【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接，具体而言，涉及一种抑制薄板焊接波浪变形的摆焊方法。
技术介绍
1、在焊接工艺的实践应用中，薄板焊接一直是一个关键且复杂的
，而其中的波浪变形问题是长期困扰行业发展的重大挑战。
2、焊接过程中，当焊缝处因受热而产生膨胀时，周边相对低温的薄板区域会对焊缝的膨胀形成限制，这种热膨胀与约束的相互作用，在板件内部产生了不均匀的应力。随着焊接的持续进行，这些应力不断积累和重新分布。当应力超过板件所能承受的临界值时，板件就会发生失稳从而呈现出波浪状的变形。薄板材料因其厚度较薄，其抗弯刚度较低，抵抗变形的能力相对薄弱，因此发生波浪变形的可能性和程度功比中厚板更大。
3、现有的摆动焊接技术，通过在空间上分散了热量在板材焊接中心线附近的输入，可一定程度减少焊接中心线附近板材波浪变形程度，但对于厚度较小的板件仍然难以完全的抑制板件的波浪变形，导致焊接后的工件尺寸和外形无法达标。对此往往需要通过减少焊缝长度、多段焊接的方式控制波浪变形，这在对于连接强度有要求或者需进行焊接密封的场合往往无法实行。在大量的应用场合中，亟需一种适应性更强、抑制波浪变形效果更佳的焊接方法来解决以上问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述问题，提供一种抑制薄板焊接波浪变形的摆焊方法，以有效减少薄壁焊接时产生的波浪变形，提高薄壁焊接质量。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种抑制薄板焊接波浪变形的摆焊方法，包括以下步骤：p>
4、步骤s10、将两件薄壁板件进行定位和夹紧，并确定两板件间的焊接中心线；
5、步骤s20、以焊接中心线定作为摆焊轨迹的摆动中线；
6、步骤s30、设置摆焊摆动宽度w、摆动频率、摆焊边缘电流i1和摆焊中心电流i2，其中摆焊边缘电流i1为摆焊过程中焊枪电极末端摆至离摆焊中线距离最大时的焊接电流，摆焊中心电流i2为焊枪电极末端摆至摆焊中线时的焊接电流，且i1>i2；
7、步骤s40、执行薄壁板件摆动焊接，并使焊接过程中的焊接电流ix因应焊枪电极末端所处位置与摆焊中线的距离s的变化而变化，且焊枪电极末端离摆焊中线的距离s越小时焊接电流ix越小，ix的变化范围为i2≤ix≤i1。
8、焊接过程中，在离焊接中心线越近位置的板材由于受到的热量输入越大，在焊接过程中加热程度和焊接完成后冷却时的温度变化梯度越大，所受的热应力则越大，导致波浪变形趋势也越大。摆焊通过在空间上分散了热量在板材焊接中心线附近的输入，在结合非恒定电流的热量输入方式，可对焊接中心线附近区域的热量输入进行更精确的控制。另一方面，与恒定电流摆焊分散焊接热量的方式相比，以上非恒定电流摆焊分散热量输入的方式可采用更小的摆动宽度达到同样的控制板件变形效果，对于减少焊缝宽度、提高焊接外观，以及提高焊接速度均有正面效果。
9、优选地，步骤s40中焊接过程中的焊接电流ix因应焊枪电极末端所处位置与摆焊中线的距离s的变化而变化，焊接电流ix与焊枪电极末端离摆焊中线的距离s的关系根据板材焊接特性可选择线性比例关系或三角函数关系；
10、当ix与s为线性比例关系时，ix与s满足以下定量关系：
11、
12、当ix与s为三角函数关系时，ix与s满足以下定量关系：
13、
14、其中w为摆动宽度，i1为摆焊边缘电流，i2为摆焊中心电流。
15、优选地，焊枪电极的摆动轨迹可以是锯齿形、月牙形、正圆形或三角函数曲线形的一种。
16、优选地，所焊接薄板的板厚小于等于3mm。
17、优选地，摆焊过程中当焊枪电极末端摆至摆焊中线时，焊枪与焊接板件夹角为90°，当电极末端摆至离摆焊中线距离最大的一侧时，焊枪与板件夹角的设定范围为55°
18、-85°，焊至离摆焊中线距离最大的另一侧时，焊枪与板件夹角的设定范围为95°-125°。
19、优选地，摆焊边缘电流i1的设定范围为10-200a，摆焊中心电流i2的设定范围为焊接电流i1的20％-90％，焊接速度的设定范围为小于等于150cm/min。
20、优选地，一种采用上述抑制薄板焊接波浪变形的摆焊方法的抑制薄板焊接波浪变形摆焊系统，包括机器人、焊枪、焊接电源和plc控制器，所述机器人的执行端与所述焊枪固定连接，使所述焊枪在机器人的带动下实现多自由运动；所述焊枪的电极输出由所述焊接电源供应的焊接电流；所述机器人、所述焊接电源与所述plc控制器电性连接，焊接过程中机器人依据自身实时的点位信息和姿态信息，实时计算所述焊枪的电极末端离焊接中心线的距离s，并实时发送给plc控制器；所述plc控制器根据预设的距离s与焊接电流值ix的定量关系，计算出当前时刻所应输出的焊接电流值ix并发送给焊接电源；所述焊接电源依据从plc控制器实时接收的焊接电流值ix实时调整所输出焊接电流的大小，实现抑制薄板波浪变形的摆焊过程。
21、优选地，所述焊接电源具备实时接收输入变量并据此实时控制焊接电流大小的功能，所接收的输入变量可以是模拟量或数字量的形式。
22、本专利技术的有益效果如下：
23、本专利技术提供一种抑制薄板焊接波浪变形的摆焊方法，通过确定两板件间的焊接中心线、以焊接中心线为摆焊中线进行摆焊轨迹规划、设置摆焊边缘电流和摆焊中心电流、使摆焊过程的焊接电流因应焊枪电极所处位置离焊接中心线的距离变化而变化，使离焊接中心线不同距离的焊接变形程度不同的区域相应输入大小不同的焊接热量，实现靠近焊接中心线附近区域的热量输入精准控制，进而减少相关区域的热应力积累，有效的抑制相关区域焊接后的波浪变形。
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1.一种抑制薄板焊接波浪变形的摆焊方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利1所述抑制薄板焊接波浪变形的摆焊方法，其特征在于，步骤S40中焊接过程中的焊接电流Ix因应焊枪电极末端所处位置与摆焊中线的距离s的变化而变化，焊接电流Ix与焊枪电极末端离摆焊中线的距离s的关系根据板材焊接特性可选择线性比例关系或三角函数关系；
3.根据权利1所述抑制薄板焊接波浪变形的摆焊方法，其特征在于，焊枪电极的摆动轨迹可以是锯齿形、月牙形、正圆形或三角函数曲线形的一种。
4.根据权利1所述抑制薄板焊接波浪变形的摆焊方法，其特征在于，所焊接薄板的板厚小于等于3mm。
5.根据权利1所述抑制薄板焊接波浪变形的摆焊方法，其特征在于，摆焊过程中当焊枪电极末端摆至摆焊中线时，焊枪与焊接板件夹角为90°，当电极末端摆至离摆焊中线距离最大的一侧时，焊枪与板件夹角的设定范围为55°-85°，焊至离摆焊中线距离最大的另一侧时，焊枪与板件夹角的设定范围为95°-125°。
6.根据权利1所述抑制薄板焊接波浪变形的摆焊方法，其特征在于，摆焊边缘电流I1的设定范
7.一种抑制薄板焊接波浪变形的摆焊系统，采用权利要求1-6任一项所述抑制薄板焊接波浪变形的摆焊方法，其特征在于，包括机器人、焊枪、焊接电源和PLC控制器，所述机器人的执行端与所述焊枪固定连接，使所述焊枪在机器人的带动下实现多自由运动；所述焊枪的电极输出由所述焊接电源供应的焊接电流；所述机器人、所述焊接电源与所述PLC控制器电性连接，焊接过程中机器人依据自身实时的点位信息和姿态信息，实时计算所述焊枪的电极末端离焊接中心线的距离s，并实时发送给PLC控制器；所述PLC控制器根据预设的距离s与焊接电流值Ix的定量关系，计算出当前时刻所应输出的焊接电流值Ix并发送给焊接电源；所述焊接电源依据从PLC控制器实时接收的焊接电流值Ix实时调整所输出焊接电流的大小，实现抑制薄板波浪变形的摆焊过程。
8.根据权利7所述抑制薄板焊接波浪变形的摆焊系统，其特征在于，所述焊接电源具备实时接收输入变量并据此实时控制焊接电流大小的功能，所接收的输入变量可以是模拟量或数字量的形式。
...【技术特征摘要】
1.一种抑制薄板焊接波浪变形的摆焊方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利1所述抑制薄板焊接波浪变形的摆焊方法，其特征在于，步骤s40中焊接过程中的焊接电流ix因应焊枪电极末端所处位置与摆焊中线的距离s的变化而变化，焊接电流ix与焊枪电极末端离摆焊中线的距离s的关系根据板材焊接特性可选择线性比例关系或三角函数关系；
3.根据权利1所述抑制薄板焊接波浪变形的摆焊方法，其特征在于，焊枪电极的摆动轨迹可以是锯齿形、月牙形、正圆形或三角函数曲线形的一种。
4.根据权利1所述抑制薄板焊接波浪变形的摆焊方法，其特征在于，所焊接薄板的板厚小于等于3mm。
5.根据权利1所述抑制薄板焊接波浪变形的摆焊方法，其特征在于，摆焊过程中当焊枪电极末端摆至摆焊中线时，焊枪与焊接板件夹角为90°，当电极末端摆至离摆焊中线距离最大的一侧时，焊枪与板件夹角的设定范围为55°-85°，焊至离摆焊中线距离最大的另一侧时，焊枪与板件夹角的设定范围为95°-125°。
6.根据权利1所述抑制薄板焊接波浪变形的摆焊方法，其特征在于，摆焊边缘电流i1的设定范围为10-20...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪，刘勇，
申请(专利权)人：广州震雄装饰工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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