船舶龍骨作為船體承重的核心構(gòu)件，承擔(dān)著傳遞船體重量和抵御航行阻力的關(guān)鍵作用，其焊接質(zhì)量直接決定船舶的航行安全和使用壽命。船舶龍骨多采用厚壁高強(qiáng)度鋼焊接，焊縫需具備優(yōu)異的抗疲勞性能和耐海水腐蝕能力，焊接過(guò)程對(duì)工藝穩(wěn)定性要求嚴(yán)苛。安川機(jī)器人憑借大負(fù)載作業(yè)能力和精準(zhǔn)的焊縫跟蹤技術(shù)，成為船舶龍骨焊接的核心裝備，能高效完成龍骨與肋板的角接、龍骨分段的對(duì)接等復(fù)雜焊縫作業(yè)。氬氣作為焊接保護(hù)的關(guān)鍵介質(zhì)，其供給穩(wěn)定性直接影響焊縫金屬的純凈度，而傳統(tǒng)供氣模式的粗放特性，不僅造成氬氣大量浪費(fèi)，還可能因保護(hù)不充分導(dǎo)致焊縫出現(xiàn)缺陷。WGFACS省氣設(shè)備針對(duì)安川機(jī)器人船舶龍骨焊接場(chǎng)景專(zhuān)項(xiàng)研發(fā)，節(jié)氣率達(dá)40%-60%，實(shí)現(xiàn)保護(hù)氣精準(zhǔn)供給與成本控制的雙重突破。
船舶龍骨焊接的工藝特性，讓傳統(tǒng)供氣模式的弊端充分暴露。龍骨焊接以厚壁鋼材的多層多道焊為主，安川機(jī)器人需在不同焊接層道間切換，從打底焊的小電流慢走速轉(zhuǎn)為填充焊的大電流快走速，熔池體積和保護(hù)范圍隨參數(shù)調(diào)整而顯著變化。傳統(tǒng)恒流供氣系統(tǒng)采用固定流量輸出，打底焊時(shí)多余氬氣從熔池兩側(cè)逸散；填充焊和蓋面焊時(shí)為避免高溫熔池被空氣侵入，操作人員常刻意提高流量，未參與保護(hù)的氬氣直接流失。船舶龍骨焊接的工件體積龐大，機(jī)器人在工位間轉(zhuǎn)移、工件翻身調(diào)整的間隙較長(zhǎng)，氬氣持續(xù)供給造成的無(wú)效消耗占比很高，部分船廠(chǎng)的氬氣利用率不足五成。
WGFACS省氣設(shè)備與安川機(jī)器人的協(xié)同能力，源于對(duì)船舶龍骨焊接工況的深度適配，無(wú)需改動(dòng)機(jī)器人原有焊接程序或加裝額外檢測(cè)部件，就能實(shí)時(shí)捕獲焊接電流、電壓、焊槍姿態(tài)角、起弧收弧信號(hào)等核心參數(shù)。內(nèi)置的船舶龍骨焊接工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，涵蓋不同噸位船舶的龍骨鋼材規(guī)格、板厚及焊接層道對(duì)應(yīng)的供氣參數(shù)，經(jīng)大量龍骨焊接工況訓(xùn)練的智能算法，能快速識(shí)別當(dāng)前焊接階段和工藝需求，計(jì)算出最低保護(hù)氣流量，響應(yīng)速度完全匹配安川機(jī)器人的作業(yè)節(jié)奏。
在龍骨焊接的全流程中，WGFACS的動(dòng)態(tài)控氣技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)落地。焊接龍骨打底焊道時(shí)，安川機(jī)器人采用小電流慢速焊接工藝，設(shè)備檢測(cè)到電流信號(hào)后，將氬氣流量調(diào)至適配的較低范圍，形成緊貼熔池的致密氣罩，防止根部焊道氧化；進(jìn)入填充焊階段，機(jī)器人電流逐步提升至穩(wěn)定區(qū)間，設(shè)備同步將流量升至對(duì)應(yīng)水平，以足量氣體覆蓋擴(kuò)大的熔池區(qū)域；蓋面焊時(shí)，機(jī)器人電流回落至適中水平，設(shè)備隨之微調(diào)流量，確保焊縫表面成型美觀(guān)且無(wú)氧化變色。這種與焊接層道、電流參數(shù)聯(lián)動(dòng)的配氣模式，徹底改變傳統(tǒng)“一刀切”的粗放供氣方式。
針對(duì)船舶龍骨焊接的間隙耗氣問(wèn)題，WGFACS設(shè)計(jì)了場(chǎng)景化智能管控策略。當(dāng)安川機(jī)器人完成一道焊道焊接，攜帶焊槍移動(dòng)至下一作業(yè)位置時(shí)，設(shè)備檢測(cè)到焊槍姿態(tài)變化且無(wú)焊接電流輸入，立即切斷主供氣回路，僅保留極少量氣流維持噴嘴內(nèi)部正壓，防止空氣進(jìn)入污染噴嘴和導(dǎo)電嘴；當(dāng)機(jī)器人抵達(dá)新工位并完成焊槍姿態(tài)調(diào)整，接收到起弧準(zhǔn)備信號(hào)時(shí)，設(shè)備提前極短時(shí)間恢復(fù)對(duì)應(yīng)流量，確保起弧瞬間熔池就處于有效保護(hù)中。龍骨分段焊接過(guò)程中，若出現(xiàn)工件吊裝調(diào)整等長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，設(shè)備檢測(cè)到機(jī)器人待機(jī)超過(guò)設(shè)定時(shí)間后，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉供氣閥門(mén)，重啟時(shí)快速加載預(yù)設(shè)參數(shù)，從根源減少停機(jī)期間的氬氣消耗。
船舶建造行業(yè)對(duì)建造質(zhì)量和成本控制的雙重追求，推動(dòng)著焊接技術(shù)向高效節(jié)能方向升級(jí)。安川機(jī)器人與WGFACS省氣設(shè)備的協(xié)同應(yīng)用，精準(zhǔn)匹配了船舶龍骨焊接的動(dòng)態(tài)供氣需求，既解決了傳統(tǒng)供氣模式的氬氣浪費(fèi)痛點(diǎn)，又通過(guò)穩(wěn)定的保護(hù)氣供給保障了焊縫質(zhì)量，符合船舶建造的嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)。其良好的設(shè)備兼容性和便捷的安裝調(diào)試特點(diǎn)，意味著船廠(chǎng)無(wú)需對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行大規(guī)模改造，就能快速完成部署并發(fā)揮效益。在船舶建造行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇、節(jié)能降耗要求日益提高的背景下，這種協(xié)同方案為船舶龍骨焊接的高質(zhì)量、低成本生產(chǎn)提供了切實(shí)可行的路徑，具備廣泛的行業(yè)推廣價(jià)值。
