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某橡胶机械厂大型硫化机焊接结构在生产过程中因存在残余应力分布复杂、焊接质量受人为因素影响大等问题,严重影响焊件强度。为了研究焊接工艺参数对焊接质量的影响,本文采用焊接机器人对典型的中厚板T型接头进行多道焊接,结合计算机模拟仿真技术优化焊接工艺参数,达到降低残余应力和变形的目的。本文围绕该目的做了以下几个方面的工作: (1)将ABB工业机器人与原有松下焊机进行连接,经过定义控制信号及焊接参数等步骤,实现通用工业机器人的自动焊接功能。编写T型接头多道焊的控制操作程序,通过焊接控制模块实现机器人对焊接过程的全程准确控制。 (2)研究CO2焊接电流与焊接电压之间的参数匹配关系,通过实验获得了焊接电流目标值与实际输出值、焊接电压目标值与实际输出值的数据关系。应用一元线性回归理论建立了焊接电压目标值与焊接电压实际值之间的一元线性回归方程,找到焊机一元化调节范围以及焊接参数最优匹配区域,通过实验验证该区域参数对焊缝质量的影响,为后续焊接过程数值模拟提供参考。 (3)基于SYSWELD焊接模拟软件,在分析大型焊接结构的几何模型、材料特性参数的基础上,对T型接头多道焊进行有限元仿真。针对多道焊接选用了适用的热源模型,采用单元唤起技术模拟多道焊过程,获得了T型接头多道焊时的温度场变化规律。 (4)在上述的研究基础上,模拟了电流、电压、焊接速度等优化参数对焊接温度场、焊后熔深、熔宽以及焊件变形的影响。将得到的模拟结果结果与机器人实际焊接结果进行对比,验证了T型接头多道焊焊接过程数值模拟的准确性及可靠性,为研究大型焊接结构数值模拟及参数优化打下基础。