绕椭圆轨迹焊缝作变位运动（模仿管于全位置焊工艺）。 ②工艺特点：焊枪在垂直平面绕椭圆轨迹运行 时．线速度恒定，但焊接规范、焊枪位置角度必须作 相应的变换调整。 ③工装要求：只需对工件及焊枪行走轨道作简单
固定即可。
④设备要求：性能要求高度稳定可靠，可调规范 参数齐全且口Ｉ编程预置，焊枪角度３６０。自动调节且 与焊接规范联动编释预置。 ⑤工艺难点：焊接设备性能要求高，规范参数 多。最佳规范选择设置困难。 ２．２ 横焊位置焊接方案 ①工艺要点：丁件固定不动，焊枪在水平平面绕 椭圆轨迹进行横焊位置焊接。 ②工艺特点：焊枪在水平平面内绕椭圆轨道作匀 速运动，焊接规范及焊枪相对工件角度保持不变。 ③工装要求：只需对１’件及焊枪行走轨道作简单
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文ｔ标识码：Ｂ
问题的提出 随着能源结构和人们生活习惯的转变，电热水器 以其安争、环保、使用方便经济等优点，为平常百姓 所接受。特别是椭圆形电热水器，由于其外形优雅、 视觉和谐、安装空间协调等特点，深受消费者青睐， 成为热水器家族中的姣姣者。 椭圆形电热水器的形状特殊，结构为非对称性， 其受力状态、制造工艺等给人们带来极大的挑战性， 成为其发展的症结。数年来，许多知名厂家投人较大 的人力、物力、财力对该课题进行了较为深入的探 索．始终未有大的突破。，受其市场需求的强力驱使． 目前部分厂家采用８字形或双胆形内胆结构，配以椭 圆形外壳去占领市场。但由于８字形内胆结构更为复 杂，加工工艺难度更大，特别是内胆封头与简体环缝 焊接工艺，难以实现自动化和机械化，只能采用手工 焊接，无论是产品质量或生产成本及生产效率都无法 满足现代化规模生产的要求，使该产品在电热水器市 场上形成一大缺口。
ｈ圆
固
Ｉ下封＊：２筒体；３上封头．４瓶口套肩；５■栓
圈１
椭圆骺９：１胆翁构示童田
针对椭圆形电热水器生产的关键工艺——内胆环
缝自动焊工艺，从另一个思维角度进行了探索和尝 试。在方案选择、工装设计、工艺试验等方面做了大 量的工作，通过不断地修改完善，获得较为理想的效 果，使椭圆形电热水器内胆环缝焊接从］：件装夹到工 件退出实现了全过程自动化，生产效率高，质量保证 可靠，为椭圆电热水器的大批量生产提供了可靠的保 证。椭圆形内胆结构示意图如图１所示。 ２方案的选择 在椭圆形内胆环缝自动焊的斤案选择中，考虑讨 论了以下几种方案，并对其可行性、经济性进行了必 耍的研究及分析。， ２．１争位置焊接方案 ①工艺要点：Ｊ二件固定不动，焊枪在垂直平面内
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究、试验、改进，均得到较大程度的解决，最终的整 本效果还是令人满意的。就一些主要问题的解决思路 筒述如Ｆ： ３．１工件的夹持 在圆形简体环缝焊接过程中．转动轴与Ｊ二件中线 在同一轴上．转动轴同时作为夹头ｕＴ以有效地夹持工 件。｜ｆ『ｉ椭圆形筒体的环缝焊，转动轴与工件中线不在 同一轴线上，且椭圆度越大，转动轴与］‘件中线偏移 越大，依靠转动轴很难有效地夹持工件。 曾经考虑在工件中线位置加设一对动态炙持点，这 个夹持点限制在一特定轨道上走动，由于焊接过程中工 件中线运动轨迹相当复杂，加上要考虑１’件的自动卸料 功能，同时其结构尺寸受到转动轴位置干涉的限制，该 轨道设计颇为复杂，可靠性很难达到要求，故不得不放 弃。后来．应用刚体运动原理设计丁・组夹头，通过快 速央紧装置，使工件与火头在整个焊接过中成为一个刚 体，转动轴采用柱体加锥体双重导向央持，同时加大工 件压紧力．获得较为理想的夹持效果。 ３．２ 换轴准确性的保证 在焊接过程中，当焊完一段焊缝时，需要换另一 条转动轴转动，由于工件的转动是通过夹头与转动轴 啮合实现的，此时要求＿［件转动后空间位置和转动角 度必须准确，否则无法换上第二条转动轴。曾试用程 度控制器设定转动时间去控制１二件转动角度，事实证 明，由于传动机构的机械间隙，非对称性工件转动形 成的变载等因素的影响，无法达到准确换轴的要求。 后采用分度头加无接触接近开关反馈信号的控制方 式．使问题得到较好的解决。 ３．３ 转动轴传动系统积累间隙的消除 由于轴传动系统比较复杂，电动机动力经过多级 减速器、双轴输出箱．最后到工件转动轴，传动机构 的加工误差、装配间隙经过多环节的积累，其量达到 不容忽视的程度。尽管在加工双轴输出箱时对其加工 精度进行了严格控制，但在试焊过程中当工件重心从 一边转到另一边时，工件发生突然蹿动现象，使局部 焊缝无法连续。对此，进行了多项试验，最终通过设 置一套阻尼装置，有效地将积累间隙分散消化在整段 焊缝中，获得较好的效果。 在该项技术开发过程中，还遇过其它一蝗问胚， 例如：夹头复位问题，非动力端双轴机构悬臂过长问 题，工件白动进退料问题等等，均得到较好的解决。 目前，完成的椭圆筒体环缝焊接技术．其工件装 夹及换轴采用了气动系统；ｍ４ｑ：－转动动力传动采用了 蜗轮蜗杆减速系统；焊接过程拧制采用了程序控制及 无接触接近开关信号反馈控制系统。整个焊接过程从 工件进料到出料全过程实现了自动化．其单机生产椭 圆电热水器内胆的速度可达２．５ ｍｉｎ／台。该项技术 已成功地应用于椭圆电热水器内胆的焊接生产，并获 得良好的效益。
问题及其解决方法 在椭圆简体环缝自动焊的技术开发过程中，遇到
ｒ一系列技术难题和工艺问题，经过一系列反复研
万方数据
椭圆形筒体环缝自动焊技术开发
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 赖柏文， 陈勇强 顺德市桂洲华立燃具电器配件厂, 焊接技术 WELDING TECHNOLOGY 2001,30(6)
本文链接：/Periodical_hanjiejs200106010.aspx
Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖ０１．３０
Ｎｏ
６ Ｄｅｃ
２００１
工艺与应用・１９
文章编号：１００２．０２５Ｘ（２００１）０６—００１９－０２
椭圆形筒体环缝自动焊技术开发
赖柏文，陈勇强
（顺德市桂洲华立燃具电器配件厂．广东顺德５２８３００
摘要：电热水器是近年来消费市场成长较收的一种家电产品，特剐是椭圆形电热水嚣由于其外形优雅，视觉和谐，空间安装协调等 优点．深受消费者欢迎．成为热门货。然而由于其彤状独特．生产工艺特别是焊接工艺一直是谖产品大批量生产的“拦路虎”。其 环蛙自曲焊工艺始终是许多厂家多年来投入较大人力、物力进行政关的主攻方向．但似乎还未有大的突破。本文就椭圆彤筒体环缝 自动坪Ｓｔ－艺上的一些技术问题进行了计论；论述了跹动力转出轴变轴焊接方案在技术开发上的基本思路；舟绍了在谊项技术开炭过 程中遇到的一些问题厦其解决方法．以厦谊项技术在生产中的应用情况，并得出肯定的姑论。 关键词：焊接技术；椭圊形电热水嚣筒体矸蛙；自动焊；方集分析和ｆ＊ｑ是的解决方法 中田分类号：ＴＧ４５７
——丽日面＿ｊ石ｉ面５－０９：修订日期：２０（７１＿０９—１２
ห้องสมุดไป่ตู้万方数据
２０・工艺与应用
焊接技术
２００１年１２月第３０卷第６期
固定即可。 ④设备要求：无特殊要求。 ⑤Ｔ艺难点：横焊佗置焊接，焊缝成形不对称， 焊接质量较难保证，特别是在薄板焊接时，焊缝易出 现咬边甚至烧穿现象。 ２．３ 夹具转轴换位焊接方案 ①工艺要点：把椭唰分成多段近似圆弧，々用夹 头设置四个转动轴心位置。焊接过程中，按顺序改变 夹头转动轴心位置与传动轴耦台，实现分段自动焊， 焊接始终处于平焊位置。 ②工艺特点：可借用圆筒环缝自动焊专机完成焊 接，每焊完一段圆弧焊缝后，暂停，专用椭圆夹头变 换转动轴心位置，焊枪上下位置随之适应，焊另一段 焊缝，直到焊完整条焊缝为止。在焊接过程中焊枪角 度保持不变。 ③工装要求：在圆筒环缝自动焊々机上配备椭圆 专用夹头即可，々用夹头需设置快速变位装置。 ④设备要求：焊机性能无特殊要求，焊枪在垂直 方向需设置ｔ：下随动装置。 ⑤工艺难点：椭圆专用夹头设计较为复杂，变位 过程及定位可靠性差，所需时间长。 ２．４ 双动力输出轴变轴焊接方案 ①工艺要点：该工艺是在上一个方案的基础卜增 加一条动力转动轴，使原单转动轴变为双转动轴以适 应两种不同曲率圆弧的焊接。把原夹头换位的功能通 过变轴代替。 ②Ｉ：艺特点：由一段焊缝转到另一段焊缝焊接 时，央头和工件均不动，两根转动轴交替变换即可。 换轴速度达到一定要求时，焊机不用熄弧，可实现过 拐点连续焊。在焊接全过程中，平焊位置焊接，焊枪 位置角度保持不变。 ③工装要求：在圆筒环缝专机上加装双轴输出机 构，改用椭圆专用夹头。 ④设备要求：无特殊要求。 ⑤工艺难点：双轴输出机构设计较为复杂，加工 精度要求高。 综上所述，第一种方案工艺规范调节复杂，焊缝 质量可靠性不易保证，设备投资大；第二种方案设 备、工装都较简单，但焊缝强度要满足１．２ ＭＰａ压 力试验的标准要求显然信心不足．特别是薄板焊接易 出现咬边和烧穿的缺陷；第三种方案虽然机构简单， 焊缝质量也能得到保证，但操作复杂，工人劳动强度 大．生产效率低，很难实现规模生产的要求。通过分 析对比，选择了第四种方案作为研究主攻方向，组织 了开发性研究试验工作。