彈性軌道式管道環(huán)焊縫焊接機(jī)器人設(shè)計(jì)與焊接工藝研究.pdf

1、脈沖型熔化極氣體保護(hù)焊（簡稱P-GMAW）是目前最適用于管道全位置焊接的一種焊接工藝，但在焊接過程中它對管道行走機(jī)構(gòu)的運(yùn)動性能具有較高的要求。因此，本文設(shè)計(jì)了一種彈性軌道式管道環(huán)焊縫焊接機(jī)器人，在滿足P-GMAW焊接工藝對圓周行走機(jī)構(gòu)、焊槍軸向調(diào)整機(jī)構(gòu)、焊槍擺動機(jī)構(gòu)的速度、精度要求的情況下，展開平焊、立焊和仰焊位置脈沖參數(shù)對焊縫質(zhì)量影響的研究，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)以及對各焊接位置焊接接頭金相組織的觀察分析，研究了脈沖參數(shù)對焊接接頭機(jī)械性能的影

2、響。
　　首先，結(jié)合P-GMAW焊接工藝對管道行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動性能的要求，設(shè)計(jì)了軌道爬行小車和彈性軌道，其關(guān)鍵技術(shù)包括：行走驅(qū)動模塊、徑向調(diào)整模塊、橫向調(diào)整模塊、焊槍擺動模塊和彈性軌道模塊，著重對其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、動作原理、設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行了分析。接著，對焊接小車和焊接工藝電控系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，具體內(nèi)容為：對電機(jī)、驅(qū)動器和編碼器的選型以及對焊接電流、電壓檢測電路等電路的設(shè)計(jì)。
　　然后，為了研究本設(shè)計(jì)的焊接機(jī)器人在全位置P-GMAW焊接中脈

3、沖參數(shù)對焊縫質(zhì)量的影響，將管道全位置焊接分為平焊、立焊和仰焊三個區(qū)間進(jìn)行研究。結(jié)合前人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析了相同平均電流、平均電壓下不同脈沖參數(shù)（峰值時間、峰值電流）對熔滴過渡方式的影響，初步建立了一脈一滴參數(shù)選取的經(jīng)驗(yàn)公式，為現(xiàn)場管道全位置焊接參數(shù)的選取提供了依據(jù)。焊絲干伸長及其壓降的分析，說明了在全位置焊接中，焊絲干伸長可保證熔滴過渡的連續(xù)性。
　　最后，通過現(xiàn)場對管道平焊、立焊和仰焊位置的焊接實(shí)驗(yàn)，初步驗(yàn)證了上述理想狀態(tài)下本文建