一、項目概述
雙絲焊接是近年來發展起來的一種高效焊接方法，焊接厚板時可以提高熔敷效率，采用船形焊的焊接熔敷率為160－220g/min，通常為常規焊接方法的二倍。除了高效外，雙絲焊接還有其它的工藝特點：在熔敷效率增加時保持較低的熱輸入，熱影響區小，焊接變形小，焊接氣孔率低等。
動臂是
裝載機工作裝置的主要組成部件及主要受力部件，動臂主焊縫的焊接質量將直接影響裝載機的使用年限，為了保證其質量，避免人工焊接的不穩定性，結構件廠在動臂主焊縫上引入焊接機器人雙絲焊接技術。
二、雙絲焊接簡介
雙絲氣體保護焊接工藝,其效率比使用傳統MIG/MAG 方法提高2倍以上。是由兩個完全獨立的微電腦控制TPS 增強型電源組成，焊絲分兩路單獨工作，并且使用同一個噴嘴，形成不同的熔池。
1. 焊接特性：
完善精密的電弧控制系統對焊接順序、電弧穩定性、焊后參數控制均有深刻影響；為了防止同相位的2個電弧的相互干擾，常采用脈沖MIG/脈沖MAG焊法，并保持2個電弧輪流交替燃燒。這樣一來，就要求1個協同控制器保證2個電源的輸出電流波形相位相差180°。當焊接參數設置到最佳時，脈沖電弧能得到無短路、幾乎無飛濺的過渡過程，真正做到“1個脈沖過渡1個熔滴”，每個熔滴的大小幾乎完全相同，其大小是由電弧功率來決定。焊接時，其中一根可首先引弧，接著另一根引燃，當然，也可以同時引弧，焊接的結果是一樣的；焊接結束后，可以單獨或同時停機。
2. 多機共用
使用兩臺完全獨立的增強型電源，通過各自微電腦控制器，每臺擁有獨立的送絲裝置單獨控制操作。通過同步器同步控制兩臺單機使焊接過程更加迅速和完善。
配置了同步裝置，在焊接一開始便可實現雙絲精確過渡，這是雙絲工藝穩定的先決條件。其電弧長度很短并且穩定持續。兩根絲單獨輸送，焊速加快，線能量更小，電弧更短，熔池縮小，依靠這種先進的引弧技術，速度更快，飛濺極小，可避免眾多干擾，隨時重新引弧，進而得到更高質量的焊縫。
3. 一體化焊炬
雙絲焊槍要求導電嘴結構更加緊湊。使用雙絲焊槍的經驗證明：獨特設計的曲線送給結構，可確保兩路焊絲分別以精確角度進入連接一體的兩只導電嘴，從而得到更安全可靠的電流。準確的電流過渡日益重要，一體化焊炬正順應了潮流：可靠的引弧系統、穩定的電弧、良好的焊縫成型，成效卓著。
4. 操作設備
具備至少30 個連續可調的參數來控制每一臺獨立工作的電源，電源間通過同步器協調相互的工作，以達到在焊接全過程同步工作。通過遙控器或焊接機器人控制面板輸入相關數據，完成已設定好的工作，就是說，一旦選擇好方案，你就可以不斷的重復更新你所要的數據。顯示屏可以不斷刷新的邏輯功能菜單分布合理，容易識別，方便操作。
5. 送絲流暢
送絲系統使用測速送絲電機傳動，平衡力使壓力分布最均勻，結構最大特點在于配套送絲輪可折疊。
很多設計例如水冷盤式控制電機、溫控風扇、焊槍冷卻系統等，使得操作人員能長時間“與機共舞”，經濟實用。
三、雙絲焊接在裝載機動臂主焊縫上的應用
1. 改進前的狀況
動臂的結構及主焊縫如圖1所示，項目實施前，大部份的動臂焊縫是在地上手工單絲焊接，生產效率低，焊接過程不穩定，焊縫接頭多，焊縫成型差，導致應力集中，容易在受到重載荷的情況下出現開裂，如圖2所示。
2. 改進后的狀況：
針對動臂人工單絲焊接質量差以及生產效率低的現狀，廣西柳工結構件廠引進了四臺套動臂雙絲雙工位焊接機器人系統，如圖3所示，下面從焊縫質量、生產效率、成本方面對動臂雙絲焊接機器人的優點進行簡要的介紹。
圖3 動臂雙絲雙工位焊接機器人系統
⑴ 焊縫質量：
①焊接機器人采用雙絲焊接，動臂橫梁與動臂板間的主焊縫形式為兩層兩道，成形美觀、外表面光滑，人工焊接時主焊縫形式為三層八道，在焊縫與焊縫過渡間有明顯的痕跡，表面不光滑。外表面光滑使焊縫受力時表面應力分布均勻，不易形成應力集中點，可適當提高焊縫壽命。外觀質量對比見下圖：
②采用機器人焊接時，焊槍擺動穩定，焊絲伸長均勻，焊接過程穩定，焊縫質量幾乎不受外界因素影響，降低了對工人焊接技術的要求，因此焊接質量是穩定的。而人工焊接時，焊接速度、焊絲伸長等都是變化的，很容易受到外界因素及人為因素的影響。
③機器人焊接時，動臂主焊縫的每道焊縫只存在一個接頭（搭接口、收弧處），而且接頭形式標準，能夠承受較大的載荷。人工焊接時共三層八道焊縫，每一道焊縫有2~4個接頭，共有16~32個接頭，這些接頭比焊縫其它位置更容易產生應力集中，一旦某個接頭有問題，焊縫就會存在質量隱患，容易在受到重載荷的情況下出現開裂。
⑵生產效率
①下面以ZL50系列產品動臂單、雙絲焊接時間為例來說明雙絲焊接生產效率優于單絲焊接，如表1和表2所示；
② 計算取值
動臂焊縫焊接時間＝5 min（機器人找尋時間、動臂翻身時間等）+純焊接時間,因此：
單絲焊接時間≈60 min；
雙絲焊接時間≈30 min
從以上的數據可以看出，雙絲焊接生產效率大約是單絲焊接的2倍。
⑶ 成本分析
以一臺動臂焊接機器人為例簡要的對單絲焊接與雙絲焊接進行成本分析，如表3所示；
從上表可以看出，每年成本節約金額約為6.48萬元。
四、推廣價值
雙絲焊接技術在裝載機動臂上的應用能提高其熔敷量，大大提高動臂焊接生產效率，而且改善了焊縫質量，減少了焊接飛濺物。對于結構件實施焊接自動化生產，具有較大的指導作用和推廣價值。
五、項目總結
通過本次對動臂焊接工藝的新突破，使我們積累了很多寶貴的經驗，讓我們對其它構件的工藝改進及技術革新充滿信心。
（該項目成果獲2010年度廣西重工業先進工藝工裝成果 一等獎）
