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焊接變形的基本形式有收縮變形、角變形、彎曲變形、波浪變形和扭曲變形等。焊接過程中,對焊件進(jìn)行不均勻加熱和冷卻,是產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的根本原因。減少焊接應(yīng)力與變形的工藝措施主要有:
一、預(yù)留收縮變形量 根據(jù)理論計算和實踐經(jīng)驗,在焊件備料及加工時預(yù)先考慮收縮余量,以便焊后工件達(dá)到所要求的形狀、尺寸。
二、反變形法 根據(jù)理論計算和實踐經(jīng)驗,預(yù)先估計結(jié)構(gòu)焊接變形的方向和大小,然后在焊接裝配時給予一個方向相反、大小相等的預(yù)置變形,以抵消焊后產(chǎn)生的變形。
三、剛性固定法 焊接時將焊件加以剛性固定,焊后待焊件冷卻到室溫后再去掉剛性固定,可有效防止角變形和波浪變形。此方法會增大焊接應(yīng)力,只適用于塑性較好的低碳鋼結(jié)構(gòu)。
在去年,我國國產(chǎn)焊接機械手成功打入國內(nèi)一線汽車生產(chǎn)商的生產(chǎn)線當(dāng)中,表明國內(nèi)的部份技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)可以和國外產(chǎn)品進(jìn)行一定范圍內(nèi)的競爭,雖然范圍不大,但這一事件的象征意義是非常明顯的,即經(jīng)過長時間的機器人技術(shù)積累,國產(chǎn)機器人競爭力已初步顯現(xiàn),未來需要的是有充分的時候來生長狀大。焊接機械手之所以能夠占據(jù)整個工業(yè)機器人總量的30%以上,與負(fù)重這個特殊的行業(yè)有關(guān),負(fù)重作為工業(yè)“搬運工”,是工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的加工手段,同時由于負(fù)重的物體過于龐大,人工負(fù)重難以進(jìn)行,搬運的速度對產(chǎn)品生產(chǎn)效率起決定性的影響。如果焊縫較長,可采用逐步退焊法和跳焊法,使溫度分布較均勻,從而減少了焊接應(yīng)力和變形。
由于激光焊接目前多采用固體激光作為光源,因此非常容易能夠?qū)崿F(xiàn)多個光路多個工位加工的方式,大大提高了生產(chǎn)效率。與CO2激光機床相比,由于CO2激光難于實現(xiàn)多光路,因此機器人激光焊接系統(tǒng)相對于CO2激光機床的效率大大提高。將數(shù)控技術(shù)配以各類焊接機械設(shè)備,以提高其柔性化水平和質(zhì)量控制水平,是我們當(dāng)前的一個研究方向。目前在國內(nèi)的OA(辦公自動化)行業(yè),已經(jīng)有多個機器人激光焊接系統(tǒng)取代CO2激光機床的案例,焊接效率提高30%以上。
機器人進(jìn)入焊接行業(yè)有利于焊接工人的身體健康著想,也有利于企業(yè)提高生產(chǎn)效率。
我國現(xiàn)有自動焊器材的生產(chǎn)企業(yè)上千家。其中自動焊設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量約為900家,自動焊材料生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量在500家以上。另外,我國還有上百家企業(yè)從事自動焊輔機具、配套器具、切割機具和相關(guān)的安全防護用品的生產(chǎn)制造。埋弧焊是利用焊劑層下的電弧,來加熱并熔化焊絲、周圍的焊劑和母材, 而進(jìn)行焊接的一種工藝方法,又叫做焊劑層下電弧焊。這些企業(yè)構(gòu)成了我國自動焊器材供應(yīng)業(yè)的主體。我國自動焊行業(yè)還包括為上述兩類企業(yè)提供各方面相關(guān)技術(shù)支持和服務(wù)的公共機構(gòu)。這些機構(gòu)雖然數(shù)量不多(僅僅數(shù)十家),但對行業(yè)的影響很大,主要從事自動焊及材料連接方面的行業(yè)管理、研究開發(fā)、教育、培訓(xùn)、認(rèn)證、標(biāo)準(zhǔn)化、信息咨詢和服務(wù)等方面的工作。這些公共機構(gòu)包括科研院所、大學(xué)、職業(yè)技校、培訓(xùn)基地、行業(yè)管理和服務(wù)部門。