0引言

　　铝制板翅式散热器具有散热效率高、重量轻、结构轻巧简洁，抗腐蚀能力强等特点。在工程机械、航空航天、风电、核电、船舶、机车等领域广泛运用并且发展迅速。铝合金板翅式散热器一般包含以下几部分：散热器组件、钢架组件、电机或马达、风扇等。最主要的是散热器的质量要求较高，普通产品主焊缝质量要求为ISO 10042一D级，在航空航天、核电、机车及船舶的产品焊缝等级为ISO 10042一C级或B级，其焊缝必须严格按照要求进行检验。

　　目前国内各生产厂家为了稳妥，铝制板翅式散热器焊缝基本采用手工TIG、MIG焊接，在焊接过程中经常出现焊缝质量不稳定，焊缝外观不均匀，焊接效率低，费时费工，且工人劳动强度大影响了产品质量的稳定性，制约了焊接进度，拖延了产品制造周期。

　　为了减少上述影响焊缝质量的因素，开展了对焊接机器人设备的市场调研，查阅相关焊接机器人设备资料以及焊接机器人在铝制产品中的运用实例，认为可将铝制板翅式散热器的氩弧焊缝采用焊接机器人焊接，并且保证焊缝一致性、稳定性。

l焊接机器人试验技术要求

　　1)铝制板翅式散热器的主焊缝对接可以看成是板板对接形式，为了保证焊缝质量，需要将对接间隙控制在2 mm以内，焊接机器人有记忆储存功能，以利于同一产品焊缝的焊接。

　　2)为了精确定位焊缝的位置，减轻工人劳动强度，减少焊接变形等因素，焊接机器人可焊接轨迹能进行3600来回多层多道焊接。

　　3)机器人焊接铝制板翅式散热器尺寸规格为：800 mm×750 mm×94 mm以内，并且我厂待焊处坡口角度通常是45。(单边坡口)，钝边为2mm，其坡口采用数控铣床切割，待焊缝表面必须干净。

2焊接机器人试验大纲确定

　　为了稳固提高焊缝质量和提高生产效率，经过多方调研，整个焊接机器人工作站由机器人、控制柜、焊机、变位机组成。机器人部分选用日本生产的MOTOMAN—MH6型；焊机部分为奥地利的Fronius公司生产的TransPuIs Synergic 4000型焊机；变位机部分为永红公司与某公司联合研发的设备。

　　试验大纲要求主要有以下几点：

　　1)铝制板翅式散热器材料：6061、3003、3A21、4343。

　　2)焊接材料：ER4343或ER5356，直径为书1．2mm。氩气纯度I>99．99％。

　　3)焊接设备：TransPuIs Synergic 4000型焊机，MOTOMAN—MH6型焊接机器人，SYGX一001型焊接变位机。

　　4)铝制板翅式散热器焊缝坡口为单边坡口，钝边通常是2 mm，其接头形式如图1所示。

3试验件焊接

　　根据铝制板翅式产品结构特点及产品压力要求进行试验件焊接，试验件为现场正常产品XXX一171A，其产品压力为2．1 MPa，产品厚度为94 rain，槽板厚度为8 mm，单边坡口6 X450，在焊接过程中焊接参数为：送丝速度8．0 m／min一8．5 m／min，焊枪行走速度为450 mm／min，焊接后进行焊缝外观检查(目视)，无焊接缺陷见图2所示。

    将产品进行压力交变循环试验，其试验规范满足ISO 10771—1《液压动力一金属压力容器疲劳试验》。试验设备为高压交变试验台，试验要求见表1，表2为压力交变结果，图3、4为压力交变状态及曲线。

　　压力循环交变试验后将产品进行焊缝内部检查，其熔深为4 mm一4．5 mm，焊缝内部无明显的焊接缺陷，其焊缝截面如图5、6所示，图7为采用MJ一40X放大镜观察焊缝内部情况，从图片中可以看出内部无焊接裂纹、气孔等缺陷。

　　从上述的试验过程及图片分析：焊接机器人单层焊熔深可以达到4 Inln～4．5 mm；焊缝在2．6 MPa的压力循环下达到30万次以上焊缝无变形、泄漏；焊缝外观及内部无焊接缺陷，其焊缝质量满足试验件规定要求。

　　为了验证焊接机器人单层焊焊缝的最大强度，焊接了1套XXX一925C产品进行爆破试验。其主焊缝焊接参数为：送丝速度为8．2 m／min，焊枪行走速度为400 ram／rain，采用水压式爆破进行考核，设备为实验室爆破试验台。其爆破曲线如图8所示，失效位置见图9所示，图10为主焊缝熔深情况。

　　从上面的爆破试验得出：单层焊熔深为4 mm～4．5 mm，主焊缝内部无焊接缺陷(目视检验)；当爆破压力达到10．22 MPa时，失效位置为芯体发生泄漏，主焊缝无变形及失效。

　　将6 mm槽板与槽板对焊后对焊缝进行爆破考核(该6 mm为内腔为弧形槽板，尺寸为400 mm×45 mm×62 mm)，槽板坡口为4×450，焊接前将待焊工件表面清理干净(化学清理或机械清理)，焊接后采用手工TIG焊进行焊缝手口，其考核结果及图片见图11、12、13、14所示。

　　从爆破的试验结果可以得出：当送丝速度为8．5 m／rain，焊枪行走速度为500 mm／min时，主焊缝熔深可达到4．5 mm左右，主焊缝发生失效，其强度为11．07 MPa，满足压力设计在2．5 MPa以内的产品采用单层焊即可满足要求。

　　机器人焊接与手工11G焊效率对比，在采用焊接机器人时，同样的批量产品XXX一106单层焊时，单套产品机器人焊接需要时间为3 min一4 min；而手工TIG焊接所要时间为7 min一8 min，所有产品是单层焊时，机器人焊接的效率是手工TIG焊的2倍左右。当产品是双层焊时，由于焊接机器人单层焊熔深可达到4 mm一4．5 mm，可替代手工双层焊并满足产品设计要求，而手工ⅡG焊单层焊熔深为2 mm一2．5 mm左右，因此，焊接双层焊产品时，焊接机器人的焊接效率是手工r11G焊的效率3倍以上(MSR一171A产品，焊接机器人焊接5 min一6 min；手工TIG焊接15 min一20 min)，并且采用焊接机器人焊接后，焊缝质量较手工ⅡG焊稳定，还可以降低工人的劳动强度。

4结论

　　采用焊接机器人时，当送丝速度为7．0 m／min～8．5 m／min，焊枪速度为350 mm／min～500 mm／min，焊缝可采用单层焊替代双层焊，单层焊熔深可达到4．0 lain一4．5 lnln，焊缝外观及内部无焊接缺陷；2)采用焊接机器人焊接铝制板翅式散热器焊接间隙≤2 mln时可实现批量焊接，并且质量稳定；3)当产品气密压力≤2．5 MPa，槽板厚度≤8 m／n时，主焊缝可采用焊接机器人一次焊接成型；4)铝制板翅式散热器采用焊接机器人焊接时，若产品是单层焊，其焊接效率是手工TIG焊的2倍；当产品是双层时，机器人焊接效率是手工TIG焊的3倍以上，并可大大降低工人的劳动强度。