小口径厚壁管道机器人全位置焊接工艺研究(终板).docx

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1、小口径厚壁管道机器人全位置自动焊接工艺研究曲承卫¹，任江²，陈善本¹（1．上海交通大学材料科学与工程学院，上海200240；2．五冶集团上海有限公司，上海201900）摘要：半自动与自动焊接在焊接生产中应用愈来愈广泛，针对小口径厚壁管道，研究CO2气体保护焊自动焊接工艺，具有重要的工程实践和应用价值。本文以DN500以下口径厚壁管道为研究对象，开展了该类型工件的机器人CO2全位置自动焊工艺探索：采用了组合式坡口，钨极氩弧焊打底，CO2气体保护焊填充盖面；通过对焊缝轨迹示教，焊接工艺参数预置及焊接顺序优化，成

2、功实现小口径厚壁管的自动焊，焊缝质量达到Ⅰ级焊缝标准，接头拉伸性能达到母材的98%。关键词：小口径；厚壁管道；机器人；全位置；CO2气体保护焊TheResearchofAll-positionRobotAutomaticArcWeldingforMinor-caliberThickPipeQuCheng-wei1,RenJiang2,ShanbenChen1(1.SchoolofMaterialScienceandEngineering,ShanghaiJiaoTongUniv.,Shanghai20024

3、02.MCC5GroupCorporationLimited,Shanghai201900)Abstract:Automaticweldingprocesswasappliedinthepracticalengineeringwidely.TheprocedureofCO2gasshieldedarcweldingwasstudiedforminor-caliberthickpipe.Itisimportantforpracticalengineering.Inthispaper,all-positionp

4、rocedureoftheroboticgasshieldedarcweldingwasresearchedfortheminor-caliberthickpipes.Itincludesthatthedesignofthecompoundgrooves,theprocedureofgastungstenarcweldingforbackingweldandcosmeticweldingwithCO2gasshieldedarcwelding.Theminor-caliberthickpipewascarr

5、iedoutsuccessfullythroughtheteachingoftheseam,weldingparameterpresetandtheoptimizationoftheweldingsequence.TheresultshowsthattheweldqualitymeetgradeⅠclass.Atthesametime,theaveragevalueofthetensilestrengthcouldreach98percentofthebasemetal.Keywords:minor-cal

6、iber,thickpipe,robot,all-position,CO2gasshieldedarcwelding熔化极气体保护焊,作为一种重要焊接工艺方法由于其较高的生产效率为工程界所重视。工业管道焊接施工中尤其是现场制作安装常涉及到全位置焊接，传统的焊条电弧焊对焊工操作技能要求非常高[1-2]。目前采用的手工焊接工艺主要立向上焊接，对焊工的起弧、运条、收弧以及搭接接头位置等极为苛刻，焊接质量受主观人为因素影响很大，同时也加大了施工成本和周期[3]。现有的管道机器人焊接过程不能完全实现智能化，焊接质量难

7、以控制[4-5]。尤其针对厚壁管道多层多道焊接工艺，存在搭接接头数量多、焊道排列复杂等问题，导致焊接接头处易产生未焊透、未熔合、裂纹等焊接缺陷。基于上述问题，本文拟采用焊接机器人，探索小口径厚壁管全位置自动焊接工艺与实践。以方便在中大口径管道施工中推广应用。1.试验用材料及性能试验选用了规格为Ф273×40mm的20号钢厚壁管道为研究对象，其化学成分及力学性能如表1所示。作者简介：曲承卫(1971-)，男，硕士生，研究方向：焊接自动化，E-mail:quchengwei@sjtu.edu.cn陈善本（联系人

8、），男，教授，博导，Email:sbchen@sjtu.edu.cn表1母材化学成分与机械性能Table1Chemicalcompositionandmechanicalpropertiesofthebasemetal化学成分（%）机械性能CMnSiSPσsσbδs0.210.550.310.20.253103054804752726焊接材料选用ER70S-6焊丝（牌号：H08Mn2Si），焊丝直径为1.2mm，