農業機械用S355鋼的焊接工藝優化方案探究

時間： 2025年5月24日星期六分類：科學技術論文次數：346

摘要：針對農業機械用 S355 鋼總成的焊接，本文應用了一個 ABB 焊接機器人來實現焊接，在整體的制造設計過程中主要應用了焊接設備和焊接機器人。與此同時，筆者詳細分析了該優化工業方案，旨在為農業機械用 S355 鋼總成的整體制造質量的提高提供參考。關

　　摘要：針對農業機械用 S355 鋼總成的焊接，本文應用了一個 ABB 焊接機器人來實現焊接，在整體的制造設計過程中主要應用了焊接設備和焊接機器人。與此同時，筆者詳細分析了該優化工業方案，旨在為農業機械用 S355 鋼總成的整體制造質量的提高提供參考。

　　關鍵詞：農業機械;S355 鋼;焊接工藝;優化方案

鑄造技術

　　1 研究背景及 S355 鋼簡要介紹

　　本文主要介紹了用于農業機械施工的鋼構件 S355 的焊接工藝優化方案。焊接裝置主要由 ABB 焊接機器人和主要焊接設備組成，焊接站有 3 個旋轉軸，它圍繞 Z 軸進行移動，允許兩個焊接柱進入焊點。工作站還允許在 x 和 y 軸上旋轉。所使用的焊接機器人具有觸覺掃描功能，不需通過預定坐標完成。

　　355 鋼是正火鋼，EN10025-3：2004 標準中的細晶粒鋼。其屈服強度和抗拉強度和我國的 Q345 低合金鋼對應，NL 是要求在-50℃的低溫環境中做沖擊吸收功試驗 (因考慮到農業機械的冬季室外作業)，另一方面 S355 也是歐標低合金高強度板[1]。

　　2 ABB 機器人簡要介紹

　　本文應用的 ABB 機器人能滿足我們在機械焊接方面的要求。據統計，目前 ABB 在世界范圍內所成功安裝的機器人已經遠超了 30 萬臺。 ABB 機器人主要包括電源模塊 DSQC626A、ABB 機械手電源 DSQC539、工業 ABB 機器人電源 DSQC604、驅動模塊 3HAB8101-7/07B 以及其他計算和系統硬件等。

　　3 研究初期情況

　　在研究初期過程中，在主機械板上一個尺寸不佳的通道被激光切斷。作為被考慮的集成的兩個部分通過嵌入合并。用于切割的參數不合適，導致安裝頂部部件的底板間隙較大。一個空的半圓和一個線性空間從側面看。從其中一個計算區增加的電線為 12.5mm2 ，在另一個計算區的接頭面積為 18mm2 ，這意味著在 1000mm 長的電線處，V5=12500mm3 的體積和 V6=18000mm3 的體積。因此熔化的填充材料已比初始編程確定的量更大進入兩個零件之間。在焊接后的零件表示其中部分熔池已進入零件之間的間隙，斷裂的可能性更大[2]。焊接操作員將能夠降低有缺陷的軟線部分的焊接速度，以使軟線的相關參數在整個長度上保持恒定。

　　4 農業機械用 S355 鋼焊接的工藝方案及處理方法

　　焊接工位 1 在 x 位置 π/2[rad]之后的旋轉-等待裝配并進行機器人編程的位置。至此，完成了機器人的編程;進行校準操作并設置機器人的 0 點。位置 0 焊槍的校準是通過配備的專用設備完成的,并且帶有激光傳感器。首先，將剪線鉗送至距氣體噴嘴 9mm 處，并清除飛濺物。

　　在進行焊接之前，需要將割炬帶到噴涂硅樹脂的裝置上，這樣一來的目的是以防止焊縫飛濺。先手動將噴頭拉直，然后用銑刀將其飛濺物清理干凈; 將 TCP 設置為零位置是參考指針命令處的 TCP，如果它不為零，則使用割炬的激光傳感器執行 TCP 檢查，并且其自身會搜索設備的零位置;輸入 New Modules，然后打開下一個對話框輸入零件代碼。沿 x 軸位置旋轉 0[rad]在此位置，將圓形焊縫以及中心和底部之間的角縫焊接起來;接下來，完成編寫例行程序。

　　機械論文投稿刊物：《鑄造技術》創刊于1979年，是中國鑄造協會會刊，中文核心期刊，中國科技核心期刊，國內外公開發行。《鑄造技術》是一本集中報導我國鑄造領域先進科研成果、實用工藝技術、生產管理經驗以及鑄造行業發展動態的綜合性科技期刊。覆蓋鑄鐵、鑄鋼和有色合金鑄造等整個鑄造工業領域。讀者對象為企業管理人員、技術人員、技術工人、大專院校師生、科研院所工程研究人員等。

　　編寫例行程序是一種重復且可控制的焊接程序，為此操作分配了一個按鈕上的號碼。完成此步驟后，所屬焊接參數包括焊接電流、焊接速度和擺參數[3]。選用的 ABB 焊接機器人讀取程序并將其發送到生產環境。啟動了機器人讀取下一個動作。可以對以下命令類型進行編程：在空間中從一個點移動到另一點，機器人選擇軌跡。為了制作斷續的接縫，必須進行機器人處于待命位置，通過割炬的清潔和硅化使其倍增。在機器人上編程的焊接參數標記為相應數據。對此步驟，選擇焊接速度，此時的速度是在角接 vs=8mm/s 的情況下，并與在焊源上選擇的數據相關聯。送絲速度為 7.5mm/s。在有效焊接的階段，線性焊接的起點圓形焊縫，線性焊的終點和圓形焊縫末端[4]。如果接縫出現間隙后接縫不連續，則在割炬的提升空間中進行移動，再在接縫的下一個起點在空間中移動，然后下降到下一個接縫的起點。

　　5 結論

　　目前，由于機器人的可編程學習，用機器人制造焊接接頭越來越普遍。但應考慮到在熱影響區內發生的結構變化，而不僅僅是由于接頭不當而出現的缺陷。另外，由于文章篇幅限制并沒有將相應示圖進行展示，較為遺憾。

　　參考文獻：

　　[1] 孫進發，劉明偉，劉海龍，等.反變形量對 S355 鋼 T 型接頭變形與殘余應力影響的數值分析[J].電焊機，2018，48(12)：74-79.

　　[2] 許鴻吉，金光，宋冰昕，等.S355 鋼焊接接頭的組織與力學性能 [J].理化檢驗(物理分冊)，2008(11)：600-603.

　　[3] 劉洪順.S355K2W(N)耐候鋼焊接工藝[J].焊接技術，2017，46 (10)：44-46.

　　[4] 張沛強.S355 鋼 TIG 焊有限元仿真分析[J].鑄造技術，2014，35 (5)：1057-1059.

　　作者：李寧