基于电阻点焊技术的带锯条焊接系统研究

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随着我国机械、电气、冶金、化工行业以及航空业的飞速发展,对各种材料高效率高精度的切割需求也不断增加,双金属带锯条的应用日益广泛,市场需求量也越来越大。双金属带锯条的齿尖部分为高速钢或硬质合金材料,齿背部分为合金钢,其制造过程的关键工艺就是将齿尖部分和齿背部分焊接为一体。目前,对于异种金属焊接的传统方法主要包括钎焊、激光焊、电子束焊等,这些传统的焊接方法大多焊接工序较多,设备昂贵,生产成本较高或者焊接效率低下,而且由于焊接后续加工工序复杂也会导致焊接质量参差不齐,达不到对材料高效率高精度的切割需求。针对双金属带锯条材料的特性,为了降低双金属带锯条的生产成本,提高焊接效率和焊接精度,本文提出了基于电阻点焊技术的锯条焊接系统研究。  本课题根据电阻点焊技术研制的双金属带锯条焊接系统,主要是将广泛应用的精密电阻点焊技术与异种金属焊接原理相结合,通过PLC控制器接收工件位置信息,并给出焊接动作指令,将高速钢球精准焊接到带锯上,实现双金属带锯条在工业上的自动化生产。该系统采用电阻点焊技术将高速钢球焊接到带锯背材上,其焊接过程操作简单,辅助工序少,焊接质量高,加热时间短,热量集中,无有害气体产生,无须进行热处理,无需添加焊接材料,自动化程度高。  本课题研制的锯条焊接成型系统主要由机械系统、焊接电源系统、电气控制系统、视觉检测系统等几部分组成。本文主要针对机械系统和电气控制系统进行研究。对于机械系统的研究,本文详细论述了加压机头、送料机构、气动限位装置的结构设计。机械系统的主要功能是送料机构推动锯条主体(齿背部分)在焊接导轨平台上移动,粒子高度调整机构将高速钢球送到工件的焊接位置,通过加压机头进行焊接操作。限位装置则是在工件到达焊接位置后通过气动装置将工件进行压紧定位,防止焊接时工件振动,从而提高焊接精度。电气控制系统采用PLC控制器,设计了PLC控制系统。该控制系统由硬件电路、驱动电路等几部分构成。通过PLC及人机界面程序的编写,可按要求输入相应的焊接工艺参数,进而实现对工件的精准焊接。  为了验证该系统的可靠性,将机械系统、电气控制系统、焊接电源、视觉检测系统搭建为一体,对整机设备进行相关调试及实验。本文选取带锯条作为研究对象,在整机设备上进行焊接实验。对焊接后的工件进行了外观质量观测以及焊点强度检测,分析了不同焊接参数对焊接效果的影响。结果表明,焊接效果良好,焊接质量较高,为今后的工业化生产提供了参考依据。
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