本发明公开了一种焊接机器人用铝合金环轨制作的过程，涉及到铝合金加工技术领域，包括以下操作步骤：S1、选材，选用板状的铝合金，且铝合金厚度大于环轨宽度的5％；S2、外形切割，在切割时预留精加工余量；S3、轨道精加工，且精加工顺序为打孔、外圆加工、内圆加工和滚花；S4、时效处理；S5、表面第一次处理工艺；S6、表面第二次处理工艺；S7、水洗处理，将环轨浸泡在纯净水内，去除环轨的表面的钝化液；S8、打孔、攻丝及安装螺套。其能大大的提升铝合金材料的利用率，加工完成的环轨具有高温环境下稳定性高，环轨拼接精度高，

  (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 113695846 A (43)申请公布日 2021.11.26 (21)申请号 7.0 (22)申请日 2021.08.11 (71)申请人 中国核工业第五建设有限公司 地址 201500 上海市金山区石化龙胜路 1070号 (72)发明人 赵飞朱平程定富陈金强 姜飞 (74)专利代理机构 上海申新律师事务所 31272 代理人 林志豪 (51)Int.Cl. B23P 15/00 (2006.01) B25J 19/00 (2006.01) B23K 37/00 (2006.01) 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 (54)发明名称 一种焊接机器人用铝合金环轨制作的过程 (57)摘要 本发明公开了一种焊接机器人用铝合金环 轨制作的过程，涉及到铝合金加工技术领域，包括 以下操作步骤：S1、选材，选用板状的铝合金，且 铝合金厚度大于环轨宽度的5％；S2、外形切割， 在切割时预留精加工余量；S3、轨道精加工，且精 加工顺序为打孔、外圆加工、内圆加工和滚花； S4、时效处理；S5、表面第一次处理工艺；S6、表面 第二次处理工艺；S7、水洗处理，将环轨浸泡在纯 净水内，去除环轨的表面的钝化液；S8、打孔、攻 丝及安装螺套。其能大大的提升铝合金材料的利用 率，加工完成的环轨具有高温环境下稳定性高， 环轨拼接精度高，拼接端面重合性高，变形小，环 A 轨椭圆度小，表面耐磨性能好，保证了全位置设 6 备焊接过程质量的稳定性。 4 8 5 9 6 3 1 1 N C CN 113695846 A 权利要求书 1/1页 1.一种焊接机器人用铝合金环轨制作的过程，其特征是，包括以下操作步骤： S1、选材，选用板状的铝合金，且所述铝合金厚度大于环轨宽度的5％； S2、外形切割，在切割时预留精加工余量，经过两次切割后形成半圆形的铝半圈； S3、轨道精加工，且精加工顺序为打孔、外圆加工、内圆加工和滚花； S4、时效处理，时效温度为200±5℃，保温时间为10小时之后； S5、表面第一次处理工艺，包括表面喷丸处理和硬质阳极氧化处理； S6、表面第二次处理工艺，包括表面喷涂钝化液处理； S7、水洗处理，将所述环轨浸泡在纯净水内，去除所述环轨的表面的钝化液； S8、打孔、攻丝及安装螺套。 2.如权利要求1所述的焊接机器人用铝合金环轨制作的过程，其特征是，在S2中，经过 一次切割后形成粗加工环轨，需要对粗加工环轨进行去应力处理，且去应力处理温度为550 ℃，保温时间围为3小时。 3.如权利要求2所述的焊接机器人用铝合金环轨制作的过程，其特征是，在S2中，采用 线切割或者大型立式车床进行切割，从铝合金板的外部向内部切取不同直径的所述粗加工 环轨。 4.如权利要求1所述的焊接机器人用铝合金环轨制作的过程，其特征是，在S2中，所述 精加工余量具体为精加工内径小于所述铝半圈内径5mm，精加工外径大于所述铝半圈外径 5mm。 5.如权利要求1所述的焊接机器人用铝合金环轨制作的过程，其特征是，在S3中，打孔 过程为：在所述铝半圈端面加工定位销孔和组对螺栓孔，按照图纸要求做组对，形成完整 的环形轨道。 6.如权利要求5所述的焊接机器人用铝合金环轨制作的过程，其特征是，外圆工艺流程 为：将所述环形轨道安装在外圈工装夹具上来加工，进行外圈表面加工。 7.如权利要求6所述的焊接机器人用铝合金环轨制作的过程，其特征是，内圈工艺流程 为：将所述环形轨道安装在内圈工装夹具上来加工，进行外圈表面加工。 8.如权利要求7所述的焊接机器人用铝合金环轨制作的过程，其特征是，滚花过程为： 将所述环形轨道安装在所述外圈工装夹具上进行滚花，滚花使用切削滚花刀具。 9.如权利要求5所述的焊接机器人用铝合金环轨制作的过程，其特征是，在S5中，所述 表面喷丸处理包括：所述环形轨道表明上进行喷丸处理，喷砂粒度直径为0.1mm‑0.3mm。 2 2 CN 113695846 A 说明书 1/4页 一种焊接机器人用铝合金环轨制作的过程 技术领域 [0001] 本发明涉及到铝合金加工技术领域，具体为一种焊接机器人用铝合金环 轨制作 方法。 背景技术 [0002] 随着自动化焊接技术的持续不断的发展，轨道式焊接机器人在现场管道现场安 装方面 得到了广泛应用，但是由于焊接设备不一样，应用环境不同，不同设备 采用了不同的焊接轨 道机器人，对于不同的焊接小车，其轨道的截面形状、 截面尺寸、材质及配合的轨道焊接机 器人都不一样。核电站用轨道式焊接 机器人使用的环形轨道需要高精度、强度高，同时 承受摩擦、高温、海洋潮 湿耐蚀等恶虐环境，因此，对轨道质量发展要求很高。目前核电站用全 位置轨道 焊接机器人轨道依赖进口，轨道价格昂贵，制约着核电自动焊技术发展和应  用。 国内轨道焊接机器人配套的轨道适应性不强，无法在核电站主蒸汽、主 给水等核心系统焊 接设备上使用，主要是其加工工艺没办法保证环轨在高温  (200℃)环境下使用的稳定性，容 易发生变形；加工工序导致环轨连接处错 边较多，导致焊接机器人焊接质量下降，尤其是 对于主蒸汽、主给水核电核 心系统，设备的稳定性直接影响系统质量。 发明内容 [0003] 本发明的目的是提供一种焊接机器人用铝合金环轨制作的过程，用于解 决上述 技术问题。 [0004] 本发明采用的技术方案如下： [0005] 一种焊接机器人用铝合金环轨制作的过程，包括以下操作步骤： [0006] S1、选材，选用板状的铝合金，且所述铝合金厚度大于环轨宽度的5％； [0007] S2、外形切割，在切割时预留精加工余量，经过两次切割后形成半圆形  的铝半圈； [0008] S3、轨道精加工，且精加工顺序为打孔、外圆加工、内圆加工和滚花； [0009] S4、时效处理，时效温度为200±5℃，保温时间为10小时之后； [0010] S5、表面第一次处理工艺，包括表面喷丸处理和硬质阳极氧化处理； [0011] S6、表面第二次处理工艺，包括表面喷涂钝化液处理； [0012] S7、水洗处理，将所述环轨浸泡在纯净水内，去除所述环轨的表面的钝 化液； [0013] S8、打孔、攻丝及安装螺套。 [0014] 作为优选，在S2中，经过一次切割后形成粗加工环轨，需要对粗加工环 轨进行去 应力处理，且去应力处理温度为550℃，保温时间围为3小时。 [0015] 作为进一步的优选，在S2中，采用线切割或者大型立式车床进行切割， 从铝合金 板的外部向内部切取不同直径的所述粗加工环轨。 [0016] 作为优选，在S2中，所述精加工余量具体为精加工内径小于所述铝半圈  内径5mm， 精加工外径大于所述铝半圈外径5mm。 [0017] 作为优选，在S3中，打孔过程为：在所述铝半圈端面加工定位销孔和组 对螺栓孔， 3 3 CN 113695846 A 说明书 2/4页 按照图纸要求做组对，形成完整的环形轨道。 [0018] 作为进一步的优选，外圆工艺流程为：将所述环形轨道安装在外圈工装 夹具上进 行加工，进行外圈表面加工。 [0019] 作为进一步的优选，内圈加工过程为：将所述环形轨道安装在内圈工装 夹具上进 行加工，进行外圈表面加工。 [0020] 作为进一步的优选，滚花过程为：将所述环形轨道安装在所述外圈工装 夹具上进 行滚花，滚花使用切削滚花刀具。 [0021] 作为进一步的优选，在S5中，所述表面喷丸处理包括：所述环形轨道表 面进行喷 丸处理，喷砂粒度直径为0.1mm‑0.3mm。 [0022] 上述技术方案具有如下优点或有益效果： [0023] 本发明中，通过选用市场现有的铝合金板材，加工制造的全位置焊接设 备配套环 轨，该方法可以提高铝合金材料的利用率，加工完成的环轨具有高 温环境下稳定性好，环 轨拼接精度高，拼接端面重合性高，变形小，环轨椭  圆度小，表面耐磨性能好，保证了全位 置设备焊接过程质量的稳定性。 附图说明 [0024] 图1是本发明中焊接机器人用铝合金环轨制作方法的流程图； [0025] 图2是本发明中的环轨的结构示意图； [0026] 图3是本发明中的铝半圈的结构示意图； [0027] 图4是本发明中的粗加工环轨切割图。 [0028] 图5是本发明中的铝半圈拼接端面装配图。 [0029] 图中：1、环轨；2、组对螺栓孔；3、；4、母头；5、第一螺孔。 具体实施方式 [0030] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所 描述的实 施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中  的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有 其他实施例，都属于本发明保护的 范围。 [0031] 在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、 “左”、“右”、 “竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方 位或位置关系为基于附图所示的方位或位置 关系，仅是为了便于描述本发明 和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具 有特定的方位、以 特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现 术 语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗 示相对重要性。 [0032] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出 现术语“安 装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连 接，也可以是可拆卸连接，或一体 地连接；可以是机械连接，也可以是电连 接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相 连，可以是两个元件内部  的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上 述术语在本 发明中的具体含义。 [0033] 图1是本发明中的焊接机器人用铝合金环轨制作方法的流程图，图2是 本发明中 4 4 CN 113695846 A 说明书 3/4页 的环轨的结构示意图，图3是本发明中的铝半圈的结构示意图，图 4是本发明中的粗加工环 轨切割图，图5是本发明中的铝半圈拼接端面装配  图，请参见图1至图5所示，示出了一种焊 接机器人用铝合金环轨制作方法， 包括：包括以下操作步骤： [0034] [0035] S1、选材，选用板状的铝合金，且铝合金厚度大于环轨1宽度的5％； [0036] S2、外形切割，在切割时预留精加工余量，经过两次切割后形成半圆形  的铝半圈； 本实施例中，选用的是正方形铝合金板，首次切割后形成的是粗 加工环轨，然后再对粗加 工环轨进行切割，形成等分的两个半圆形的铝半圈。 [0037] S3、轨道精加工，且精加工顺序为打孔、外圆加工、内圆加工和滚花； [0038] S4、时效处理，时效温度为200±5℃，保温时间为10小时以上；可使 环轨1由于加 工过程积累内应力消除，形状趋于稳定状态，在后期高温环境  下使用时，仍然保证其形状 和性能。 [0039] S5、表面第一次处理工艺，包括表面喷丸处理和硬质阳极氧化处理； [0040] S6、表面第二次处理工艺，包括表面喷涂钝化液处理；采用表面第二次 处理工艺， 可以进一步的增加环轨1表面的耐腐蚀性，且钝化液加水调制至 PH值为4.3，浓度130g/L， 浸泡处理时间120‑300s。 [0041] S7、水洗处理，将环轨1浸泡在纯净水内，去除环轨1的表面的钝化液； [0042] S8、打孔、攻丝及安装螺套。可按照图纸要求对不同规格轨道相应位置 打孔，并进 行攻丝，攻丝完成安装螺套。安装螺套可以保护铝合金材料螺纹， 提高螺纹在频繁拆装情 况的使用寿命，同时提高环轨1使用寿命和维护周期。 本实施例中，环轨1为为两个相同的 半环形轨道(铝半圈)拼接而成，环轨  1上有均匀分布的第一螺孔5，半环形轨道两个端面为 配合的安装孔和螺纹 孔，如图2所示。安装孔和组队螺栓孔两侧各有一个定位孔，定位孔 (定位  销孔)采用3与母头4配合。环轨1材料采用90mm厚度7075‑T6铝合金 板进行加 工，能够降低环轨1材料成本和加工成本。 [0043] 进一步，作为一种较佳的实施方式，在S2中，经过一次切割后形成粗加 工环轨，需 要对粗加工环轨进行去应力处理，且去应力处理温度为550℃， 保温时间围为3小时。本实 施例中，切割完成后将粗加工环轨进行去应力热 处理，采用去应力处理，能够主要消除铝 合金板自身轧制过程及切割过程中 产生的内应力。 [0044] 进一步，作为一种较佳的实施方式，在S2中，采用线切割或者大型立式 车床进行 切割，从铝合金板的外部向内部切取不同直径的粗加工环轨。本实 施例中的粗加工环轨经 过再次切割后形成铝半圈。 [0045] 进一步，作为一种较佳的实施方式，在S2中，精加工余量具体为精加工  内径小于 铝半圈内径5mm，精加工外径大于铝半圈外径5mm。 [0046] 进一步，作为一种较佳的实施方式，在S3中，打孔过程为：在铝半圈端 面加工定位 销孔和组对螺栓孔2，按照图纸要求进行组对，形成完整的环形 轨道。热处理冷却后将粗加 工环轨切割为两个相同的半环形的铝半圈，将两 个半环形铝半圈的垂直端面加工定位孔 和螺纹孔，加工完成，将两个半环形  的铝半圈安装公母定位销，安装完成，将两个半圆形的 铝半圈对接，对接端 面如图5所示。拼接完成进行锁紧螺栓后形成环轨1(环形轨道)。按照 图3 铝半圈端面图进行精加工，加工过程为了保证加工精度，采用工装夹具对环 轨1进行 5 5 CN 113695846 A 说明书 4/4页 固定。 [0047] 进一步，作为一种较佳的实施方式，外圆加工过程为：将环形轨道安装 在外圈工 装夹具上来加工，进行外圈表面加工。 [0048] 进一步，作为一种较佳的实施方式，内圈工艺流程为：将环形轨道安装 在内圈工 装夹具上来加工，进行外圈表面加工。 [0049] 进一步，作为一种较佳的实施方式，滚花过程为：将环形轨道安装在外  圈工装夹 具上进行滚花，滚花使用切削滚花刀具。本实施例中的精加工主要 进行外圆、内圆、侧面、 均布定位销孔和组对螺栓孔2(打孔不攻丝)以及 外表面滚花处理，为了减小挤压滚花对环 轨1产生加工应力，采用机械切削 滚花刀具来加工。 [0050] 进一步，作为一种较佳的实施方式，在S5中，表面喷丸处理包括：环形 轨道表面进 行喷丸处理，喷砂粒度直径为0.1mm‑0.3mm。通过表面喷丸处理， 能够提高硬质阳极氧化处 理附着效果。硬质阳极氧化处理最大的目的是：提高 轨道各种各样的性能，包括耐蚀性、耐磨性、耐 候性、绝缘性及吸附性，具体工艺 为：除油、洗涤、碱蚀、洗涤、硬质阳极氧化处理、洗涤、封 闭、冲洗、干 燥，采用200‑250g/L硫酸溶液，时间为60‑90min，电流密度2.0‑4.0A/dm  ，阳2 极氧化厚度为40‑60um，完成后轨道表面硬度达到550HV。表面处理结 束后进行攻丝和安装 螺套，这样就完成环轨1加工。采用本发明中的方法制 作的轨道式焊接机器人配套轨道，可 以很好的保证环轨1的椭圆度、环轨1 对接面的错边量，与进口的轨道相比，性能达到进口 产品质量水平，同时， 缩短环轨1采购周期和价格，对于项目实施具备极其重大意义。 [0051] 以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及 保护范 围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书 及图示内容所作出的 等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含 在本发明的保护范围内。 6 6 CN 113695846 A 说明书附图 1/4页 图1 7 7 CN 113695846 A 说明书附图 2/4页 图2 图3 8 8 CN 113695846 A 说明书附图 3/4页 图4 9 9 CN 113695846 A 说明书附图 4/4页 图5 10 10

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