焊接過(guò)程無(wú)煙塵,無(wú)弧光,無(wú)需耗材,還低能耗?這就是攪拌摩擦焊(Friction stir welding)。攪拌摩擦焊最早由英國(guó)焊接研究所(TWI)于1990提出,是一種有別于傳統(tǒng)焊接,在焊接過(guò)程中無(wú)煙塵、無(wú)弧光,不需要保護(hù)氣體和焊絲的焊接技術(shù)。由于獨(dú)特的工藝和在效率、成本、環(huán)保等方面顯示出的優(yōu)越性,攪拌摩擦焊已被大規(guī)模地應(yīng)用于航空、船舶、列車(chē)、IT等工業(yè)制造行業(yè)中。
攪拌摩擦焊是一種在機(jī)械力和摩擦熱作用下的固相連接方法。如圖一所示,攪拌針在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)伸入工件的接縫中,旋轉(zhuǎn)攪拌頭(主要是軸肩)與工件之間的摩擦熱,使焊頭前面的材料發(fā)生強(qiáng)烈塑性變形,然后隨著焊頭的移動(dòng),高度塑性變形的材料逐漸沉積在攪拌頭的背后,從而形成焊縫。
圖一:攪拌摩擦焊原理示意圖
工業(yè)機(jī)器人與焊接主軸裝備集成的攪拌摩擦焊系統(tǒng),可提升焊接作業(yè)的柔性,適用于空間復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的批量化焊接制造,提高焊接自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率。另外據(jù)統(tǒng)計(jì),機(jī)器人攪拌摩擦焊單件焊接成本比機(jī)器人氬弧焊低20%;較多軸攪拌摩擦焊設(shè)備相比攪拌摩擦焊的焊接成本只有前者的一半。
就讓我們先來(lái)看一段FANUC M-900iA重載機(jī)器人攪拌摩擦焊的案例。
視頻:FANUC M-900iA攪拌摩擦焊
http://v.qq.com/page/w/o/q/w0151z8q7oq.html
該系統(tǒng)由FANUC M-900iA機(jī)器人搭載加拿大公司CRIQ開(kāi)發(fā)的焊接主軸裝備組成,F(xiàn)ANUC M-900iA的高精度和重載能力可以穩(wěn)定地向攪拌頭施加的使攪拌針插入工件和保持?jǐn)嚢桀^軸肩與工件表面接觸的軸向壓力并保持精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)軌跡,從而保證焊接質(zhì)量。
機(jī)器人攪拌摩擦焊還適用于復(fù)雜曲面和軌跡的焊接。另一個(gè)案例是FANUC 最新的重載機(jī)器人M-900iB配合FANUC在美國(guó)的系統(tǒng)集成商PaB開(kāi)發(fā)的I-STIR主軸焊接包,該款焊接主軸可對(duì)X, Y軸上的力值進(jìn)行測(cè)量從而對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控,同時(shí)高精度的Z軸負(fù)載控制可保證高速焊接時(shí)的完美焊接。
視頻:FANUC M-900iB攪拌摩擦焊
http://v.qq.com/page/h/e/t/h01512tmcet.html
此外,通過(guò)FANUC Roboguide離線(xiàn)編程技術(shù),機(jī)器人可以在仿真環(huán)境下實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工件的焊接過(guò)程模擬及軌跡編程,從而大幅提高現(xiàn)場(chǎng)編程調(diào)試的效率及焊接軌跡編程的準(zhǔn)確性。