，坡口粗糙度要達到，坡口精度±2mm ； ②環縫組對間隙3 5mm，公差為±2mm； ③機器人焊接的坡口底寬3-5± 2mm、坡口上口寬17-22 土 2mm，且坡口填充采用全位置焊接機器人(GCD-4)進行焊接； (3)檢測①環縫焊接后24小時對焊縫進行100%超聲波探傷(GBl1345)，并進行10%的射線探傷； ②焊縫上不得有明顯的咬肉、氣孔、夾渣等焊接缺陷。
全文摘要
本發明涉及一種采用焊接機器人在拱橋鋼管相貫線環縫上的焊接方法，在拱橋鋼管相貫線環縫焊接采用焊接機器人自動焊接，拱肋是由直線管節以折線形式拼接而成，即任意兩相鄰管節軸線間有一個折角，各管口是以相貫線形式對接，鋼管端面與管節軸線不垂直，直徑φ1100的鋼管端面相對于管節軸線的垂直面偏斜了24mm，焊縫軌跡跟蹤范圍寬。
文檔編號B23K33/00GK103008841SQ20121034358
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者王恩建, 張西謀, 劉飛, 葛永立, 靳寶剛, 景龍濤 申請人:中鐵寶橋集團有限公司