众所周知,装载机铲斗存在空腔结构较为复杂、焊缝密集、且角焊缝偏多,应力集中较大的特点,目前虽然使用智能化弧焊机器人焊接系统焊接效率较高,但是弧焊变形问题以及严重焊接缺陷成为行业目前相对突出、普遍的难题。本文将装载机铲斗的焊接变形和焊接缺陷控制作为主要研究对象,重点从以下三个维度实施了针对性的研究、改善和提升,通过现场验证的方式对改善效果进行了评估,最终达到项目的预期目的。采用先进的仿真技术进行模拟,优化焊接参数及焊接顺序。通过PRO/E建立模型,ESI SYSWorld对模型进行网格划分,输入焊接顺序计算出相应变形量及内应力大小,对焊接顺序提出改进方法,预测结构件变形趋势。在焊接试验及焊接仿真的基础上,对铲斗焊缝逐一进行仿真,通过焊接机器人编程调整焊接顺序,统计各区域焊缝对变形的影响,制定出变形量最低的合理工艺规范,使其变形量降为最低。针对装载机铲斗结构的复杂性,弧焊机器人在生产应用中存在着一些突出问题:焊接缺陷严重,机器人故障率、停机率高,生产效率和生产质量都不能满足公司质量要求和产能需求。结合国内外几种弧焊机器人的设计原理,对弧焊机器人系统及生产工艺进行了系统的改善,如:机器人送丝系统改进,清枪系统优化,机器人编程的改善等,大大降低了焊接缺陷。为自动化焊接设备在中厚板大型复杂结构上的应用提供了范例。通过对铲斗焊接过程的分析及弧焊机器人的寻位特点,结合焊接仿真结果,对铲斗的结构形式、焊接顺序都进行了优化,并制定了详细的拼点作业指导书、通焊作业指导书等,同时通过加强对操作者的培训等措施,使得焊接变形得到有效控制,焊接缺陷大大减少。整个项目实施后,使铲斗主刀板的焊接变形减小30%~50%,焊后校正时间减少50%。铰接板开档尺寸控制在合格尺寸范围内。焊接缺陷减少了60~80%提高了产品质量,并且同步提升了生产效率。