Лазерна технологія

Зварювальний робот складається з двох частин: самого робота та зварювального обладнання. Використання зварювальних роботів не лише стабілізує й покращує якість зварювання та підвищує ефективність виробництва, а й зменшує вимоги до кваліфікації зварників, скорочуючи таким чином цикл підготовки до оновлення продукції та зменшуючи відповідні інвестиції в обладнання.

Вимоги до зварювальних роботів щодо зварювального дроту

Роботи можуть використовувати зварювальну дріт у барабанах або на котушках залежно від потреб. Щоб зменшити частоту заміни дроту, слід використовувати зварювальну дріт у барабанах. Однак через довгу шлангову систему подачі дроту опір є високим, тому потрібна дріт із підвищеною жорсткістю та іншими високоякісними характеристиками. При використанні зварювальної дроти з трохи нижчою якістю мідного покриття мідне покриття на поверхні дроту може стиратися через тертя, що зменшує внутрішній об’єм напрямного каналу. Це збільшує опір під час швидкої подачі дроту, унаслідок чого дріт подається нерівномірно, виникають вібрації, нестабільна дуга та погіршується якість зварного шва. У важких випадках може виникнути заклинювання, що призведе до зупинки робота. Тому напрямний канал для зварювальної дроти необхідно регулярно очищати.

Аналіз та методи усунення зварювальних дефектів у зварювальних роботах

У роботизованому зварюванні застосовується зварювання в захисній атмосфері аргону з домішками інших газів. Поширені зварювальні дефекти включають зміщення зварного шва, підрези та пористість. Детальний аналіз наведено нижче:

(1) Неправильне зварювання може бути спричинене неправильним положенням зварювання або проблемами з розташуванням зварювального пальника. У цьому випадку перевірте точність TCP (положення центру зварювального пальника) та відповідно скоригуйте його. Якщо така ситуація виникає часто, перевірте нульове положення кожної осі робота й виконайте повторну калібрування.

(2) Підтравлення характеризується жолобоподібними заглибинами на краю зварного шву основного матеріалу, які часто виникають з обох боків покривного шву. Основними причинами є надмірна швидкість зварювання, надмірна амплітуда коливань, недостатній час утримання електрода з обох боків або надмірний зварювальний струм. Способи усунення: відповідне зниження швидкості зварювання, зменшення амплітуди коливань, збільшення часу утримання електрода з обох боків, а також застосування методу зварювання «штовханням» із кутом нахилу вперед 5–10°. Недоплавлення та неповне проплавлення — це серйозні внутрішні дефекти, які зазвичай виникають через недостатній зварювальний струм, надмірну швидкість зварювання, надмірний кут скосу кромок, відхилення осі зварювального пальника від центру або недостатнє очищення міжшарового простору. Щоб усунути ці дефекти, необхідно збільшити зварювальний струм, зменшити швидкість зварювання та збільшити амплітуду коливань для забезпечення повного охоплення обох сторін скосу кромок. Також слід посилити очищення міжшарового простору. При багатошаровому багатопрохідному зварюванні товстих листів особливу увагу слід приділити сплавленню кромок скосу та зон з’єднання шарів.

(3) Виникає пористість. Пористість пов’язана, насамперед, із захисним газом, зокрема з неправильним об’ємним витратом газу, недостатньою чистотою газу, забрудненням сопла, витіканням газу з газопроводу та наявністю олії або іржі на поверхні виробу або вологи на зварювальному дроті. Для усунення цього явища необхідно оптимізувати параметри газу до 15–25 л/хв, перевірити газову систему, очистити сопла та поліпшити умови робочого середовища, щоб швидкість вітру не перевищувала 2 м/с. Поверхню виробу слід ретельно очистити перед зварюванням. Надмірне бризкання, як правило, виникає через невідповідні параметри зварювання, надто велику довжину виступу дроту або погану якість зварювального дроту. Це можна усунути шляхом налаштування відповідності напруги й струму, контролю довжини виступу в межах 10–15 мм, використання безмідного або високоякісного міднопокритого зварювального дроту, а також застосування суміші Ar+CO₂.

(4) Надмірне розбризкування може бути спричинене неправильним вибором параметрів зварювання, проблемами зі складом газу або надто великим виступом зварювального дроту. Зміна вихідної потужності дозволяє скоригувати параметри зварювання, коригування співвідношення компонентів газової суміші виправляє пропорції змішаних газів, а також допомагає регулювання відносного положення зварювального пальника та заготовки.

(5) Після охолодження в кінці шва утворюється кратер дуги. Додавання функції заповнення кратера під час програмування дозволяє його заповнити.

Поширені несправності зварювальних роботів та способи їх усунення

(1) Зіткнення пальника. Це може бути спричинено відхиленням у збиранні заготовки або неточністю TCP зварювального пальника. Перевірте збирання або скоригуйте TCP зварювального пальника.

(2) Проблеми з дугою — дуга не запалюється. Це може бути пов’язано з тим, що зварювальний дріт не торкається заготовки або технологічні параметри занадто низькі. Виконайте ручну подачу дроту, скоригуйте відстань між зварювальним пальником та швом або відповідним чином скоригуйте технологічні параметри.

(3) Сигнал тривоги стеження за захисним газом. Це вказує на несправність у системі охолоджувальної води або подачі захисного газу. Перевірте трубопроводи охолоджувальної води або захисного газу.

Як забезпечити якість виробу

Як робот для навчання та відтворення, якість збирання та точність виробу мають бути сталими.

Застосування зварювальних роботів вимагає суворого контролю якості підготовки деталей і підвищення точності збирання. Якість поверхні деталей, розміри фаски та точність збирання впливають на ефективність слідкування за швом. Наступні аспекти можна використовувати для покращення якості підготовки деталей і точності зварювального збирання:

(1) Розробити процеси зварювання спеціально для зварювальних роботів із суворими технологічними вимогами до розмірів деталей, фасок під зварювання та розмірів збірки. Зазвичай допуски на розміри деталей і фасок мають бути в межах ±0,8 мм, а похибки розмірів збірки — у межах ±1,5 мм. Це значно зменшує ймовірність виникнення зварювальних дефектів, таких як пористість і підрез.

(2) Використовувати високоточні збірні пристосування для підвищення точності збірки зварних виробів.

(3) Зварні шви мають бути ретельно очищені від масла, іржі, зварювального шлаку, різального шлаку та інших забруднень. Допускається застосування зварювальної грунтувальної фарби. В іншому разі знижується ймовірність стабільного запалювання дуги. Точкове зварювання слід замінити на зварювання в середовищі захисного газу замість електродного зварювання. Крім того, зону точкового зварювання необхідно зачистити абразивним інструментом, щоб уникнути залишків шлаку чи пористості від точкового зварювання, що спричиняє нестабільність дуги та навіть бризкання.

Підсумок методів програмування

(1) Виберіть раціональну послідовність зварювання. Послідовність зварювання має бути визначена таким чином, щоб мінімізувати деформацію під час зварювання та довжину траєкторії руху зварювального пальника.

(2) Просторовий перехід зварювального пальника вимагає короткої, плавної та безпечної траєкторії руху.

(3) Оптимізуйте параметри зварювання. Щоб отримати найкращі параметри зварювання, підготуйте зразки для зварювальних випробувань та оцінки процесу.

(4) Розумне розташування позиціонера, положення зварювального пальника та його розташування щодо зварного шва. Після фіксації виробу на позиціонері, якщо зварний шов не перебуває в ідеальному положенні та під ідеальним кутом, під час програмування необхідно постійно коригувати положення позиціонера, щоб послідовно забезпечити горизонтальне розташування зварного шва. Одночасно потрібно постійно коригувати положення кожної осі робота, щоб обґрунтовано визначити положення, кут нахилу та довжину виступу зварювального дроту пальника щодо зварного шва. Після визначення положення виробу визначити положення зварювального пальника щодо зварного шва візуально програмісту важко. Це вимагає від програмістів вміння узагальнювати й накопичувати досвід.

(5) Вчасно вставляйте програму очищення горілки. Після написання зварювальної програми певної довжини програму очищення горілки слід вставити негайно. Це запобігає закупоренню зварювального сопла та контактного наконечника бризками зварювання, забезпечує чистоту горілки, подовжує термін служби сопла, гарантує надійне запалювання дуги та зменшує утворення зварювальних бризок.

(6) Програмування, як правило, не повинно виконуватися за один крок. Воно вимагає постійного тестування та коригування під час роботизованого зварювання, налаштування зварювальних параметрів, положення горілки тощо, щоб створити ефективну програму.

Експлуатаційні витрати та аналіз управління

Масла для навчання з подібними характеристиками та ефективністю можна замінити на менш дорогі аналоги. Посилення технічного обслуговування під час зварювання подовжує термін служби споживаних деталей, таких як сопла та контактні наконечники. Крім того, профілактичне технічне обслуговування системи робота ефективно підвищує термін служби компонентів.

Висококваліфіковані менеджери, техніки та оператори є обов’язковими для досягнення роботами максимальної ефективності. Успіх роботизованої зварювальної операції компанії значною мірою залежить від її персоналу; отже, стабільний склад працівників є критично важливим.