直缝钢管自动焊接技术（一）

双面埋弧焊直缝钢管双丝自动焊接技术针对某产品结构特点设计和制造焊接工装，拟定双丝焊接工艺，并采用双丝焊接工艺对该产品进行焊接，进一步摸索其焊接工艺特点，掌握焊接过程中对焊缝成形的影响，通过在线编程优化双丝焊接工艺参数，形成规范性指导文献。

   双丝自动焊接是近几年发展起来的先进焊接技术[1]，它除了具有半自动单丝焊接特点外，还具有能量集中、熔敷效率高等焊接特性。其主、副丝由单独的普通焊接电源提供焊接电流，独立可调，可实现焊接工艺参数的蕞佳优化配置，两丝之间始终保持一定的间距和一定的焊接角度，有效地控制了双弧之间的电磁干扰，具有良好的静、动特性，两单独电源靠焊接软件共同协调作用，给主、副丝供电。同时熔化主、副丝，并向焊缝中过渡金属，形成一个稳定的熔池，良好地保证了焊接接头的强度。它不仅能采用常规的熔化较焊接电源实现焊接，而且设备成本降低，使焊接热量高度集中，熔敷速度快，焊接效率高，焊后变形小，劳动强度低，有效地改善了焊缝组织性能，尤其对于高导热材料的焊接，能量集中的效果更为**。447厂于2004年从奥地利引进机器人双丝焊接设备，经过一年多对试板进行双丝焊接工艺试验、焊接工装设计与制造、在线编程的优化设计、对产品的试制焊接及焊后焊缝质量的无损检测等一系列工作，已形成双丝焊接整个过程保证体系，确保了每个过程焊接参数真实可靠。现双丝焊接工艺已在447厂成功地应用于产品焊接的批生产中，取得了显著效果，得到了用户的高度评价。

1 焊接工作站主要技术数据和双丝焊接设备及工艺特点

1.1 焊接工作站主要技术数据

  机械手臂6个轴，立柱3个轴，旋转变位机2个轴，在焊接时，这11个轴可同步进行协调工作，保证机械手能够达到各种位置，并实现蕞佳位置的焊接。机械手臂长1.6 m，立柱在地面行程为16 m，立柱上配备3 m长的悬臂，其悬臂的升降距离为3.5 m，旋转变位机面板旋转半径为2.5 m，径向工作范围为4.6 m，重复定位精度为（±0.1）mm，回转定位精度为0.02°，工作环境温度在5~45℃。

1.2 双丝焊接设备

   本课题主要采用了fronius公司Tps5000多功能数字化焊机，兼有陡降/缓降输出外特性，焊接电流在3~500 A，焊接电压在10~40 V，其双丝焊系统由两台焊机、两台送丝机及一把焊枪等组成，可与自动化专机或焊接机器人配套使用。两个送丝机均采用推拉式送丝，并通过两根送丝管分别将两根焊丝同时送进焊枪中两个独立的导电嘴，确保焊接过程送丝通畅，且焊丝在双电弧中被熔化，形成一个熔池。图1为双丝焊系统的结构。

   两台焊机通过特殊的装置进行通讯，保证两个电弧之间互不干扰，两根焊丝可采用不同脉冲频率组合的脉冲电弧进行焊接。如同频率同相位的，相位差为180°，不同频率任意相位的，见图2。

1.3 双丝焊接的工艺特点

1）高性能数字化脉冲焊机[2]，**暂载率时的焊接电流360 A。

2）6英寸LCD显示，可进行在线和离线编程，连接PC机、打印机。

3）每根焊丝的规范参数根据不同质材和厚度可单独设定。

4）每根焊丝的送丝速度可在0.5~22 m/min范围内调节。

5）大大地提高熔敷效率和焊接速度。

6）在熔敷效率增加时，保持较低的热输入，焊接变形小。

7）采用硬弧电弧更稳定，采用软弧电弧熔滴过渡受控、飞溅小，焊缝成形美观。