零件設(shè)計(jì)與自動(dòng)化焊接

    從開始準(zhǔn)備采用自動(dòng)焊接工藝這一時(shí)刻起，你就應(yīng)首先問自己，“我的零件是否適應(yīng)自動(dòng)焊接？”這一關(guān)鍵問題可能引導(dǎo)你找出答案以利用好自動(dòng)焊接。
一個(gè)零件怎樣適用焊接包括下列問題：
1） 如果一個(gè)零件原先使用手工焊接，如何確保其適用自動(dòng)焊接？
2） 如果是一個(gè)新零件，該怎樣設(shè)計(jì)才能使其適用自動(dòng)焊接？
3） 現(xiàn)行的焊接工藝是什么（氣保焊、鎢級(jí)氣保焊或埋弧焊等等），適用自動(dòng)焊接嗎？焊接工藝中有操作者需要填充的間隙嗎？有變形的問題嗎？
4） 焊接工藝如果有填充間隙和變形的問題，是一直存在的或可預(yù)見的嗎？
5） 焊接要求是什么？
6） 焊接有特殊的外觀要求和強(qiáng)度要求嗎？
從自動(dòng)焊接的角度回答這些問題。
1) 是否可以改變焊接工藝？
2) 當(dāng)從手工焊接轉(zhuǎn)到自動(dòng)焊接工藝時(shí)，有什么途徑來改善焊接工藝嗎？
    如果一個(gè)零件的實(shí)際問題－諸如裝夾、變形或重復(fù)精度等問題未在工藝設(shè)計(jì)的考慮之內(nèi)，就會(huì)給自動(dòng)焊接帶來很多問題。計(jì)劃的全面，投資回報(bào)也是必須考慮的。
決定性因素
在自動(dòng)焊接中還要考慮其它因素：
1） 零件設(shè)計(jì) 取決于自動(dòng)焊接中心和變位機(jī)的選型，變位機(jī)決定零件相對(duì)于自動(dòng)焊接中心的焊接位置。有些零件要求多軸運(yùn)動(dòng)的變位機(jī)以協(xié)調(diào)焊接；有些零件在焊接時(shí)則要求單軸的變位機(jī)來重復(fù)定位；還有零件不需配置變位機(jī)。
2） 焊縫接頭設(shè)計(jì) 自動(dòng)焊接需要優(yōu)先考慮的是焊縫設(shè)計(jì)。在零件設(shè)計(jì)（或工藝設(shè)計(jì)）階段，需要對(duì)焊縫接頭進(jìn)行評(píng)價(jià)，目的是保證焊縫接頭容易重復(fù)和容易焊接。例如，搭接接頭和角焊縫是較多的焊縫形式，因?yàn)檫@樣焊縫和熔滴易控制。外角焊則較困難，因?yàn)楫a(chǎn)生裂縫或零件產(chǎn)生滑動(dòng)。開坡口的焊接較少考慮，因?yàn)榱慵�的定位、焊接量的變化和焊縫等不易控制。
3） 重復(fù)精度 零件和焊縫接頭的重復(fù)精度是重要的因素。零件的重復(fù)精度的變化會(huì)明顯放大焊縫接頭的重復(fù)精度的變化。典型的焊縫接頭重復(fù)精度可節(jié)約一半的焊絲。Ф1.2的焊絲是自動(dòng)焊接中心常用的焊絲，焊接接頭的重復(fù)精度要求是±0.584mm，重復(fù)精度的變化要求自動(dòng)焊接中心控制或改變焊接工藝來適應(yīng)。適應(yīng)性包括焊絲導(dǎo)嘴探測(cè)、焊縫跟蹤、起弧或斷弧缺陷或使用先進(jìn)的夾具進(jìn)行多步焊接。
4） 焊接機(jī)頭連接 焊接中心盡可能地考慮交替使用焊接機(jī)頭進(jìn)行焊接，焊接臂上的焊接機(jī)頭不一定能焊接所有的零件的所有位置。
零件重復(fù)精度的制造過程
    需要自動(dòng)焊接的零件的另一個(gè)因素焊接前的零件制造。制造工序通常包括激光、等離子或氧切割，沖壓、鋸割、剪切、折彎等。
    使用氧切割，零件有3mm的尺寸公差，氧切割成的零件裝夾在夾具時(shí)，公差較大，會(huì)出現(xiàn)間隙，焊縫接頭會(huì)明顯地變化。
    等離子切割可使零件的公差在1.6mm內(nèi)。其公差比氧切割要小。
    激光切割或其它高精度切割是更好的切割方法。因?yàn)槠涔�差更小，可控制�?.125mm范圍內(nèi)。切割公差越小，零件的可重復(fù)精度就高越高。
    一個(gè)簡(jiǎn)單的零件也可以通過沖壓機(jī)沖壓成型。這種工藝制造的零件通常重復(fù)精度高，但也會(huì)因沖壓回彈而產(chǎn)生變形�？赏ㄟ^折彎?rùn)C(jī)或壓力機(jī)反向加壓零件以減少變形。
    滾壓是大尺寸零件成型的常用工藝，也會(huì)產(chǎn)生回彈變形，其變形比沖壓要小，以避免產(chǎn)生焊縫接頭的定位問題。
    鋸割和剪切是兩種簡(jiǎn)單零件的成型工藝方法。剪切可生產(chǎn)出很好的零件，也可生產(chǎn)出很差的零件，這取決于所使用的設(shè)備。一臺(tái)好的剪切設(shè)備但沒有正確地調(diào)整好，也可使零件批量性地產(chǎn)生公差或變形。
    正確使用鋸割也可獲得高質(zhì)量精度的切割長(zhǎng)度。當(dāng)你為了提高效率進(jìn)行成捆切割時(shí)會(huì)產(chǎn)生竄動(dòng)，其切割的質(zhì)量就不好。
    因此，設(shè)計(jì)零件時(shí)要考慮上述零件加工工藝因素對(duì)其焊接工藝的影響。解決這些因素，就可提高零件的成型質(zhì)量，就可更容易地實(shí)現(xiàn)在自動(dòng)焊接，保證焊接零件的尺寸和規(guī)范要求。
設(shè)計(jì)影響裝夾
    零件的設(shè)計(jì)直接影響其在自動(dòng)焊接中的裝夾，一個(gè)簡(jiǎn)單零件的尺寸規(guī)定需要試制才能確定。如果零件設(shè)計(jì)使裝夾變得復(fù)雜，裝夾成本就會(huì)增加，零件調(diào)整位置和焊縫接頭的接縫變得更加困難。
    另外要考慮的因素是當(dāng)決定是否使用自動(dòng)焊接中心取決于該零件是否可組合式裝夾。部件的組合式結(jié)構(gòu)可使大零件分解成小零件，便于裝夾、裝夾編程，并且在自動(dòng)焊接中心上可連續(xù)作業(yè)。
    當(dāng)零件比較大、比較復(fù)雜時(shí)，定位預(yù)焊也是一種途徑。即預(yù)焊后再由自動(dòng)焊接進(jìn)行。
操作者和自動(dòng)焊接之間的平衡點(diǎn)
    操作者和自動(dòng)焊接之間的平衡點(diǎn)優(yōu)化可節(jié)省時(shí)間。在這種情況下，大零件的自動(dòng)焊接需要的周期也長(zhǎng)，操作者可選擇手工焊接，再用自動(dòng)夾具或其它工藝手段進(jìn)行定位焊接或精密焊接。這樣，自動(dòng)焊接中心也具有了一定的柔性。
    達(dá)到這種平衡僅靠自動(dòng)焊接設(shè)備對(duì)該焊接零件的適應(yīng)能力，這就需要對(duì)自動(dòng)焊接設(shè)備的配置、焊接的可重復(fù)性、焊接間隙大小對(duì)自動(dòng)焊接設(shè)備的影響等進(jìn)行評(píng)估。
    比較好的平衡點(diǎn)是80/20分配，即操作者操作占20%，以解決設(shè)計(jì)無法解決的的間隙等所產(chǎn)生的焊接質(zhì)量問題，自動(dòng)焊接解決其余80%的焊接工作量。
實(shí)現(xiàn)目標(biāo)
     不是每一個(gè)零件都能進(jìn)行自動(dòng)焊接。自動(dòng)化的優(yōu)先目標(biāo)是減少成本、增加生產(chǎn)量，改善焊接質(zhì)量和焊接一致性。