T∕CWAN 0041-2020 中组立机器人焊接工艺规范.pdf
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1、ICS 25.160.20J 33中中 国国 焊焊 接接 协协 会会 团团 体体 标标 准准T/CWAN 00412020Vcbh 更好的听个人中组立机器人焊接工艺规范Specification for Welding Procedure of Middle Assembling Robot2020-08-17 发布2020-09-01 实施中国焊接协会发布中国焊接协会发布T/CWAN 00412020II目次前言. III1 范围. 12 规范性引用文件.13 术语和定义.14 一般要求.25 焊接设备系统.26 焊接材料.37 工艺要求.38 焊后检测和返修.49 安全事项.4附录 A(规
2、范性附录)焊接工艺调试试验方法.6附录 B(规范性附录)焊接工艺推荐规范参数.9附录 C(资料性附录)常见焊接缺陷.12T/CWAN 00412020III前言本文件按照 GB/T 1.12020 给出的规则起草。本文件的附录 A、B 为规范性附录,附录 C 为资料性附录。本文件由中国焊接协会提出并归口。本文件起草单位:广州黄船海洋工程有限公司、中船黄埔文冲船舶有限公司、哈尔滨焊接研究院有限公司、北京博清科技有限公司、上海模呈信息技术有限公司、江苏北人机器人系统股份有限公司、大连中船新材料有限公司、中交三航(南通)海洋工程有限公司。本文件主要起草人:陈立群、雷炳育、张继军、邵丹丹、李东、滕彬、
3、康占宾、冯消冰、王兆臣、张红霞、李武凯、曹浩、闫德俊、林涛、孟昭懿、汪峥。T/CWAN 004120201中组立机器人焊接工艺规范中组立机器人焊接工艺规范1 1 范围范围本文件规定了船舶构件的中组立机器人的术语和定义、一般要求、焊接设备、焊接材料及焊接工艺要求、焊后检测及安全防护等。本文件适用于一般强度船体结构钢(A、B、D和E)、高强度船体结构钢(AH32、DH32、EH32、AH36、DH36和EH36)的船舶平面分段的中组立敞口构件中舱壁围板、舱壁围板与列板的角焊缝横角焊(T型全焊透)、立角焊及包角焊位置的焊接。2 2 规范性引用文件规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
4、凡是注日期的引用文件, 仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB 7727.4船舶通用术语船体结构、强度和振动GB/T 2654焊接接头硬度试验方法(GB/T 26542008,ISO 90151:2001,IDT)GB/T 5117非合金钢及细晶粒钢焊条(GB/T 51172012,ISO 2560:2009,MOD)GB/T 6052工业液体二氧化碳GB/T 8110气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝GB/T 10045非合金钢及细晶粒钢药芯焊丝(GB/T 100452018,ISO 17632:2015,MOD)GB/T 129
5、24船舶工艺术语船体建造和安装工艺GB/T 19418钢的弧焊接头 缺陷质量分级指南(GB/T 194182003,ISO 5817:1992,IDT)GB/T 34000中国造船质量标准CB/T 3761船体结构焊缝缺陷修补技术要求CB/T 3802船体焊缝表面质量检验要求HG/T 2738焊接用混合气 氩二氧化碳T/CWAN 0008 焊接术语 焊接基础3 3 术语和定义术语和定义GB 7727.4、GB/T 12924、T/CWAN 0008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.13.1中组立中组立MiddleMiddle AssemblingAssembling由一批零件和部件组成
6、组件的制造过程。如平面舱壁、半舱壁、围壁、边水舱壁片体、甲板片体、平台片体,底部交叉框架,舱壁墩座,主机基座,舱口围板,舷墙板等的制造过程。3.23.2机器人机器人 Robot由多关节或多轴(多自由度)机械本体、控制器、伺服驱动系统和传感装置构成的一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的光机电一体化焊接生产设备。3.33.3平面分段平面分段 Flat Section由平直列板与相应的骨材装配结合而成的船体分段。T/CWAN 0041202023.43.4隔板隔板 Bulkhead分隔舱室内空间的板构件,如双层底横隔板、纵隔板。3.53.5离线编程离线编程 Off-Line
7、 Programming在与机器人分离的装置上编制任务程序后再输入到机器人中的编程方法。4 4 一般要求一般要求4.14.1 环境要求环境要求4.1.1 中组立机器人应建设在车间、厂房等非露天的环境中,避免设备遭受雨、雪等恶劣天气的影响,同时应能满足分段建造所必备的生产空间。4.1.2 施工场地应干净整洁,材料应堆放整齐。施工中产生的余料、碎料和垃圾应及时清理。4.1.3 焊接作业区的相对湿度不宜大于90。4.1.4 焊接环境温度不宜低于0。4.1.5 施工环境风速大于2m/s时,应做好防风措施。焊接作业区最大风速不宜超过2m/s,如果风速超过上述范围,应采取有效措施以保障焊接电弧区域不受影响
8、。4.1.6 放置保护气体气瓶的区域以及保护气体输送管路应避免靠近高温热源或被烈日曝晒, 以免发生爆炸事故。4.24.2 人员要求人员要求4.2.1 中组立机器人操作人员应经过专业培训,取得国家职业技能鉴定机构颁发的焊接机器人操作证。4.2.2 中组立机器人操作人员和设备维护人员应了解熟悉设备基本构造和功能。4.2.3 中组立机器人操作人员施工前应熟悉相关工艺文件, 施工过程应严格遵守工艺纪律, 按照工艺要求进行施工。5 5 焊接设备系统焊接设备系统5.1 中组立机器人包括门架系统、机器人系统、焊接系统、传感及识别系统、总控系统、安全防护系统、测量系统、软件系统、防尘系统、清枪系统、离线编程系
9、统。表1 中组立机器人组成序号系统名称主要功能1门架系统能够驱动中组立机器人在三维方向上进行移动,扩大中组立机器人的运行范围2机器人系统能够操作焊枪实施焊接生产,确保焊枪运动的稳定性3焊接系统能够为焊接电弧提供能量,确保电源特性和焊丝给进的稳定性5传感及识别系统能够为块体构件的输送、中组立机器人的运行提供反馈和控制型号6总控系统能够协调控制各系统进行有序作业7安全防护系统能够为中组立机器人的故障提供警告信号和安全防护措施8测量系统能够准确识别和测量工位参考点的位置9软件系统能够为中组立机器人的运行提供控制指令,为焊接生产提供工艺指令,为生产管理提供可视化数据指导。10除尘系统能够收集焊接过程中
10、产生的烟尘并进行固定处理。11清枪系统能够自动清理焊枪,并修剪焊枪中伸出的焊丝。12离线编程系统能够对机器人进行示教仿真,能够生成机器人控制程序,并对控制城区进行编辑。T/CWAN 0041202035.2 中组立机器人所有程序基本框架的编制应由设备厂家服务工程师或技术部门专业工程师完成, 程序的优化和修改也应由设备厂家服务工程师或技术部门专业工程师执行。5.3 中组立机器人应定期进行维护和保养,定期清理设备内的灰尘,定期给设备运动轴、导轨等添加或更换润滑油。5.4 操作人员原则上不允许进行程序的修改操作。6 6 焊接材料焊接材料6.1 焊条焊条6.1.1 装配和返修用的焊条应符合GB/T 5
11、117中E5015或E5018型号的技术要求,或其他力学性能相当的标准的要求。6.1.2 焊条使用前应按照说明书推荐要求进行烘焙, 领用的焊条应采用能保持良好保温性能的保温筒保温,随用随取。6.26.2 焊丝焊丝6.2.1 所用的实心焊丝应符合GB/T 8110中ER50-6型号的技术要求或其他力学性能相当的标准的要求。所用的药芯焊丝应符合GB/T 10045中T492TX-XC1A型号的技术要求或其他力学性能相当的标准的要求。6.2.2 焊丝在焊接生产应用前,应经过相关的焊接工艺评定,应取得第三检验方认可。6.2.3 焊丝表面不应存在油污、锈蚀、水分等杂质以及其他影响焊接的缺陷。6.2.4
12、焊丝在使用过程中,应保证其标签完好,以备查证。6.26.2 保护气体保护气体6.3.1 保护气体可采用80Ar+20CO2混合气体, 或纯度99.5的CO2气体。 混合气体应符合HG/T 3728中类技术指标要求,CO2气体应符合GB/T 6052中焊接用CO2气体的技术指标要求。6.3.2 保护气体应干燥处理。6.3.3 采用瓶装保护气体进行焊接时,应采取适当的防冻或加热措施。7 7 工艺要求工艺要求7.17.1 构件要求构件要求7.1.1 待焊构件为船舶平面分段的中组立敞口构件, 焊缝主要包括横隔板、 纵隔板与列板的横角焊缝以及围壁间的立角焊缝。7.1.2 待焊构件中横隔板、纵隔板的档距应
13、能满足焊接机器人施焊空间要求。7.27.2 装配装配7.2.1 构件待焊位置的切割边割痕缺口深度应1mm。7.2.2构件装配前,应将待焊位置及其附近20 mm30 mm范围内的锈蚀、油污、割渣、毛刺、氧化层等对焊接质量有影响的杂物进行清理。7.2.3 车间底漆厚度应25 m。7.2.4 构件的装配间隙应控制在0 mm1 mm之间。7.2.5 构件装配的定位焊可采用焊条电弧焊、 熔化极气体保护焊实施, 定位焊用焊接材料力学性能等级应与焊接生产用焊接材料力学性能等级相当。7.2.6 构件装配的定位焊缝长度一般控制在30 mm50 mm之间,焊缝厚度控制在5 mm6 mm之间,焊缝间距控制在500
14、mm600 mm之间,且定位焊缝与待焊区域端部或交叉位置的距离应50 mm。7.2.7 定位焊缝不应存在裂纹、夹渣、气孔、咬边、弧坑等焊接缺陷。7.2.8 定位焊缝的焊渣、飞溅、焊瘤等在装配完成后应打磨清理干净。7.37.3 焊前准备焊前准备7.3.1 检查构件建造状态,确认构件已经由上道工序报验合格,确保构件符合转焊工序的要求。7.3.2 检查构件装配定位焊缝,确保其符合装配和定位焊要求。7.3.3 检查焊丝牌号及表面状态,确保其符合性能等级要求和相关认可要求,确保焊丝表面无油污、锈蚀、水分等杂物。7.3.4 检查中组立机器人的总控系统,同时进行相关生产信息的录入。7.3.5 检查中组立机器
15、人设备,确保电路、气路、送丝系统、传感器、控制按钮和指示灯、显示器和参数表、机械运动装置正常运行。T/CWAN 0041202047.3.6 检查焊枪状态,若焊枪喷嘴表面有飞溅物、焊丝干伸长异常,应进行焊枪清理和焊丝修剪。7.3.7 检查焊接控制程序和调用焊接参数数据库,确保其满足焊接工艺要求。7.3.8 检查中组立机器人生产管理控制逻辑和作业节拍, 确保其符合设备生产能力, 防止设备发生过载现象。7.3.9 检查保护气体气路系统,确保气体管路畅通且连接正确,无漏气现象,保护气体流量能够满足焊接工艺文件要求。7.47.4 焊接焊接7.4.1 焊接控制流程框架如图1所示。图 1 焊接控制流程框架
16、7.4.2 构件输送系统应具有良好的刹车系统,以防构件在生产过程中发生意外移动或转动现象。7.4.3 焊接规范参数的选择应根据工艺要求在数据库中选择调用, 焊接工艺推荐规范参数如附录B所示。7.4.4 系统识别构件参考点后,直至构件所有焊缝焊接完成前,应保持输送系统保持刹车状态,以防构件在生产过程中发生意外移动或转动,造成构件参考点信息的误差。7.4.5 构件焊接顺序中,应先焊横隔板和纵隔板的立角焊缝,再焊横隔板、纵隔板与列板的横角焊缝,同时尽可能由双数数量的焊接机器人从构件中部逐渐向左右、前后对称施焊,以保证构件均匀的收缩,减少构件焊接变形量。7.4.6 焊接过程中,操作人员应注意监控机器人
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