教机器人焊接的作业称为“示教”,是引进机器人时不可或缺的工序。示教方法分为两种,分别为“在线示教”,即运行机器人,使其记住动作的方法;以及“离线示教”,即将CAD等生成的3D数据或动作编入程序中,使机器人记住数据的方法。 示教是决定机器人动作的重要工序,同时也非常费时。因此,相对而言示教工时较少的在线示教逐渐成为主流。 在线示教时,需要实际运行机器人进行焊接,由传感器检测其动作。传感器检测到的动作会记录到程序中。通过播放(示教回放)记录的动作,实现机器人进行的焊接。 此外,在机器人焊接工序中,可以将非接触传感器作为机器人的眼睛,进行“焊接线的模仿控制”或“坡口形状的测量”,实现更高精度的自动焊接。

用镜片收集指向性及聚焦性好的波长的光,将能量密度极高的激光作为热源的焊接方法。可实现相对于深度而言,宽度较窄的融入焊接。这些利用激光指向性及集中性的技术,同样也被用于“拼焊(TB)”中的焊接、薄板切割及加工。 根据发出作为能量的光源的方法,激光焊接可分为2大类。“气体激光”利用二氧化碳等气体发出激光(例:二氧化碳气体激光焊接)。而“固体激光”则利用钇、铝及石榴石等矿石发出激光,例如YAG激光焊接。

在“熔接”中,“电弧焊接”也是在各种工业领域被广泛应用的焊接法。 根据特征、装置结构、使用的气体等有更具体的分类,其中“TIG焊接”、“MIG焊接”、“MAG焊接”等可以用保护气体将焊接部和大气隔离开来的气体保护电弧焊,由于非常适合自动化,被广泛应用。 包括气体保护电弧焊在内的“电弧焊接”大致可分为焊接棒(或焊丝)熔化的“电极消耗式(溶极式)”和不熔化的“非电极消耗式(非溶极式)”两种。

根据接合方法不同,焊接大致可分为三类。 将母材和母材熔化或将接合母材所需的焊接棒(焊材)和母材熔化并接合的“熔接”;利用机械摩擦、压力、电流等使母材熔化并接合的“压接”;在接合部分使用接合所需的焊材(钎)以进行焊接的“钎焊”。 同时,针对各种接合方法,还有各种各样的焊接方法,可根据要接合的母材和条件等因素,使用合适的焊接方法。

将金属连接在一起的主要方法,包括“机械性接合”及“冶金性接合”。机械性接合,包括“螺栓接合”、“铆接”、“敛缝”、“热套”、“镶入”等,这些接合方法均借助了力学领域的能量。 而相对的,冶金性接合则分为“熔接”、“压接”、“钎焊”等方法,不同的接合方法对应使用不同的能量。 此外还有属于化学性接合,采用粘合剂的接合方法。 不同的接合方法各有优缺点,要实现有效接合,就必须根据不同的材料及接合条件,选择恰当的接合方法。

要检测融入不足或融合不良、内部开裂等缺陷时,使用超声波。在用超声波进行的检测(“超声波检测:UT”)中,使用一种名为探头的物体。探头内部组装有振子,用于发出和接收超声波。将探头放到焊接部上并发出超声波,超声波将传播到焊接部内部。如果没有空心或异物等,超声波将在底面发生反射(回响),返回到探头。而如果在中途遇到空心或异物等,将在到达底面前从空心或异物处发出回响,并返回到探头。这种回响将以图形的形式显示在探测器上,用于测量缺陷的有无和位置。

焊接大致可分为“熔接”、“压接”、“钎焊”三种,但它们还有更多的详细分类。需要根据要焊接的母材材质、焊接后产品需要实现的功能等,选择最合适的焊接方法。 在理解不同焊接方法的原理和特点的基础上,正确地进行焊接,可实现品质、可靠性、耐久性均非常出色的焊接。此外,在FA(工厂自动化)的焊接工序自动化及机器人的引进和使用中,各种焊接方法相关的知识也是不可或缺的。

“TIG(Tungsten Inert Gas)焊接”代表“隋性气体焊接”。这是一种不会飞溅火花,支持不锈钢、铝、铁等各类金属焊接的电弧焊接。 采用不会作为放电电极消耗的钨,使用氩气、氦气等惰性(Inert)气体作为保护气体。在惰性气体中产生电弧,依靠电弧热量熔解母材进行焊接。虽然也会使用焊材,但由于焊接部位被惰性气体包围,电弧也很稳定,几乎不会发生溅射。

在ISO9000第一版(1987年版)中,焊接被定义为“特殊工序”。这是因为当时要验证品质条件非常困难。后来,焊接品质从“所用材料、设备及操作者的资格”、“作业条件、作业步骤及其管理和检测方法”,以及安全对策等“作业标准”和实现标准所需的焊接条件、测量仪、检查手册、记录等方面进行管理。 焊接品质的检查非常重要,但要作出准确的判断也绝非易事。对焊接操作者、设备严格规定的各种资格和条件,也证实了这一点。实际上,在船舶、桥梁、基础设施设备等的重大事故中,经常发现起因是焊接不良,因此必须严格地实施品质管理,丝毫不可松懈。 在现代,随着传感器、高精度相机、激光位移传感器等技术的发展,管理和检测技术越来越发达。焊接的未来除了经验和知识外,关键还在于如何利用科学技术,合理地进行高精度品质管理。

焊接品质的检查非常重要,因此必须严格地实施品质管理,丝毫不可松懈。下面介绍焊接需要实现的品质要求。 对“焊接产品”品质要求的一般条件,如下所示。 按设计尺寸正确完工。 具备要求的功能和强度(或安全性)。 焊接部的外观符合要求的等级。
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