焊接机械手在城轨转向架构架侧梁焊接中的应用

冷热工艺　文章编号：１００７－６０３４（２０１２）０３－００１８－０２　机车车辆工艺　第３期２０１２年６月　焊接机械手在城轨转向架构架侧粱　焊接中的应用　徐　维　（北车长春轨道客车装备有限责任公司，吉林长春１３００５２）　摘要：转向架是城轨车辆的关键部件，其制造水平决定了车辆的最终性能。为开拓城轨转向架　市场，配置了焊接机械手系统应用于转向架构架侧梁的焊接。文章对侧梁焊接机械手系统、焊接　机械手调试过程及焊接工艺进行了介绍，并说明了采用焊接机械手的优点：提高了转向架构架的　可靠性、提升了自动焊接的效率且具有明显的经济性。　关键词：焊接机械手；转向架；构架；侧梁　中图分类号：ＴＧ４７　文献标识码：Ｂ　１　焊接机械手系统简介　ＣＬＯＯＳ焊接机械手由Ｃ型旋转架、Ｒ３５０型机　器人、Ｌ型两轴变位机、ＲＯＴＲＯＬ　１１型控制系统和示　教器、脉冲一元化ＭＩＧ／ＭＡＧ焊接电源、焊缝跟踪传　感器等组成。　六轴机器人倒挂安装在Ｃ型旋转架上，Ｃ型旋　３焊接工艺　３．１焊前工艺准备　焊前编制了侧梁预焊接工艺规程，为验证预焊　接工艺规程的合理性，按照ＩＳＯ１５６１４标准制作了焊　接工艺评定试件，并按预焊接工艺规程参数对试件　进行焊接，焊后在工艺评定试件上截取金相及硬度　转架旋转半径２　０００　ｍｍ，Ｌ型两轴变位机承重３　ｔ，　试样，加工后进行工艺评定，工艺评定合格后，方可　进行侧梁样件的焊接。　３．２侧梁样件焊接　按照图纸制作了３件侧梁样件。根据焊接工艺　水平旋转半径２　０００　ｍｍ，回转中心高为１　６００　ｍｍ，　侧梁通过专用夹具反置装夹在变位机上，通过控制　系统可实现工件与机器人的联动，实现侧梁外侧焊　缝平（角）焊及船型焊。　评定的参数及对样件采集的相应数据进行示教编　程。按照编好的程序进行模拟运行，检查没有问题　后准备开始进行样件焊接。在开始的试验焊接中，　对存在的如工件边缘刮枪、个别位置焊枪角度不对　等问题，通过增加插补点并采集相应数据、修改焊接　程序、纠正焊枪姿态来解决；对试焊时存在的焊缝熔　２　Ｂ型城轨构架侧梁简介　Ｂ型城轨构架侧梁规格为３　０９４　ｒｎｍ（长）×２００　ｍｉｌｌ（宽）×３９５　ｍｍ（高），工件质量为２５５　ｋｇ，如图１　所示。　深不够、打底层焊缝有烧穿现象及盖板边缘熔边等　问题（表１），逐一进行原因分析并制定了改进措施，　图１侧梁结构图　按照改进措施修改了相应的焊接程序。按照修改后　的焊接程序，焊接的侧梁样件焊缝经外观检测合格、　侧梁主要由上下盖板、内外侧立板、筋板、导柱　等组成。钢板材质为Ｑ３４５Ｒ，侧梁上下盖板厚ｌ２　ｍｍ，外侧立板厚１０　ｍｍ，内立板为变截面板，中间部　分板厚为１４　ｍｍ，两侧端部板厚为１０　ｍｍ。　收稿日期：２０１１—０７—２７　超声波及磁粉探伤检验符合ＩＳＯ５８１７一Ｂ级标准要　求，在样件典型位置上截取金相试样，试样的焊缝有　效熔化深度及金相检验合格。　３．３焊接参数　侧梁焊接采用ＭＡＧ焊，焊接材料采用直径为　作者简介：徐ｌ８　维（１９６７一），女，高级工程师，本科。　徐维焊接机械手在城轨转向架构架侧梁焊接中的应用　１．２ｒａｍ的ＥＲ５０—６焊丝。打底层及中间层焊缝焊　接位置为平焊，盖面层焊缝焊接位置为船型焊。焊　接接头简图如图２所示，焊接顺序如图３所示，采用　的主要焊接工艺参数如表２所示。　磨、两端进行“磨斜处理”。要求修磨部位与母材圆　滑过渡，底部呈“Ｕ形”，避免出现尖棱尖角。定位　焊两端磨斜处理，要求磨斜角度不小于４：１。焊前　打磨完成后需用风枪进行清污处理。焊层之间及盖　面层焊缝需进行焊缝熔渣、飞溅清理工作。　表２侧粱焊接工艺参数　图２　焊接接头简图　１—３　１．２　１—１　２—１　２－２　２．３　２．４　３．５焊缝质量检测　侧梁外侧焊缝焊后进行１００％目测检测、超声　波及磁粉探伤检测，焊缝质量符合ＩＳ０５８１７一Ｂ级。　４　结束语　图３焊接顺序　焊接机械手应用于城轨转向架构架侧梁的焊　接，能充分发挥焊接机械手焊接长大焊缝、规则焊缝　的优势，减少转向架构架关键部件的手工焊接，确保　关键部件焊缝质量，提高转向架构架的可靠性。　一　（编辑：唐　源）　３．４焊缝清理　为达到很好熔合的目的和避免覆盖缺陷，要求　用角磨机、旋转锉等对侧梁外侧定位焊焊缝进行修　１９