利用三維柔性焊接平臺提升ZL26C機組轉(zhuǎn)動臂的焊接質(zhì)量

婁燕鳴

【摘要】ZL26C機組轉(zhuǎn)動臂在工序加工過程中由于轉(zhuǎn)動臂長度過長，缺少焊接工裝，焊接、加熱過程中容易產(chǎn)生尺寸改變，焊接不平行等問題，通過分析ZL26C機組轉(zhuǎn)動臂的結構及其工藝設計要求，設計出了三維柔性焊接工裝裝夾工藝草圖，利用圖文并茂的直觀方式作為加工操作指導，設計制作工藝樣板快速定位；同時，為規(guī)范加工，制定了《三維焊接成型通用工藝守則》，讓工人嚴格按照規(guī)范加工，減少錯誤操作，提高效率。

【關鍵詞】三維柔性焊接工裝；工藝草圖；提高效率

ZL26C型纖維濾棒成型機組改進型是許昌煙機公司在ZL26B型基礎上借鑒國外高速纖維濾棒成型機組先進技術并綜合考慮纖維濾棒成型機組，對國內(nèi)濾棒質(zhì)量要求的適應性后自主研發(fā)、研制的新一代纖維濾棒成型機組，達到了國內(nèi)先進高速纖維濾棒成型機組的技術性能。該機由YL16C型纖維開松上膠機和YL26C纖維濾棒成型機組成。它具有生產(chǎn)速度高、產(chǎn)品質(zhì)量好、使用維護方便、結構先進、原-輔材料消耗低等幾大優(yōu)點。“轉(zhuǎn)動臂”又是ZL26C型纖維濾棒成型機中的核心零件。本文主要論述ZL26C機組轉(zhuǎn)動臂的制作方法，并且具體分析各種焊接變形以及焊接變形產(chǎn)生的原因，針對各種不同的焊接變形可以采用相應的措施，有效預防和控制焊接變形，確保ZL26C機組轉(zhuǎn)動臂的精度和承載能力不受影響.

1、ZL26C機組轉(zhuǎn)動臂焊接時出現(xiàn)的問題

ZL26C機組轉(zhuǎn)動臂的加工工序一般包括：領取各子件、焊接、修整，加工設備主要是三維柔性焊接平臺?，F(xiàn)場詢問、調(diào)查發(fā)現(xiàn)，三維柔性焊接平臺是新引進設備，設備使用技術還是一項空白，特別是如何拼接裝夾，對操作工人和技術人員來說都很陌生。尤其是在焊接ZL26C機組轉(zhuǎn)動臂的過程中，由于轉(zhuǎn)動臂長度過長，缺少焊接工裝，焊接零件時處于無法控制狀態(tài)，焊接、加熱過程中容易產(chǎn)生尺寸偏差，焊接不平行等問題。其中尺寸偏差是因為在焊接過程中產(chǎn)生的焊接應力不均勻造成的，焊接時材料內(nèi)部受到不均勻的加熱和冷卻，在溫度高的地方，焊接膨脹度大，在溫度低的地方焊接件膨脹度小，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在焊接完成后，焊接件的尺寸比較焊接前發(fā)生了變化，從而產(chǎn)生了焊接尺寸偏差。焊接不平行是由于焊接件的長度較長，制作時焊接工裝選用不合理、工裝裝夾方式不當，沒有對稱布置焊縫的位置以及焊縫方向不是均勻分布時，焊縫的收縮會導致焊接不平行。焊接工藝是很復雜的，焊接件也是有很多樣式，所以很難形成一個完整的焊接體系。

2、制定工裝

為了探索和總結ZL26C機組轉(zhuǎn)動臂在三維柔性焊接平臺使用，提高組焊成型的精度，減少尺寸偏差，焊接不平行等問題，制定出ZL26C機組轉(zhuǎn)動臂合理的焊接方法，按照規(guī)范及規(guī)定方法實施焊接工裝， 盡可能減少焊縫，減小焊接變形，提高外觀質(zhì)量，保證其行位為工差和尺寸要求工件裝卡過程，用尺子和焊接工作臺刻度兩方面保證尺寸要求裝卡好，用剛性固定該工件，減少焊接變形剛性固定下焊接。

具體內(nèi)容為：

按照成型后的ZL26C機組轉(zhuǎn)動臂形狀，出樣板圖，樣板尺寸可大于外形尺寸0.2mm。

在使用ProE制作三維柔性焊接工裝模型，構建焊接組合圖如圖（1）如圖（2），按照樣板圖使用激光切割機割出2mm厚的不銹鋼樣板。

在按照工藝要求，制作時組合三維柔性焊接工裝，

首先，鉚工以樣板定位，組合平面定位工裝如圖（3），然后取下樣板，放上罩殼，定位斜面或空間部分后，限制各尺寸要素，最后壓緊工件。

焊工配合鉚工，按照通用焊接工藝，點焊罩殼。

其中，對于影響變形的長焊縫，要求在裝夾狀態(tài)下采用對稱焊、跳焊等方法焊接；待罩殼完全冷卻后，再將罩殼松開，焊接剩余部分，并執(zhí)行工藝其它內(nèi)容。

待驗證工裝使用效果后，完善部分三維柔性焊接工裝模型，然后將使用三維柔性焊接工裝內(nèi)容完善工藝。

3、對策實施

對使用三維柔性焊接工裝焊接ZL26C機組轉(zhuǎn)動臂的使用方法進行試驗、總結，具體方法為：

使用三維柔性焊接工裝，然后使用定位銷等位，在焊接過程中應用焊接工裝來保證工件中的垂直度和兩個子件的角度偏差，焊接好后，待工件完全冷卻后再拆卸工件，確保熱變型最。保證零件的總體尺寸長度符合設計要求；為了焊接瞬間聚集的熱量迅速散開，采用邊焊邊用濕布冷卻工件

為了減少焊接變形，我們采用逆向分段焊接，逆向分段焊，將整個焊縫分成幾小段，每一小段的焊接方向與焊接總方向相反，盡可能采用對稱的逆向焊接。

一定會減少變形，對此總結出了以下原則是：保證外形尺寸和設計強度，采用“工裝固定”的方法，減少焊縫，減少焊接引起的變形。加強焊件的剛性，將焊件強行固定，這樣就可以防止焊后變形。

ZL26C機組轉(zhuǎn)動臂原本采用的焊接方法焊后變形嚴重，垂直度和子件角度容易偏差，且根本無法修服，這個零件直接影響外觀零件，另外零件用量小，大批量買又太浪費成本，這就要求我們自己部門制作壓模然后焊接，加工勞動強度很大，且生產(chǎn)周期很長，很難如期完成任務。改進后，焊接時采用固定工裝分段焊接，盡量避免焊接時聚集的熱量過高而造成零件發(fā)生變形。采用冷卻降溫的方法減小焊接變形，在焊接時使用濕毛巾或吸水海綿擦拭零件，把焊接產(chǎn)生的熱量短時間釋放出去，避免溫度過高使零件發(fā)生變形現(xiàn)象。從而適合大批量處理，效率高，焊縫紋路一致性好，表面進行易焊接、修整，操作工容易操作，勞動強度小.

4、應用效果

由于解決了焊接方法和零件焊接工裝使用不當?shù)膯栴}，2014-2015年度對2套ZL26C機組轉(zhuǎn)動臂進行了調(diào)查，質(zhì)量由原來的43.3%上升到90%.我公司ZL26B、ZL22D產(chǎn)品上也大量應用焊接零件，我們把加工ZL26C機組轉(zhuǎn)動臂的技術同樣應用在這些產(chǎn)品上，ZL26B、ZL22D上的焊接零件的質(zhì)量在2015年得到明顯提高，

使用三維柔性焊接工裝，首先得到了員工初步的認可和興趣。

在開始使用三維柔性焊接工裝，結構件分廠員工并不認可，他們認為使用三維焊接工裝，費時費力，效率低，通過引導，部分員工嘗試著應用此工裝，他們發(fā)現(xiàn)尺寸穩(wěn)定了，返修率低了，大部分員工都開始應用了。而且員工反映兩套焊接平臺太少了，不夠用，于是結構件分廠又打報告購置兩套焊接平臺，這反映了焊接工裝得到員工的認可，并有興趣應用。

總之，在三維柔性焊接平臺的推廣使用上我們僅僅是邁出了第一步，在深入使用上還有許多的經(jīng)驗需要總結提高，還有很多的技術準備和技術優(yōu)化工作要做，生產(chǎn)技術部的技術人員與結構件分廠的員工為推廣使用三維柔性焊接工裝，為提高產(chǎn)品質(zhì)量，也做了大量卓有成效的工作，同時也要得到了各位領導的大力支持，我們在此一并對他們表示感謝！

參考文獻

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