德国克鲁斯(cloos)的高效焊接技术

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1、德国克鲁斯(CLOOS)的高效焊接技术

2、第1:魏占静关键词：MIG；MAG；双丝焊；TANDEM；机器人；激光；等离子；脉冲AG焊接的焊丝和气体　　对于低碳钢的多道焊接而言，如果对焊接的材料质量或者焊接的任务没有特殊的要求，药芯焊丝同样适应用于机器人的应用，但通常情况下，不使用这种类型的焊丝。由于实芯焊丝造价最低，并且最高的焊接速度与最高的熔敷率相结合，几乎所有的低碳钢使用的是实心焊丝。对于高合金钢而言，经常使用的是实心焊丝，而药芯焊丝的使用具有经济的优点。决定用药芯焊丝还是实心焊丝进行MAG焊接是非常困难的。平均来讲，对不

3、同类型的钢质材料的机器人MAG焊接大约有70%-80%使用的是实芯焊丝。同样的，对于应用MAG焊接方面的气体也很难给出一个概论。对于低碳钢的最普通使用的保护气体是Ar/CO2混合气体---8%-20%CO2，用于高合金钢2%-3%CO2和相匹配比例的Ar。一些用户还额外使用氧气，所有的气体都适用于药芯焊丝或实芯焊丝。对于铝合金的焊接，经常使用的是Ar气，对于很厚的铝合金板或者要求很高的焊接速度，He气的使用会带来更好的效果。2　气体保护电弧焊接工艺与机器人的组合。由于焊接材料的送进与电弧传感器的有机结合，所以MAG焊接工艺与

4、机器人的组合是最佳的焊接工艺。为适应很高的熔敷率及很高的焊接速度的要求，最新开发的高性能MAG焊叫做Tandem（双丝的高速焊接）焊接工艺。等离子焊接机器人与TIG焊接机器人的焊接工艺是相似的，他们主要的缺点是材料不在中心送进。激光及激光混合系统，能够使焊接结构产生极小的变形，同时具有很高的焊接速度。主要缺点是要求焊缝准备精确，并且激光系统的成本较高。3传感技术　当在长焊缝的焊接及要求在编程后的机器人，在线校正的情况下，通常使用传感技术。更常使用的是电弧传感器和用于高速焊接的激光传感器。电弧传感器的主要原理，请见图1。电弧传

5、感器的原理　传感器沿着焊接方向按照正确的角度摆动，给出一个焊接电流的变化的信号，通过这个电流信号，机器人能正确的跟踪焊接（V坡口，角焊缝），电弧传感器主要用于钢的填充材料，由于铝合金焊丝的电阻很小，电弧传感器不适用于这种材料，对于MAG焊接，使用的是电流信号，而对于TIG和等离子焊接工艺获得电压信号的偏差更有意义。用于高速焊接的激光传感器，是跟踪焊缝的关键仪器，进一步而言激光跟踪器能测定V型坡口焊接的填充量，如果焊接的填充量有变化，则激光跟踪器的控制器会适配相应的焊接速度及相应的送丝速度，从而强制保证恒定的填充量。4　高效焊

6、接工艺及机器人的应用4.1传统的MIG焊接与机器人相结合的主要焊接技术是MAG焊接工艺，全自动和半自动MAG焊接主要采用的是脉冲电弧焊接，这种焊接适用于所有材质，几乎没有任何限制。这些材质是低碳钢和高合金钢、铝合金和钢（镀锌钢板的钎焊）。介绍的是脉冲电弧的原理。这种电弧的优点是在金属传输中几乎无飞溅，与标准的电弧类短弧和喷射弧型相对照，脉冲电弧是一个熔滴一个熔滴的滴到熔池中没有任何的短路。　　图2电弧脉冲的原理　与标准的电弧类型相对照，要确定脉冲电弧的焊接参数非常困难。脉冲电弧的焊接参数的确定，至少要调整6个焊接参数。因此，

7、开发被称作单键式一元化的焊接电源使得焊接工艺容易控制。由克鲁斯开发的特别是用于MIG铝合金焊接的AluPlus(铝+)工艺,图3。显示的是双脉冲焊接参数，熔深变得更深，接合的焊缝表面看起来象TIG焊过的，与传统的脉冲电弧焊接相比较，这种焊接动态负载变得更高。图3双脉冲的原理图4显示的是机器人的铝合金脉冲焊接工艺，用于宝马5系列及奔驰（S级和E级）的铝合金轴的焊接。图4材质为铝合金的后轴结构，传统的MIG焊接工艺采用AL脉冲焊及Tandem的焊接工艺。MIG焊接速度为60-80cm/min；Tandem：180-210cm/m

8、in图5给出的是焊接机器人的低碳钢MAG焊接在船舶工业应用的实例。这条生产线是用于油罐及舱体部分的焊接。4个龙门式的机器人在一起工作，X轴在地面移动72米，每个机器人在（2.5X16X4）米(X,Y,Z轴)的范围内操作，机器人的焊接主要是地板与舱板，及舱板与舱板垂直向上的焊接，主要采用的是脉冲弧和短弧焊接，每个龙门上安装有2个摄像头的电视监视系统。　　下一个例子请见图6，展示的是卡车工业的铝合金燃油箱的焊接，两个机器人主从配置，每个机器人带有激光传感器，油箱的焊接采用中速0.8m/min，焊缝通过氦泄漏试验是否防漏。图6a：

9、用于铝合金油箱的带有激光传感器的传统MIG焊接，焊接速度为80cm/min。图6b同样的焊接任务，如图6a，这里采用的是Tandem焊接，焊接速度为280cm/min。4.2　Tandem（高性能--双丝）焊接.4.4TIG焊接TIG结合机器人的焊接与MIG结合机器人的对照比率为（大约95