电气炉焊接工艺的自动化控制线设计文档格式.docx

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电阻焊、氩弧焊、超声波焊等一些列焊接方法已经运用在各个领域。

本次设计焊接工件的是电气炉，它是钣金件，通过冲压、锻造等方式或得。

壁薄（一般小于4mm）,材料为冷轧钢板，加工性能好。

采用的焊接方法为氩弧焊，氩弧焊在各个焊接方法中应用较为广泛，焊接质量好，主要焊接薄板。

它用氩气作为保护气体，加热焊丝，熔化后的熔滴与焊接材料一同进入焊缝。

流水线作业是通过摩擦力带动传送带上的工件从一点传送到另一点，工作量大、结构简单、省时、省力，在工业生产中应用广泛。

焊接流水线则将上料、焊接等装置，加到流水线上，自动对工件上料焊接，减少人为操作的影响。

焊接流水线一般单方向运动，尽可能走直线。

关键词：

钣金件；

氩弧焊；

流水线

Abstract

Weldinghasappearedthousandsofyearsagointhebronzeage,inthatperiodlaterXiaShangdynasty,theemergenceoftheearlycoldweaponsGe,intheBashuareaSanXingDuiculturealsoappearedinsimilarappliances.Earlylowlevelofwelding,quenchinglevelislimited,canonlydosomeroughtools,notdurable.Thetruesenseofthemodernwelding,fromthe19thcenturyarcwelding,weldingmethodofinnovationiswiththesecondindustrialrevolutionbegan.Althoughtheweldingmethodismoreadvanced,resistanceweldingappearstoplaytheroleofsteppingstone.

Weldingisessentialinindustrialproductionandisoneofthemethodsofmachiningparts.Weldingmethodscontinuetoupdate,resistancewelding,welding,ultrasonicweldingandotherweldingmethodshavebeenusedinvariousfields.

Thedesignofweldingistheelectricalfurnace,itissheetmetalparts,throughthestamping,forging,etc.ortoo.Wallthin（generallylessthan4mm）,thematerialforthecold-rolledsteel,processingperformance.TheweldingmethodisTIGwelding,TIGweldingiswidelyusedinvariousweldingmethods,weldingqualityisgood,themainweldingsheet.Itusesargonasashieldinggas,heatsthewire,andmeltsthemoltendropletstogetherwiththeweldingmaterialintotheweld.

Pipelinethroughthefrictiontodrivetheworkplaceontheconveyorbeltfromonepointtoanotherpoint,theworkloadislarge,simplestructure,savetime,effort,extensiveuseinindustrialproductionwelding.Thentheassemblylinewillbefeeding,weldingandotherdevices,addedtotheassemblyline,theworkplaceontheworkplacewelding,reducingtheimpactofman-madeoperation.Weldinglinegenerallyunidirectionalmovement,asfaraspossiblestraightline.

Keywords:

Sheetmetalpieces;

Argonarcwelding;

Assemblyline

第一章绪论

1.1国内外焊接自动化现状

随着焊接技术的发展创新，焊接从简单的将工件连接起来，发展成一个完整的学科。

传统的手工焊接，需要人高强度的体力劳动，工作质量和效率很低，并且会对人身和环境造成危害。

随着制造业的发展，自动化技术已经出现在各个方面。

焊接自动化是指在焊接过程中加入自动上料和自动焊接设备，不需要人为的参与的技术。

焊接自动化包括两个方面：

一是焊接工序的自动化，二是焊接过程的自动化。

焊接过程中包括起始的上料设备，自动的将工件抓取放置到输送带上，其次，输送带将工件从初始位置运送到下一个工序，再此过程中，焊枪自动的对工件进行焊接，夹具对工件进行装夹，确保位置不变。

焊接工序通过计算机控制，更加完善可靠。

焊接自动化可以极大的提高焊接效率，减少人为操作的影响，以及对人身、环境的危害。

在生产中，焊接自动化成为了必需。

我国在焊接上起步晚，最开始使用的还是苏联的技术，到70年代，才逐渐加强在焊接上的建设，建立了一些焊接厂。

随着改革开放的到来，科学技术进一步发展，焊接在生产生活中成为主要的加工方法，各种交通工具，机械设备等都需要通过焊接来得到所需零部件，我们对焊接设备的需求量显著地提高。

在刚开始发展时期，焊接设备简陋，且绝大部分都为人工操作，自动化程度极低。

20世纪80年代后,我们从国外引进了先进的焊接设备与技术，通过研究，自动化焊接技术有着极大地提升，通过机械装置与计算机技术结合在一起，我们跟国外的距离缩小了一步。

明显的，我们跟国外的差距不是一星半点的，发达国家早已将机器人运用到焊接中来，到1996年，各式机器人有68万台，焊接机器人占了一半以上。

而我国到2001年只有1040台。

在发达国家，信息技术、计算机技术更加完善，它们拥有许多大型企业，生产更加精密的零件，我们的任务更加严峻。

在国外，企业已经将自动焊接取代了人工焊接，效果很好，我们的企业也在学习它们，我们起步虽然晚，但发展潜力巨大，预计几年内，自动焊接技术以蓬勃的状态发展。

各行各业中通过自动焊接技术，发展了自己的运作方式,更加符合本国的国情。

焊接技术进一步简化，计算机控制，更加智能。

在汽车制造、轮船制造、神州飞船等行业中，焊接自动化应用广泛，生产效率高，几乎两到三年的时间里就能看到一艘飞船上天，是我们的骄傲。

1.2课题选择的意义

计算机技术和信息技术加入到焊接中来，促进了它的发展。

将最开始的人工焊接发展到现在计算机编程控制的自动焊接，这不仅是科学技术的提高，更是人们努力创新的结果。

通过对题目本身的理解和随后查找文献，对焊接机构的设计，加深了我对PLC控制技术的了解以及各种焊接的认识，知道了人们的坚持和努力，他们对科学研究的奉献。

了解了我国在焊接上一步一步走来的艰辛，许多知识分子为了我国科学技术的发展和荣誉，奉献了自己青春年华。

让我更加的想投入到机械设计这方面的工作中。

1.3课题研究内容

本次设计借鉴了白车身焊接流水线方式，车身同样经过了冲压锻造等方式获得，但车身结构复杂，不能通过简单的机械手夹取，且定位原理定位方式不同。

电气炉结构简单，零件小，不能受到较大的外力，影响焊接效果。

在将车身水平移动时，也是采用的滚筒传动。

所以在设计该钣金件自动焊接方式时，不需要考虑的过于复杂。

在设计上主要有三个方面：

（1）自动上料机构：

采用何种方式将放置在水平面上的单个工件或者摞起来的一些工件送到输送带上。

（2）输送机构：

工件被放置在输送带上，带的种类符合选择，带的转速多少，能否平稳的输送，电机及减速装置的选择，工件的定位，如何定位，这部分的设计是最主要。

（3）焊接方式：

工件在带上运动，如何被焊接的，焊缝的位置是否会偏离，焊枪与焊缝之间的距离。

第二章焊接材料及焊接方法的选择

2.1材料特点

钣金件常用的材料有不锈钢板、冷轧钢板、铝板、镀锌钢板等。

其中不锈钢抗拉强度高，表面光滑，有氧化膜，不易生锈，可根据使用情况任意剪裁成所需形状，适合做家电零件。

冷轧钢板抗拉强度约为不锈钢的一半，适合电镀一些金属，使用更为广泛。

冷轧板是通过轧制，获得厚度小于4mm的板，在常温下处理，表面氧化性不高。

冷轧板性能优良，精度高，退火处理后，机械性能等属性显著上升。

选择碳素钢即可满足使用要求。

图2-1

如上图所示要设计焊接的电气炉为钣金件，通过基本加工方式（下料、折弯、成型等）得到，壁厚小于4mm。

加黄线的部分需要焊接，焊缝间距约为0.43mm，两个焊缝之间的距离约为280mm,且中间有一部分不需要焊接，所以在焊接时，需及时进行开关的闭合，避免焊丝及氩气的浪费，以及氩气燃烧对环境、人身的危害。

如果对两焊缝同时焊接的话，氩弧焊产生大量的热，会使工件变形，甚至烧坏，影响后面的打磨抛光。

所以我设计了两台自动焊接装置，分别对两个焊缝进行焊接。

当一个焊缝焊完后工件冷却后，另一个焊枪开始工作。

2.2焊接方法

氩弧焊工作原理及特点:

以氩气作为保护气体，采用与母材材质相近的焊丝作为电极，焊丝熔化后与工件表面部分一起形成焊缝。

焊缝表面平整、光滑，易于打磨。

2.2.1钨极氩弧焊

钨极氩弧焊是使用高熔点的钨棒作为电极，在氩气流保护下，利用钨极与焊件之间的电弧热量来熔化母材及填充焊丝，形成焊缝。

图2-2

2.2.2熔化极氩弧焊

熔化极氩弧焊是用填充焊丝作熔化电极的氩气保护焊,通过送丝滚轮连续输送的焊丝作为电极的一种氩弧焊方法。

图2-3

2.3方案确定

在本次设计中，需要焊接的工件为钣金件，且采用流水线设计，钨极氩弧焊中的焊丝手持时会对人身造成危害，自动送丝时会对送丝机构造成一定影响，不符合要求。

熔化极氩弧焊，可用PLC控制，挤丝电机带动送丝滚轮，送丝滚轮带动焊丝，可将焊枪固定，焊丝通过焊枪。

送丝电机调节送丝速度，能对工件焊缝匀速焊接。

送丝机构在焊枪喷嘴的上方，送丝盘将焊丝送入送丝滚轮，对工件进行焊接。

该钣金件中有一段距离不需要焊接，可用开关的闭合来控制，所以熔化极氩弧焊是比较好的选择。

跟手工电弧焊和摩擦焊相比，焊缝质量高、变形小、焊接材料广、易于操作，但易