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摘要：本文通过大量的实践研究，提出了如何运用IGM龙门双丝机械手的焊接参数和焊接位置来控制焊接效果的影响及调试方法，对于指导生产实际有重大的意义。
关键词：IGM龙门双丝焊接机械手；焊接参数；焊接位置；质量控制
引言
IGM机器人系统公司是奥地利一家跨国公司，有着几十年生产焊接机器人等先进设备的历史，产品在全世界范围内行销，并得到广泛的认可，是现在世界上较为先进的焊接机器人之一。自从参与到铝合金焊接工作以来，焊缝的各种缺陷及其导致的宏观断口质量问题一直很难解决。本文以多次的比对实验为基础，重点叙述焊接过程中焊接参数，焊接位置对焊接质量的影响，并可成功解决一直存在的焊接惯性质量问题，对其他自动焊机的焊接应用也有一定的参考作用。
一、焊接的基本条件及坡口形式
焊接位置：PA焊接方法：131MIG
焊丝直径：1.2MM冷却方式：水冷
焊丝材料：ER-5356母材材料：6005A
保护气体：纯Ar接线方式：直流反接
跟踪方式：激光跟踪坡口深度：2MM
坡口角度：70度母材厚度：3MM
二、GM龙门双丝机械手的焊接参数及作用
2.1焊接电流（功率）
IGM龙门双丝焊接机械手的功率分为前丝功率和后丝功率，前丝功率将焊缝焊透，后丝功率填充焊缝，保证焊缝的成型。前后丝功率即为实际工作的有效电流，是已经优化了的焊接参数，但该参数并不适用于生产实际，需要我们根据实际焊缝情况进行微量调节。当功率过大时，输入的能量就越大，容易出现热裂纹和烧穿的缺陷，当功率过小时，能量不足，易产生根部不熔，未焊透和气孔缺陷。
所以，要保证焊缝熔透，没有缺陷，只能在线调节选择合理的焊接电流（功率）。
2.2焊接电压（弧长修正）
焊接电压分前丝电压和后丝电压，与弧长修正成正比，电压越大电弧越软，焊缝熔宽越大，焊缝的根部却不容易焊透；电压越小电弧越硬，焊缝熔宽越小，但过小会引起焊接短路。
弧长修正（焊接电压）加大时，电弧发喷，焊缝的熔深会减小，想要增加熔深只能提高能量，但会出现焊缝下淌，咬边的情况，当弧长修正减小时，弧长变短，电弧发迸，根部容易不熔。
2.3焊接速度
焊接时焊枪的行走速度，会影响焊缝的成型和热输入量。焊接速度过快，易产生焊缝偏窄，未焊透等现象；焊接速度过慢，易产生焊缝余高超高，焊缝变宽等现象。
2.4焊枪角度
随着焊枪前倾角度的不同，电弧的穿透力也不一样。焊枪的前倾角（焊枪与焊接方向偏离的角度）越大，则电弧的穿透力越小；前倾角越小且大于90度，穿透力越大。
焊枪前倾角小，电弧的穿透力大，容易焊透，但不利于焊缝中气孔和杂质的顺利排出，焊缝发黑或发乌。
焊枪前倾角适中，电弧的穿透力强，有利于焊透，焊缝成形美观，
焊枪前倾角大，电弧的穿透力小，易造成焊缝根部不熔等焊接缺陷，焊缝成形差。
焊接位置：
焊枪的焊接位置（Y轴方向），决定了焊缝熔池的位置，会直接影响焊缝的成形。
焊枪打在坡口中部，虽然能保证焊透，但型材组对时可能造成的错边，会导致焊缝未焊透或咬边，成型不良等缺陷。
焊枪调整到母材相对较厚的一侧，这样的焊接位置适合型材组对时有间隙的焊缝。适当降低焊接速度，这样可以避免填充量不足造成的缺陷。如果型材组对严密且无间隙，则易造成未焊透或焊缝余高超高等缺陷。
焊枪调整到板厚较薄的一侧，易焊透，成型好，在实际生产中，容易得到高质量的焊缝。但如果组对间隙过大，则易造成焊缝咬边，烧穿等缺陷。
所以，当型材组对无间隙时，电弧应打在坡口的薄板处；而型材组对有间隙时，电弧应打在坡口的厚板处，并降低焊接速度。这样，既保证了焊缝外观的成型，又保证了焊缝内部高质量的熔透。
2.5干伸长度
干伸长度是指导电嘴距离工件或焊缝表面的距离。干伸长度大时，焊丝的电阻增大，实际电流减少，容易出现熔深变浅，甚至根部未焊透。由于电阻增大，会导致金属飞溅严重，焊缝成型不良，以及气体保护效果不好；当干伸长度小时，焊丝的电阻减小，实际的电流就增大，喷嘴与工件的距离缩短，会造成焊缝过高，成型不良，并使得导电嘴过热，烧坏导电嘴，焊丝堵死。所以，为了保证焊接过程的稳定性，我们不断试验，找出了焊接条件不变相应电流所对应的干伸长度（12MM-15MM）。
2.6保护气体
针对不同的材料，选择不同的保护气体。铝合金的焊接通常需要
氩气，氦气，氩气氦气混合气等惰性气体。氦气与氩气相比较有更好的穿透效果和能提供更快的焊接速度。而氩气与氦气相比电弧比较稳定。
焊接开始前，设定保护气体提前送气5秒钟，在起弧前，预先保护焊接区，电弧会冲破焊接区域的氧化层，电弧和熔池周围的保护气体能够防止氧化层的形成。焊接结束时，设定延迟送气5秒钟。
氩气表的流量计可以调节气体流量的大小，但为保证高质量的焊缝效果，还要对焊枪喷嘴处的气体流量进行测量，以喷嘴的气体流量为准。气体流量的影响：气体流量过大，会造成电弧偏吹，焊缝成型不良。气体流量过小，焊缝表面发渣或发黑，形成气孔，成型不良。
三、结论
在铝合金焊接过程中，由于IGM龙门双丝焊接机械手在焊接参数调节过程中，没有精确掌握焊接参数之间的匹配关系，致使焊缝成形缺陷较多。所以，在相当长的一段时间里，此处位置的焊接缺陷成为制约车体生产的主要原因。
四、IGM龙门双丝机械手的作用
针对于3MM的薄板组对的实际情况，合理运用IGM龙门双丝焊接机械手各个参数的匹配关系，并选择适当的焊接位置，总结出了每个参数的适用范围（组对间隙0.5MM—0MM），具体如下：
4.1焊接电流
前丝功率：（60——65）即焊接电流215A——235A。
后丝功率：（38——43）即焊接电流165A——185A。
4.2焊接电压：（弧长修正）
前丝弧长修正：（-10——0）即电压20.5V——22.5V。
后丝弧长修正：（¬-15——0）即电压19.5V——22.5V。
4.3焊接速度
1550CM\MIN——165CM\MIN。
4.4焊枪角度
前倾角70度——78度
4.5保护气体20L\MIN——22L\MIN。
4.6其他辅助参数焊枪高度8MM——10MM。
小结，在今后的生产过程中为了避免产生缺陷，在以下几方面要多加注意：
1.厂房内外温差较大时，不要对刚进入厂房的型材进行焊接，防止型材表面凝结水气；
2.要禁止在焊接过程中开门开窗，防止空气流动造成气体保护不良；
3.焊接参数应根据实际组对情况进行在线实时修改；
4.焊接前检查气体流量，预设提前送气时间，延迟送气时间。
由于铝合金热传导效率高，温度过低，会导致焊接熔透性变差，预热由于受工件尺寸影响，也不能很好解决该问题。如果焊接环境温度过高，如温度超过35度，由于薄壁工件表面温度过大，焊接过程中，HAZ温度梯队小，热量传输慢，HAZ易过热，强度下降过大，因此，铝合金焊接作业，要求环境温度不宜过高。
通过运用新的焊接方法后，一直持续的焊缝质量问题得以解决，在减少焊接缺陷产生的同时，减少了焊缝的修补工作，使得整条焊缝强度的质量得以保证，使焊缝需要修磨的接头由原来的十多处下降到了现在的一至两处，将所在工序的工作效率提高了43%，目前，IGM龙门双丝焊接机械手焊接效果稳定，成型良好。
改进前与改进后焊缝的对比
改进前：焊缝成型不良，缺陷较多，焊道发黑或发乌，修补费时费力。
改进后：焊后成型良好，焊道美观，一致性好，无缺陷。
参考文献：
[1]《现代焊接技术》.作者：卡里.黑而策2010
[2]《铝合金车体焊接工艺》.作者：王炎金2010
[3]《焊接工程师手册》.作者：陈祝年.2002
[4]《中国焊接年鉴》.作者；中国焊接协会2001
[5]《焊接冶金学》.作者：张文钺.1999