弧焊机器人在盾构机刀盘上的工作应用

2019/10/23 16:50:32admin4

         广州友仪机电工程师在工作中得知,盾构机刀盘是大厚度钢板/钢管下料之后焊接而成的大型结构件,直径6-18m,质量40t。中厚板结构件的焊接主要有多层多道焊和填充焊两种方式。多层多道焊接方式具有热输入量小、有效减少变形和焊接缺陷等优点,广泛应用于中厚板结构件的焊接中。近年来焊接机器人技术快速发展,焊接机器人已逐步取代了传统的手工焊接,成为焊接生产的主力军。同时,在提高中厚板结构件多层多道焊的焊接效率、保证焊接质量稳定性等方面优势明显。

        弧焊机器人的应用是焊接生产自动化的发展方向,它在西方先进国家的应用呈加速发展态势,采用在中厚板焊接应用领域最具代表性的日本神钢(ARCMAN)六自由度弧焊机器人,具体研究中厚板(MAG)立焊成形的参数以及通过焊后力学性能等试验验证焊缝质量及焊接的可行性。

一、试验材料

       母材为厚度100 mm的Q345B板材,选用机加工车床加工K型坡口及钝边,坡口角度36°,钝边2 mm,MAG 焊,焊丝直径φ1.2 mm。保护气体为φ(Ar)80%+φ(CO2)20%混合气体,气体流量25L/min。

二、试验方法

       试验过程中,除特定的研究变量之外,未做说明的参数均为:焊丝干伸长 l≥22 mm,焊枪与母材焊缝夹角α=45°。

       焊接试验工艺参数研究采用K形平板立焊。焊接结束后,待焊接试件冷却,进行超声波探伤,判定焊缝内部质量,确定焊缝是否有缺陷以及缺陷的严重性,根据DAC曲线测视图判断是否焊接合格。

       通过研究合格焊缝的焊接工艺参数,获得最佳参数组合范围,制作拉伸和冲击试样,分析焊接接头的拉伸和冲击数据,并分别对断口形貌进行扫描电镜(SEM)观察,然后验证中厚板(MAG)立焊成形焊接的可行性。

       试验过程中,将焊接完成的试板沿横截面切开,选取焊缝中间处取样,以避免不确定因素。选取焊缝成形良好、无明显焊接缺陷的焊缝部分进行标准的金相试样制备,同时通过力学拉伸、冲击试验及微观SEM形貌综合评定整体焊接效果。

三、试验结果与分析

       弧焊机器人中厚板焊接工艺与普通薄板焊接工艺过程存在差异,厚板在焊接变形和电流控制上的难度远远大于薄板,因此其焊缝的显微组织和力学性能也与薄板焊接不尽相同。

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