(3)焊缝成型美观。采用金属粉芯焊接时,焊接电弧稳定且略成锥形,对焊接区加热均匀,焊缝成型美观。实心焊丝焊缝呈凸形,焊缝表面残留较多的熔渣和飞溅,而金属粉芯焊丝电弧焊焊缝平坦均整,焊缝表面基本无熔渣和飞溅。这不但减少了焊后清理和修正工作,而且还提高了接头抗疲劳强度;
(4)焊接缺陷形成几率低。金属粉芯焊丝电弧焊时通常外加富Ar保护气体,既使电弧更加稳定,又使接缝侧壁熔合良好,且不易形成气孔。此外,金属粉芯焊丝焊接时不产生熔渣,不会形成夹渣之类的缺陷[7]。因此,明显减少了焊缝的退修率;
(5)烟尘少。普通药芯焊丝电弧焊时会产生浓重的烟尘,对环境和焊工的身体健康都会产生很大的危害。金属粉芯焊丝电弧焊时,由于药芯成分的改变并使用富Ar混合气体,烟尘可减少40%至60%[5]。
1.4弧焊机器人
1962年,第一台机器人在美国通用汽车上投入使用[8]。到1980年,工业机器人在日本普及[9]。到19世纪末,世界实际在役工业机器人约75万台,其中应用在焊接领域的占一半以上。弧焊机器人分为两部分:其中一部分是机器人另一部分是焊接设备。机器人由机器人本体和控制柜组成;而焊接装备,以弧焊及点焊为例,则由焊接电源、送丝机、焊枪等部分组成。对于智能机器人还应有传感系统,如激光或摄像传感器及其控制装置等。弧焊机器人的研究已经历示教再现、离线编程和自主编程三个阶段。当前的应用水平处于第二阶段。我国也从20世纪70年代初开始注重机器人技术的研究,但在机器人产业应用方面仍远远落后于工业发达国家[10]。
1.4.1弧焊机器人的应用
从机器人诞生开始就大量应用在焊接领域中,开始主要应用在汽车行业中,随着机器人焊接技术的飞速发展,在工程机械、通用机械、金属结构和兵器工业等许多行业中都有应用[10]。
弧焊机器人在国外军工企业尤其是坦克装甲战车的应用非常广泛,因为其焊接自动化程度较高,所以国外的坦克装甲战车都采用弧焊机器人进行熔化极气保护焊接。美国某坦克厂采用四个机器人焊接工作站,9台具有视觉导向功能的弧焊机器人,用于坦克车体和炮塔的自动化焊接工作。装甲战车的机器人焊接工艺也采用了高效、高速焊接工艺技术,其焊接速度与手工焊接相比总体提高很多[10]。
我国弧焊机器人的应用主要集中在车辆工程、机械工程、铁路机车等几个主要行业。汽车工业是弧焊机器人的最大最早的使用领域,弧焊机器人已在南汽车厢厂运用。弧焊机器人除汽车行业使用外在自行车行业如天津自行车厂和工程机械方面应用已开始起步,合肥叉车厂也使用了二台西德cloos公司的弧焊机器人及变位器.使用效果很好,国内还有好多单位如湖南的晋源机械厂、安庆汽车厂、成都汽车厂等均在生产中使用[10]。
1.4.2弧焊机器人的特点
弧焊机器人具有如下五个特点[10]:
(1)焊接过程稳定且焊缝质量高。采用机器人焊接时,对于每条焊缝的焊接参数都是恒定的,焊缝质量受人的因素影响较小,降低了对工人操作技术的要求,因此焊接质量是稳定的。而人工焊接时,焊接速度、焊丝伸长等参数都是变化的,因此很难做到质量的均一性;
(2)改善了工人的劳动条件。采用机器人焊接工人只是用来装卸工件,远离了焊接弧光、烟雾私飞溅等;
(3)提高劳动生产率。机器人没有疲劳,一天可24h连续生产,另外随着高速高效焊接技术的应用,使用机器人焊接,效率提高的更加明显[11];