在自动焊接中，焊枪必须准确跟随接缝位置。然而，实际工件很少完美无缺。板材可能弯曲，圆筒可能存在微小的圆度误差，而定位焊可能使接缝偏移。正因如此，通常需要配备焊缝跟踪系统。

焊缝跟踪可帮助焊接焊枪在焊接过程中识别并跟随接缝。它可以提高焊缝质量、减少返修工作，并使生产更加稳定。对于储罐、管道、压力容器和金属结构而言，这一点至关重要。

炬创提供工业生产定制化焊接自动化设备，包括纵缝焊机、环缝焊接系统、焊接操作机及自动焊接解决方案。在诸多项目中，可加装焊缝跟踪功能，以帮助设备应对实际工件的偏差。

什么是焊缝跟踪？

焊缝跟踪是一种控制方法，可帮助焊枪与焊接接缝保持对齐。系统会检测接缝位置，随后调整焊枪或焊接机头。

简而言之，它就像自动焊接系统的"眼睛"或"触觉"。若没有它，设备将沿固定路径运行；有了它，当接缝发生轻微偏移时，设备便可作出响应。

根据机器设计，焊缝跟踪系统可在单一方向、双向或更多维度上修正焊枪。该系统可应用于直缝、环缝、曲线焊缝及复杂焊接路径。

焊缝跟踪为何重要

即使采用优质夹具，存在一定偏差也属正常现象。例如，卷制圆筒可能并非绝对正圆。长板材可能存在微小边缘间隙。管道接缝在旋转过程中可能发生位移。此外，焊接时的热量会导致变形。

若焊枪未能跟随接缝，可能出现以下常见问题：

• 未熔合
• 焊缝不均
• 咬边过度
• 熔透不足
• 烧穿
• 飞溅过多
• 返工与报废

因此，焊缝跟踪并非高端选配。在许多场景下，它是保障焊缝质量、减少人工修正的实用手段。

激光焊缝跟踪焊接

激光焊缝跟踪焊接采用激光传感器在焊接点前方或附近扫描接缝。传感器读取焊缝形状与位置，随后将修正数据发送至控制系统。

该方法因精准高效而广受欢迎。它可检测接缝特征，如间隙、边缘位置、高度差及坡口形状。因此，激光跟踪在众多自动焊接系统中表现出色。

激光焊缝跟踪焊接常用于：

• 纵缝焊接
• 环缝焊接
• 储罐与容器焊接
• 管道焊接
• 机器人焊接
• 厚板坡口焊接

然而，激光传感器需保持清晰视线。若系统设计欠佳，强烈弧光、烟雾、飞溅及反光表面会影响其性能。因此，传感器位置、防护装置及软件滤波至关重要。

视觉引导焊接

视觉引导焊接采用摄像头与图像处理技术定位接缝。摄像头可在焊接前、焊接过程中或焊接工序间隙检测接缝。

当系统需识别工件特征、边缘、孔洞、标记或焊接路径时，该选项十分实用。它也可支持工件类型多变的柔性生产。

与激光跟踪相比，视觉系统可提供更广阔的工件视野。这有助于工件识别与路径修正。不过，视觉引导焊接效果同样取决于光照条件、表面状态、对比度及摄像头防护。

常用于以下场景：

• 机器人焊接引导
• 工件位置修正
• 多型号生产
• 焊接路径示教辅助
• 焊前接缝寻位

为获得稳定效果，系统应采用受控光照与强大的图像处理功能。在多尘或多烟的焊接区域，摄像头可能还需配备气体保护或安全安装位置。

电弧传感焊缝跟踪

电弧传感利用焊接电弧信号估算接缝位置。它不依赖摄像头或激光，而是通过读取焊枪移动时电流、电压或电弧行为的变化来工作。

该方法常用于电弧焊接工艺，尤其适用于接缝形状能使电弧信号产生明显变化的场景。它在坡口焊缝及部分厚板应用中颇具实用价值。

其主要优势在于电弧传感无需在焊接区域附近安装外部光学传感器。因此，它能更好地抵御粉尘、烟雾及飞溅的影响。

尽管如此，电弧传感仍有其局限性。对于超薄材料、细小焊缝、小电流焊接或信号变化微弱的接缝，其效果可能不甚理想。此外，它通常需要摆动动作来检测焊缝位置，这未必适用于所有产品。

如何选择合适的跟踪方式

最佳的焊缝跟踪方案取决于工件、焊接工艺及生产目标。并非所有工厂都通用同一答案。

当需要高精度且接缝形状可被清晰扫描时，激光焊缝跟踪通常是理想之选。它适用于众多自动焊缝焊接设备及机器人系统。

当系统必须识别工件、修正位置或应对型号变化时，视觉引导焊接颇具实用价值。在焊前需要更广阔视野的场景中，它同样能发挥作用。

对于某些重载电弧焊接作业，电弧传感不失为实用之选，尤其是在光学传感器难以防护的工况下。它可减少电弧附近的传感器硬件，但需匹配合适的接缝与工艺条件。

选型前，工厂应核查以下事项：

• 材料类型与表面状态
• 接缝形状与间隙变化
• 焊接工艺与电流范围
• 焊缝长度与路径类型
• 焊缝质量要求
• 烟雾、飞溅与光照条件
• 设备结构与焊枪可达性
• 数据记录需求
• 预算与维护技术能力

自动焊接系统中的焊缝跟踪

焊缝跟踪系统不应孤立选型。它必须与整机协同工作，包括焊接电源、运动控制、夹具、焊枪夹持装置、人机界面及安全系统。

例如，在纵缝焊机中，传感器可沿直线跟踪焊缝。在环缝焊接系统中，跟踪功能需在工件旋转时同步运作。在机器人工作站中，跟踪数据可实时修正机器人路径。

因此，系统集成至关重要。传感器必须输出有效数据，机器也必须实现平滑响应。

为何选择炬创

炬创专注于工业制造焊接自动化解决方案。其设备可为储罐、管道、压力容器、气瓶及其他金属工件提供定制化服务。

对于需要焊缝跟踪的项目，炬创可协助审查焊缝接头、选择合适的跟踪方式、集成传感器与控制系统、测试样品工件，并提供安装支持。这有助于客户构建不仅自动化程度高、且在实际生产中表现稳定的焊接系统。

结语

焊缝跟踪技术助力自动焊接系统应对实际工件的偏差问题。激光焊缝跟踪焊接精度突出。视觉引导焊接可实现灵活的工件寻位与路径修正。电弧传感在某些重载电弧焊接作业中颇具实用价值。

为获得最佳效果，跟踪方式应与焊缝接头、工艺、设备结构及生产环境相匹配。借助合适的焊缝跟踪系统，工厂可提升焊缝一致性、减少返工，并使自动焊接更易于控制。