一文介绍主流的机器人焊接过程

日新月异的工业机器人、焊接设备和功能丰富的软件等技术进步，彻底改变了焊接行业，解决了各种制造应用面临的挑战。从空心臂机器人、坚固的定位器选件到动态送丝系统到激光焊缝跟踪系统等，这些设备增加了处理独特工件所需的灵活性以及容纳某些物品（如异种金属）的能力。接下来简要介绍主流的机器人焊接过程。

电弧焊广泛用于多种材料，可为所生产的组件带来高质量和一致性。这种方法可产生非常牢固的焊缝连续熔合，并且所使用的消耗品可根据材料类型进行调整。也有许多电源处理程序可以匹配AC或DC电压和电流设置，用来根据所焊接的材料类型和厚度，以理想的电波形式来改变电弧传递。

气体钨极电弧焊（GTAW）使用不消耗性的钨极来传导电流，同时将填充金属引入电弧中并焊接到被焊接材料上。它通常与“精确”过程相关。使用时，将填充金属从外部送入熔池，需要操作员熟练地控制基材的熔化与添加填充金属之间的平衡，从而形成确定的固化线。这种焊接形式无需引入其他填充金属。

气体保护金属电弧焊（GMAW）使用焊丝电极，该焊丝也用作填充金属以形成焊缝，从而可以实现较快的行进速度，并为机器人技术提供工艺公差，可以将焊丝直径维持在正负一半左右。GMAW的焊接使用厚度小于1毫米的焊接材料，通常形成光滑均匀的焊缝形状。此过程，焊缝依赖于填充金属作为作用电极。

近年来，将GMAW生产工艺的一致性和质量与GTAW焊接工艺的外观相结合起来使用，使铝焊接受益。铝合金的使用在汽车制造商中广受欢迎，它减轻了汽车部件的重量，从而更好地提高了燃油经济性。

在汽车工业中，另一种流行的机器人焊接方法是电阻焊，又称点焊。该方法是通过在金属层之间通过电流，同时施加压力而不添加填充金属来实现的。对于某些应用而言，它可能比弧焊更具优势。点焊非常适合大批量的薄型冲压钢或铝制零件。该过程可以轻松适应不同零件的各种尺寸和样式的喷枪，并且使用伺服喷枪可提供一致的力和焊接效果。对于许多制造商而言，它是理想的自动化工具。

对于旋转点焊，可以修改单点焊以实现一种变体，该变体使用轮状焊条沿连续线延伸以进行更长的接缝型焊接。对于需要液密的零件，例如散热器或钢桶，这是理想的选择。

凸焊是电阻焊的另一种流行类型。零件的物理投影有助于控制电弧的流动，并且可以在一个周期内处理多个投影。凸焊通常用于将螺母或螺柱点焊到板上以增加螺纹锚固点，是冲压零件的理想选择。

机器人激光焊接能够以相当高的速度以相对较高的速度产生牢固可重复的焊缝，从而在整个车间内实现了更高的生产率，使制造商能够焊接曾经被视为不可焊接的材料。此过程非常适合大批量生产，该过程使用聚焦的激光束提供精确的热量输入并达到目标焊缝。对于各种厚度不同的金属来说，机器人激光焊接是一种很好的选择。

导热焊接与调制或脉冲激光一起使用时，导热焊接需要将金属加热到其熔点以上，同时避免汽化。最常见的形式是远程激光焊接（RLW），它通过使用非接触式激光焊接技术来熔化两片金属薄片。激光头利用100毫米至150毫米的较长支架使光束从头移动到零件上的焦点。通常使用搭接焊缝，因为目标焊缝很少或没有缝隙，并且需要不透光的外壳。

锁孔焊与高功率激光器一起使用时，该过程需要熔化和加热金属直至其蒸发，从而留下一个狭窄的深“锁孔”。当激光束沿着焊接路径传播时，熔融金属在锁孔状开口周围流动并在接缝中固化。

除了激光焊接，混合金属机器人自动焊接还有其他几种流行的选择。流动钻孔最适合连接异种钣金或挤压零件。这种非常清洁的单面过程利用旋转螺钉在钻孔过程中产生热量和摩擦。这样可以熔化基本金属，并使用螺钉作为填充金属，从而获得较高的剪切强度和抗拉强度。

搅拌摩擦焊（FSW）是一种创新的解决方案，用于连接0.5毫米至65毫米厚的合金或异种金属。FSW是固态连接过程（其中金属不熔化），需要旋转的router刨机施加压力和摩擦力来熔化金属。事实证明，这种工艺对要求卓越焊接强度的电动汽车和航空航天部件有效，并且在连续焊缝方面表现出色，并且所需的耗材极少，无需填充金属。

激光焊缝跟踪系统是一种较新的技术。这种方法可以解决工件下料偏差，工件组装偏差，工装定位偏差及变形等焊接过程问题。

从新材料要求到具有挑战性的解决方案规范，机器人焊接工艺库使制造商能够适应不断变化的客户需求。有效利用这些过程中的任何一个都有可能提高产量和产品质量。
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