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焊接機器人為什么能夠在鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)得到應(yīng)用

進入2000年以后，我國國民經(jīng)濟顯著增長，國力明顯增強，鋼產(chǎn)量大幅提高，在建筑中提出了“積極、合理地用鋼”，從此甩掉了“限制用鋼”的束縛，鋼結(jié)構(gòu)建筑在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)逐漸增多。所適用的焊接過程也從原來的單道焊接擴展到多層多道焊的焊縫跟蹤，對于高反光的鋁合金材料焊接，也能夠?qū)崿F(xiàn)有效跟蹤。從2008年奧運會鳥巢場館、中國尊到如今的港珠澳大橋，出現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)建筑熱潮，強勁的市場需求，推動鋼結(jié)構(gòu)建筑迅猛發(fā)展，建成了一大批鋼結(jié)構(gòu)場館、機場、車站和高層建筑。

在鋼結(jié)構(gòu)工程建設(shè)過程中，焊接是鋼結(jié)構(gòu)工程制作和安裝的關(guān)鍵技術(shù)和質(zhì)量控制手段，在建設(shè)工程中有著十分重要的作用。可以防止焊接飛濺堵塞焊接火口和導(dǎo)電嘴，保證焊槍的清潔，提高火口的使用壽命。由于鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式的多樣性，加之其安裝過程多在戶外，自動化焊接程度較低，多數(shù)采用手工進行焊接。機器人焊接在鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)過程中的應(yīng)用于前期在車間內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)部件的組裝連接，如圖1所示，例如H柱、梁、箱型柱、U形肋、板肋板單元和橫隔板單元的組裝連接等。

由于鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用場所的重要性，因此在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)安裝過程中對鋼結(jié)構(gòu)的焊接提出了更高要求。點焊機器人的焊鉗，用電伺服點焊鉗，焊鉗的張開和閉合由伺服電機驅(qū)動，碼盤反饋，使焊鉗的張開度可以根據(jù)實際需要任意選定并預(yù)置，而且電極間的壓緊力也可以無級調(diào)節(jié)。鋼結(jié)構(gòu)的焊接性包含以下兩個方面的含義：一是工藝焊接性，是指金屬或材料在一定的焊接工藝條件下，能否獲得致密、無缺陷并具有一定使用性能的焊接接頭的能力；二是使用焊接性，是指焊接接頭或整體焊接結(jié)構(gòu)滿足技術(shù)條件所規(guī)定的各種性能的程度，包括常規(guī)的力學(xué)性能（強度、塑性、韌性等）或特定工作條件下的使用性能，如低溫韌性、斷裂韌性、高溫蠕變強度、持久強度、疲勞性能以及耐蝕性、耐磨性等。

?焊縫機器的組成及工作原理

焊縫別名焊接，焊縫系統(tǒng)，焊縫設(shè)備等。而焊接裝備，以弧焊及點焊為例，則由焊接電源（包括其控制系統(tǒng)）、送絲機（弧焊）、焊槍（鉗）等部分組成。其功能是在焊接過程中自動檢測并自動調(diào)節(jié)焊槍的位置，以便于始終跟隨焊接位置進行焊接，焊槍與工件之間的距離始終保持恒定，從而確保了焊接質(zhì)量，提高了焊接效率并降低了勞動強度。在焊接時如果沒有焊縫，焊工就要不斷的觀察焊槍的位置，查看焊槍有沒有偏離焊縫位置，兩者之間的距離有沒有變化，如果發(fā)現(xiàn)偏離焊縫或者焊槍與工件之間的距離發(fā)生變化，那么焊工就需要人工把焊槍再調(diào)節(jié)回去，這樣焊工勞動強度就很大，尤其是在夏天天氣炎熱的情況下，又不能吹電風(fēng)扇，這些惡劣的條件更增加了焊工的勞動強度，另外需要焊工的責任心很強，否則就會出現(xiàn)焊接質(zhì)量問題。

激光焊接可以采用連續(xù)或脈沖激光束加以實現(xiàn)，激光焊接的原理可分為熱傳導(dǎo)型焊接和激光深熔焊接。鑒于當時的國內(nèi)外形勢，國家“七五”攻關(guān)計劃將工業(yè)機器人的開發(fā)列入了計劃，對工業(yè)機器人進行了攻關(guān)，特別是把應(yīng)用作為考核的重要內(nèi)容，這樣就把機器人技術(shù)和用戶緊密結(jié)合起來，使中國機器人在起步階段就瞄準了實用化的方向。功率密度小于10~10 W/cm為熱傳導(dǎo)焊，此時熔深淺、焊接速度慢；功率密度大于10~10 W/cm時，金屬表面受熱作用下凹成"孔穴"，形成深熔焊，具有焊接速度快、深寬比大的特點。

激光焊接技術(shù)廣泛被應(yīng)運在汽車、輪船、飛機、高鐵等高精制造領(lǐng)域，給人們的生活質(zhì)量帶來了重大提升，更是家電行業(yè)進入了精工時代。