焊接机器人在转向架构架焊接中的应用研究

论文摘要

本文主要论述了GE内燃机车转向架构架焊接机器人应用方面的工艺研究工作。GE内燃机车是国内某企业与美国GE公司的合作项目,其中机车转向架是关键的走行部件,其质量的好坏关系到机车的运行安全。作为主要承载部件构架的焊接质量尤为重要,构架制造质量直接制约着机车的安全和使用寿命。采用机器人焊接内燃机车转向架构架是该企业的重要技改项目之一。首先,通过对转向架构架的结构特点和生产节拍的分析,确定了焊接机器人工作站的配置、技术参数,并对机器人工作站进行了合理布局。根据构架牵引梁材料的焊接性特点,选择了合理的焊接方法及焊接材料。从保证焊接接头的组织和性能出发,确定最佳焊接线能量范围,为制定正确的焊接工艺参数提供了依据。选择合理工艺参数,是保证焊接质量的关键。为了缩短试验周期,降低成本,在焊接工艺试验中采用正交试验的方法,用数理统计的方法对实验结果进行分析,获得了影响焊缝性能的主次参数,确定了合适焊接工艺参数。构架牵引梁经过试生产,产品的各项尺寸指标、性能指标符合产品的设计要求,具备了大批量的生产条件。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 课题意义
• 1.2.1 采用机器人焊接的优势
• 1.2.2 研究弧焊机器人焊接工艺的意义
• 1.3 国内外机器人的应用概况
• 1.3.1 国外工业机器人的应用现状
• 1.3.2 国内工业机器人的应用现状
• 1.3.3 焊接机器人在铁路机车车辆制造中的应用
• 1.4 弧焊机器人技术
• 1.4.1 弧焊机器人的组成
• 1.4.2 弧焊机器人各组成单元的关键技术
• 1.5 本课题主要研究内容
• 第二章 构架牵引梁焊接机器人生产方案研究
• 2.1 转向架构架工艺分析
• 2.1.1 技术要求
• 2.1.2 性能要求
• 2.1.3 性能要求试验
• 2.2 产品节拍分析
• 2.2.1 生产制度
• 2.2.2 生产节拍
• 2.3 弧焊机器人单元平面布置和生产流程的设计
• 2.4 设备选型
• 2.5 本章小结
• 第三章 牵引梁焊接工艺分析与选择
• 3.1 牵引梁的材料分析
• 3.1.1 牵引梁组成及材料分析
• 3.1.2 碳当量计算
• 3.2 低合金高强度钢焊接方法
• 3.2.1 实心焊丝气体保护焊的工艺特点分析
• 3.2.2 药芯焊丝气体保护焊的工艺特点分析
• 3.3 焊接材料的选择
• 3.3.1 焊丝的选择
• 3.3.2 保护气体的选择
• 3.4 坡口的选择
• 3.4.1 坡口形式的选择
• 3.4.2 坡口加工方法的选择
• 3.4.3 衬垫的选择
• 3.5 焊接工艺参数分析
• 3.5.1 焊接线能量范围的确定
• 3.5.2 焊接工艺参数的影响
• 3.6 本章小结
• 第四章 牵引梁机器人焊接工艺参数试验与选择
• 4.1 试验方法选择
• 4.2 正交试验
• 4.2.1 试验条件
• 4.2.2 因素水平表设计和试验安排
• 4.2.3 试验结果
• 4.3 数据处理与试验结果分析
• 4.4 机器人焊接程序设计
• 4.5 牵引梁机器人焊接研究成果验证
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 对今后工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文