自动焊接小车设计方案

垂直气垫焊自动小车

设计方案

学院：机械工程学院

班级：09级焊接2班

研究小组成员：马钰良、A0952213

于吉臣、A0952214

许振春、A0952215

目录

1、自动焊接技术简介

1.1、自动焊接技术的发展现状

1.2、自动焊接的种类

1.3、我国自动化焊接的发展水平

1.4、世界自动化焊接的发展水平

2、小车自动焊接的原理

2.1、电气立焊的特点

2.2、电气立焊的原理

2.3、CS-10 (垂直气垫焊自动小车)特点：

3、小车行走机构简介

3.1、小车行走轨道的作用

3.2、小车行走轨道主要部件分解

3.3、小车行走轨道的设计内容

1、自动焊接技术简介

1.1、自动焊接技术的发展现状：

由于焊接技术是基于多学科交叉融合的产物，随着现代科学技术成果的不断涌现，必将推动焊接技术更新发展。除了物理、化学、材料、力学、冶金、机械、电子学等学科的新发展将会推动焊接新材料、新工艺的不断出现外，计算机、控制理论、人工智能等信息科学领域的新进展将进一步将焊接工艺实现的手段推进到自动化、机器人化和智能化的新阶段，进而实现用机器来代替人焊接。

1.2、自动焊接的种类：

自动焊分为明弧和埋弧两种

各种明弧自动焊，大约能提高生产效率两倍左右，而埋弧自动焊可以提高生产效率5-10倍，埋弧自动焊简称为埋弧焊、自动焊。埋弧焊是利用焊剂层下的电弧，来加热并熔化焊丝、周围的焊剂和母材，而进行焊接的一种工艺方法，又叫做焊剂层下电弧焊。即电弧在焊剂层下面燃烧，自动焊机头将焊丝自动送入电弧区，以保证选定的电弧长度，电弧靠焊机的控制，均匀地向前移动，进行焊接作业。

1.3、我国自动化焊接的发展水平：

我国的焊接装备制造业与通用焊接设备相比起步较晚。上世纪50～60年代，我国重点工业企业的大型焊接装备大部分从原苏联引进。部分由使用厂自行设计制造，到了90年代，我国陆续组建一批

专门生产焊接装备的制造厂，如上海、成都相继成立了成套焊接设备厂，“六五期间”，原机械工业部拨专款将长春第二机床厂改建成我国第一家具有批量生产能力，制造专用焊机和焊接装备的长春焊机制造厂。

近年来，我国焊接装备制造行业有了长足的进步。焊接装备的成套性，自动化程度，制造精度和整体质量明显提高，其应用范围正逐步扩大，尤其是我国制定了拉动内需的政策以后，焊接装备制造业加快了发展。

可以预计，今后10年内，随着世界制造业中心逐步向中国转移，我国的传统制造业必将按照现代化的标准加快技术改造。大量采用高度自动化的加工设备和焊接装备是工业现代化的必然趋势，并将促进我国焊接装备制造业发生根本性的变革。

1.4、世界自动化焊接的发展水平：

近10年来，在世界工业发达国家，焊接装备的发展速度十分惊人。在英、美、法、意和日本等国家均有相当规模，开发能力很强的焊接装备生产企业。在2001年，第15届世界焊接与切割博览会上参展的焊接装备厂商近百家。近期生产的自动化焊接装备的设备精度和制造质量已接近于现代金属切削机床，最值得注意的是：大多数焊接装备采用了最先进的自动控制技术，如数字控制系统，基于PC机的控制系统，智能化控制系统和网络控制系统等。广泛采用焊接机器人作为操作单元组成焊接中心，焊接生产线，柔性制造系统和集成制造系统。

2、小车自动焊接的原理

2.1、电气立焊的特点：

电气立焊是近年来迅速发展的一项特种焊接技术，其特点是根据不同工件要求可以订做焊接小车，移动和操作简便，非熟练工人也可以进行焊接，体积小，重量轻，焊接角度可以调节。适用于多种焊接工艺，如普通的角焊、对焊、横焊、立焊、仰焊等，尤其适用于背板焊接，安装拆卸方便简单，可以进行单面焊，也可以进行双面同时焊接，采用双面同时焊接时焊接可以减少变形，焊接质量较好。是以后焊接技术的又一发展趋势之一。

2.2、电气立焊的原理：

电气立焊的原理为小车上有强力磁铁，焊接时小车沿轨道行走，轨道上有齿条机身利用蜗轮蜗杆原理传动与轨道齿条配合完成移动动作，控制系统内安装有光电感应停止开关，焊接到工件末端，当光电敢于开关脱离工件时小车会自动停止工作，便于工人同时操作多台机器设备。

2.3、CS-10 (垂直气垫焊自动小车)

特点：

2.3.1、CS-10是垂直气垫焊自动装置；

2.3.2、利用电气立焊技术进行焊接，效率高，厚度在25mm以下的焊缝都可以一次成型，板厚大于25mm的焊接结构可选用CS-10W型小车。

2.3.3、适用于垂直面和倾斜面的对接焊。

2.3.4、本装置体积小，重量轻，移动和操作简单，并且安装有数字操

控系统，非熟练工人也可以进行焊接。

2.3.5、弧高和小车行走速度可以自行感应并自动调节。

2.3.6、采用齿轮齿条驱动方式，轨道每根长1.5m，更长的可以定做。

2.3.7、独特的手柄设计使得小车的安装和拆卸变得简便，并实现了小车

的快速升降功能。

2.3.8、冷却系统的冷却水在焊枪和铜滑块里面循环，对焊枪和铜滑块都有冷却效果。

3、小车行走机构简介

3.1、小车行走轨道的作用

从整个小车行走机构中来看，小车行走轨道所起的作用是支撑整体车身组件，其上方安装有齿条，构成了整个自动焊接小车支撑机构和行走机构。所以说行走轨道重要性会直接关系到小车行走是否平稳，焊缝是否的稳定。我将主要侧重于小车的行走轨道的材料选择设计。

3.2、小车行走轨道主要部件分解

从整个小车结构构成上分析，如果小车轨道只选用一种材料并采用一次成型加工的方法的话是可以降低加工成本以及缩短加工的时间，但是同时也带来了加工工艺复杂性的提高，并且对以后的维护，更换带来不必要的麻烦。所以再此我选择组合型轨道的设计。根据结构要求的分析把行走轨道分为：轨道支架与齿条两部分。

其余部件还包括：垫圈，连接板，起子，弹簧，螺钉，磁铁块，连接件，销等配套零件。

3.3、小车行走轨道的设计内容

3.3.1.轨道：

因为小车行走轨道要承受一定的载荷，而且因为要适应多用途，便于拆装移动的原因，重量又不能太重，故采用ZL105 (铝合金) 铸造铝合金的密度比铸铁和铸钢小，而比强度则较高。因此在承受同样载荷条件下采用铝合金铸件，可以减轻结构的重量。

3.3.1.1小车行走轨道的材料选择：