劉志誠，康輝民，劉厚才，歐陽普仁，崔正杰，段良輝

（1.湖南科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，湖南 湘潭 411100；2.江南工業(yè)集團(tuán)有限公司數(shù)控加工分廠，湖南 湘潭 411207）

中厚板因其強(qiáng)度較大，韌性較好，被廣泛應(yīng)用在船體、壓力容器、建筑結(jié)構(gòu)等許多工程領(lǐng)域，但因所需面積過大不能一次性鍛壓成型，且板件的厚度較大，需對(duì)坡口進(jìn)行多層多道焊以此來相互拼接，但多層多道焊會(huì)導(dǎo)致焊接變形并影響工件的尺寸精度。同時(shí)，受人工焊接效率低、工作強(qiáng)度大、難度高、工作環(huán)境惡劣等諸多因素的影響，亟需開發(fā)新的焊接工藝[1]。而隨著現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的興起，利用機(jī)器人代替人工進(jìn)行自動(dòng)化焊接已成為必然的趨勢(shì)[2-3]，故國內(nèi)外學(xué)者對(duì)此展開了比較深入的研究。如Zhang 等[4]開發(fā)了一個(gè)用戶自定義的路徑布局模型，以實(shí)現(xiàn)多層多道焊接的示教離線編程。但這種多層多道焊接路徑將使得工件整體受熱不均，易發(fā)生焊接變形。因此，張華軍[5]通過把焊道排布由正向順序焊接改為交叉焊接，以此來保持焊接過程中零件受熱的對(duì)稱性，以減少因受熱不均而導(dǎo)致的變形。在此基礎(chǔ)上，鄭銀湖等[6]通過對(duì)比正向順序焊接、交叉焊接以及反向順序焊接的焊道排布順序，得出反向順序焊接變形量最小結(jié)論。另外，在焊道截面擬合方面，傳統(tǒng)多層多道焊道采用菱形和梯形截面擬合的方式進(jìn)行擺焊[7]，雖然可以減少焊道排布的數(shù)量，但相比單一的直線焊，在一定程度上使得單條焊道的熱量堆積更大[8-9]。因此，胡嘯等[10]在焊接菱形截面焊道時(shí)，為防止工件過熱，采用非擺動(dòng)焊接方式，而對(duì)梯形截面的焊道依舊采用擺動(dòng)焊接方式以保證焊道的平整度。

需要指出的是，無論是擺動(dòng)焊還是直線焊，其焊道設(shè)計(jì)都是采用從下往上的逐層逐道堆積，由此導(dǎo)致前期的焊接熱量無法有效散發(fā)，大量堆積在工件下部，從而引起工件變形。針對(duì)這一問題，本文提出了一種新的V 形焊層堆積方法。即根據(jù)坡口形狀，將焊道呈V 字形排布在坡壁上，以分散焊道的熱量堆積，同時(shí)將空間平行軌跡和空間輪廓軌跡的特性綜合應(yīng)用在V 形坡口焊道軌跡的優(yōu)化設(shè)計(jì)上，在規(guī)避機(jī)器人發(fā)生碰撞的同時(shí)，使每個(gè)焊層軌跡連續(xù)，且方便機(jī)器人離線編程。這樣既能夠有效避免傳統(tǒng)焊接機(jī)器人因人工示教不準(zhǔn)而導(dǎo)致漏焊或焊道軌跡不連續(xù)的缺陷，又能夠有效減少機(jī)器人焊接時(shí)的起弧和熄弧次數(shù)，提高焊接精度和工作效率。

1 V 形坡口路徑規(guī)劃模型

傳統(tǒng)面向V 形坡口的多層多道焊的填充策略是如圖1a）所示的逐層逐道堆積焊接，其焊道類型依次分為打底焊、填充焊、蓋面焊3 類。因其焊接軌跡由下而上且相互堆疊，致使焊接熱量不能有效散發(fā)而聚集在工件底部，從而導(dǎo)致坡口容易發(fā)生熱變形。

為了改善圖1a）逐層逐道焊接時(shí)熱量聚集的缺陷，根據(jù)V 形坡口的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將焊道呈V 形排布在坡壁上，從而使得焊道的熱量能夠得到有效散發(fā)的同時(shí)，避免了焊接熱量的局部堆積，并能夠有效減少工件的變形量。其焊道分布如圖1b）所示。

首先根據(jù)兩塊板材在V 形坡口的實(shí)際尺寸和焊接強(qiáng)度的要求下，初始確定打底焊的高度hd[11]，但為了能準(zhǔn)確的確定圖1b）中所有V 形焊層焊道的位置和焊道層數(shù)，需通過特定的等腰三角形截面對(duì)坡口截面進(jìn)行劃分，焊道截面的大小則由三角形的有效個(gè)數(shù)進(jìn)行擬合。坡口z軸方向所能容納的三角形層數(shù)n則為填充焊道層數(shù)nw以及焊道位置分布在做好計(jì)算的理論依據(jù)，具體計(jì)算過程如下：

因?yàn)楹傅莱蔞 形對(duì)稱分布，且在傳統(tǒng)方式中，第2 層一般所能容納焊道個(gè)數(shù)為兩條，所以將打底焊道寬度wd的一半長(zhǎng)度設(shè)為三角形底邊長(zhǎng)度，同時(shí)三角形高度為hd/2。此時(shí)三角形層數(shù)n為

若n不為整數(shù)，則n取小于等于本身的整數(shù) [n]。于是，其修整過后打底焊的高度為

式中H為鋼板厚度。

修整后打底焊道的寬度為

則每層V 型焊層的填充高度為

若將蓋面焊層的高度等效為最頂部一層三角形。則通過除去蓋面焊層（占一層）和打底焊層（占兩層），填充焊層的實(shí)際層數(shù)nw為

2 V 形焊層的軌跡規(guī)劃設(shè)計(jì)

在填充焊層數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)上，為了實(shí)現(xiàn)每層焊道軌跡的連續(xù)性，避免傳統(tǒng)焊道軌跡采用示教編程導(dǎo)致漏焊和軌道不準(zhǔn)確的缺陷，需要構(gòu)建每層焊道的解析表達(dá)式。為此，根據(jù)V 形坡口的截面特征，結(jié)合空間平行往復(fù)軌跡和空間輪廓偏執(zhí)軌跡的可達(dá)性，對(duì)V 形焊層進(jìn)行軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)。

而在軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)中，無論是空間平行往復(fù)軌跡還是空間輪廓偏置軌跡，一方面都需要通過V 形坡口截面的4 個(gè)輪廓點(diǎn)來規(guī)劃截面的投影軌跡，以此作為總體軌跡規(guī)劃的基礎(chǔ)；另一方面對(duì)兩種軌跡的選取，取決于板材的長(zhǎng)度、厚度、V 形坡口的寬度等實(shí)際特征。即當(dāng)V 形坡口具有深、窄、長(zhǎng)等特征時(shí)，因機(jī)器人末端執(zhí)行器在V 形截面的底部，易受空間位置的限制，其空間位姿調(diào)整極為困難，軌跡的設(shè)計(jì)需要盡可能減少機(jī)器人末端執(zhí)行器的位姿調(diào)整；同時(shí)焊接過程的焊接熱需要快速消散，以免熱量聚集，引起零件的焊接變形。而空間輪廓偏置軌跡沿長(zhǎng)度方向的單條焊道以及第一條焊道和第二條焊道之間的間隔時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，焊接熱量能夠得到有效散發(fā)，因此能滿足焊接要求。而當(dāng)V 形坡口具有淺、寬、短等特征時(shí)，機(jī)器人末端執(zhí)行器的空間位姿調(diào)整相對(duì)方便，沿V 形截面軌跡的單條焊道軌跡耗時(shí)較長(zhǎng)，熱量能夠得到充分散發(fā)，但此時(shí)坡口前后端會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間熱量不均而導(dǎo)致橫向變形，所以坡口總長(zhǎng)度較短的情況下，坡口前后端的焊接時(shí)間間隔較短，故利用空間平行往復(fù)軌跡在軌道變換過程中機(jī)器人末端執(zhí)行器的空間位姿調(diào)整相對(duì)簡(jiǎn)單、引入誤差少、控制精度高的特點(diǎn)，來滿足焊接精度要求。下面將介紹兩種空間軌跡方程的設(shè)計(jì)過程。

2.1 輪廓點(diǎn)的選取及截面投影軌跡設(shè)計(jì)

如圖2 所示，為確定截面投影軌跡4 個(gè)輪廓點(diǎn)的坐標(biāo)位置，以坡口底部前端點(diǎn)o為坐標(biāo)系原點(diǎn)建立工作坐標(biāo)系，其中x軸沿著坡口走向，z軸此時(shí)位于坡口角平分線處。

圖2 輪廓點(diǎn)的選取Fig.2 Selection of contour points

當(dāng)焊道位于第i焊層時(shí)(2 ≤i≤nw)，其投影軌跡的4個(gè)輪廓點(diǎn)在yoz平面上的坐標(biāo)位置依次為：Pi1(yi1,zi1)、Pi2(yi2,zi2)、Pi3(yi3,zi3)、Pi4(yi4,zi4)，且：

顯然，Pi1、Pi2與Pi3、Pi4相對(duì)于z軸對(duì)稱。

于是，截面投影軌跡的路徑點(diǎn)從yoz平面上看，其起弧點(diǎn)位于Pi1，經(jīng)Pi2、Pi3、Pi4這4 個(gè)輪廓點(diǎn)，構(gòu)成第i層的截面投影軌跡。其計(jì)算公式為：

2.2 空間平行往復(fù)軌跡

若已知圖1 中沿V 形坡口x軸方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，填充焊道的高度為h′。設(shè)焊道的熔寬為w，焊道間距d=2w/3，則

式中a為x軸方向上所能容納的焊道數(shù)。

取小于自身的整數(shù)為 [a]。則修正過后的焊道熔寬為

以焊道高度h′和熔寬w′為依據(jù)，通過二次回歸線方程[12]得出對(duì)應(yīng)的焊接參數(shù)，并求出修整過后的焊道截面S′。則此時(shí)焊接速度=S·Vw/S′。

進(jìn)一步，以第2 層焊道為例，并結(jié)合截面投影軌跡4 個(gè)輪廓點(diǎn)的坐標(biāo)位置和熔寬w′，可求得焊道沿x軸方向的偏移量。于是，該焊道在xoy平面的投影如圖3a）所示。同時(shí)，依據(jù)焊道高度h′、熔寬w′、V 形坡口高度H、焊道層數(shù)n等參數(shù)，可求得V 形坡口空間平行往復(fù)軌跡蓋面焊的關(guān)鍵點(diǎn)Pg1的坐標(biāo)為而另一坐標(biāo)點(diǎn)Pg2則關(guān)于z軸對(duì)稱。此時(shí)，蓋面焊道在xoy平面的投影如圖3b）所示。

圖3 空間平行往復(fù)軌跡Fig.3 Space parallel reciprocating trajectory

2.3 空間輪廓偏置軌跡

由于空間輪廓偏置軌跡相比于平行往復(fù)軌跡更加注重空間上的對(duì)稱性，故在進(jìn)行軌跡解析式求解時(shí)，首先將坡壁上的每條直線焊道擬合成梯形（由3 個(gè)三角形組成），如圖4 中點(diǎn)Pij1的位置所示。

圖4 空間輪廓偏置軌跡焊道排布Fig.4 Weld bead layout of spatial contour offset trajectory

再結(jié)合焊道層數(shù)n，可得出每層側(cè)壁所能容納的焊道圈數(shù)ac為

需要指出的是，由于單條焊道實(shí)際所占有效面積為2 個(gè)三角形，且第2、3層焊層底部的有效面積如圖4 中的虛線框出，則第2、3層底部分別可容納2、1 條直線焊道。現(xiàn)以第2層焊道軌跡為例。根據(jù)圖2 可知：截面投影軌跡有4個(gè)輪廓點(diǎn)，其中靠近坡口頂部的兩點(diǎn)為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，靠近底部的兩點(diǎn)為過渡點(diǎn)。則圖5a）中每圈輪廓的軌跡由兩個(gè)過渡點(diǎn)的中點(diǎn)oij為起點(diǎn)，順時(shí)針依次經(jīng)過Pij2、Pij1、其中第j圈的pij1相對(duì)第一圈的偏移距離為：Δxj=2(j-1)w′/3，由此可求出側(cè)邊焊道最末圈過渡點(diǎn)的坐標(biāo)為：piac2(xiac2,yiac2,ziac2)，piac3(xiac3,yiac3,ziac3)，以及對(duì)應(yīng)的偏移點(diǎn)。則每層的底部焊道起點(diǎn)坐標(biāo)為填充長(zhǎng)度為

圖5 空間輪廓偏置軌跡Fig.5 Spatial contour offset trajectory

通過填充長(zhǎng)度ΔLid，可得到偏移點(diǎn)oid。但由于第2層底部需要兩道直線焊，所以需從oid的左側(cè)為起點(diǎn)，右側(cè)為終點(diǎn)進(jìn)行直線焊。

而對(duì)于第3層以上的所有焊層，此時(shí)兩個(gè)過渡點(diǎn)重合，焊層底端有效面積為3 個(gè)三角形，如圖4 中第4 層焊層底部虛線框出，且有效面積是單條焊道的3/2倍，此時(shí)底端焊接速度，可以利用式（15）得到由到oid的直線焊，再由空間輪廓偏置軌跡填補(bǔ)整個(gè)焊層。

對(duì)于蓋面層焊接軌跡，同樣采用平面輪廓偏置軌跡的方法進(jìn)行焊接。由于之前焊層有部分缺失，所以為了能夠填滿坡口，蓋面焊道的有效面積得設(shè)為2.5 個(gè)三角形，如圖4 中Pgj2的位置虛線框出，此時(shí)蓋面焊的焊接速度。為求解蓋面焊的輪廓軌跡，當(dāng)已知的坐標(biāo)時(shí)，根據(jù)z軸的對(duì)稱性可以求出其對(duì)稱點(diǎn)pgj2，其中pgji表示蓋面焊第j圈的第i點(diǎn)。蓋面焊每圈的pgj1相比pg11的偏移量為： Δxj=2(j-1)w′/3，Δyj=。偏移距離ΔLij如式（13）所示，可求出pgj1，pgj2沿著x軸的偏移點(diǎn)。若n為偶數(shù)，則焊接圈數(shù)為nw-1圈。若n為奇數(shù)，則焊接圈數(shù)為nw-2圈，同時(shí)外加一條直線焊，圖5b）中所示為當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)的蓋面焊輪廓偏置軌跡。

2.4 三角形層數(shù)n 的奇偶性分析

無論是哪種填充焊軌跡，由于三角形層數(shù)n的奇偶特性關(guān)系，為了提高焊接效果，填充焊層的第nw、nw-1層的焊接路徑需做些許的改動(dòng)：

1） 若n為奇數(shù)，第nw層的焊道截面一定為高，寬的大三角形，如圖6a）所示,輪廓點(diǎn)由pnw1，pnw2(pnw3)，pnw4這3 點(diǎn)組成，無論是對(duì)于空間平行往復(fù)軌跡還是空間輪廓偏置軌跡，都可直接采用直線焊填補(bǔ)，并通過調(diào)整焊接速度，使與前焊層底端焊接速度一致即可，該層起弧點(diǎn)為pnw2(pnw3)。

圖6 n 的奇偶性分析示意圖Fig.6 The parity analysis of n

2） 若n為偶數(shù)，如圖6b）中的左圖所示。其中第nw層的焊道截面為高，寬的小三角形，且與第nw-1層截面組合成高，寬的大三角形。但在實(shí)際焊接過程中，為了達(dá)到焊接效果，可通過拓寬第nw層焊道為等腰梯形，如圖6b）右圖所示。此時(shí)，第nw層路徑改為平面擺焊，擺焊起弧點(diǎn)為(0,0,znw1)，焊槍擺幅為R=-m，m為考慮熔池形狀的修正因子，一般為2 ～ 3 mm。而此時(shí)對(duì)于第nw-1層，與當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)的第nw層焊接操作一致。

綜上所述，空間輪廓偏置軌跡相比于空間平行往復(fù)軌跡而言，不僅在焊接坡口時(shí)能左右對(duì)稱，同時(shí)也能兼顧工件上下以及前后的受熱對(duì)稱，以此解決空間平行往復(fù)導(dǎo)致的橫向變形。因此，空間輪廓偏置軌跡相對(duì)空間平行往復(fù)軌跡更加適用于坡口較深，板件較厚的情況。

但在實(shí)際工業(yè)焊接軌跡中，為避免多段直線連接處尖角所導(dǎo)致的突變和沖擊，兩種軌跡都可選擇B 樣條曲線或圓弧曲線等進(jìn)行圓滑過渡[15]，軌跡優(yōu)化后如圖7 所示。

圖7 總體焊接軌跡Fig.7 Overall welding trajectory

3 焊槍傾角規(guī)劃

在焊道填充中，由于坡口底部的焊道深度大、空間較小、可達(dá)性較差。所以在軌跡規(guī)劃時(shí)，為了避免頻繁的計(jì)算焊槍傾角，通過對(duì)極端情況下的焊槍姿態(tài)進(jìn)行約束，來避免焊槍發(fā)生碰觸，具體設(shè)計(jì)過程如下:

如圖8 中第2、3 層焊道底端的極端位置所示，圖中深藍(lán)色線為已焊的焊道外輪廓線lb， 紅色線為焊炬的外輪廓線lr。

圖8 焊槍碰壁模型示意圖Fig.8 Model of the welding gun hitting the wall

此時(shí)坡壁的傾角為90° -θ/2：設(shè)在進(jìn)行第2層焊接時(shí)，焊炬傾角為θs，焊炬半徑為r，則焊炬中心線ls的方程為

此時(shí)直線lr的方程為

當(dāng)處于第2層焊道時(shí)，直線lr與lb的極限交點(diǎn)為圖中的黑點(diǎn)1 ， 該點(diǎn)在yoz平面的坐標(biāo)為從而可進(jìn)一步求出此時(shí)直線lr的傾角為。為了避免碰撞，需要焊槍在第2焊層時(shí)左邊的焊槍傾角θ1＞，則右邊的傾角為180°-θ1。

當(dāng)焊層在第3層及以上時(shí)，由于空間偏置軌跡的對(duì)稱性且空間較為狹小，在底部焊道完成后進(jìn)行輪廓偏置軌跡時(shí)，需保證焊槍不碰觸到沿z軸對(duì)稱的焊道。此時(shí)直線的方程為

4 仿真分析

4.1 仿真結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建

為了驗(yàn)證上述理論的正確性，選用待焊工件的尺寸長(zhǎng)200 mm、寬150 mm、厚40 mm 的低碳鋼板，V 形坡口角度為60°，如圖9 所示。

圖9 待焊鋼板尺寸Fig.9 Dimensions of steel plates to be welded

首先用Solidworks 對(duì)工件以及焊層進(jìn)行三維建模，然后通過Hypermesh 軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并將其導(dǎo)入到Simufact welding 6.0 中進(jìn)行仿真分析。其中母材、焊縫以及焊絲材料均采用Q345 鋼，對(duì)應(yīng)牌號(hào)為S355J2G3。

4.2 熱源模型和焊接參數(shù)的選擇

焊道熱源參數(shù)如表1 所示。對(duì)于填充焊道，為了便于比較，空間平行往復(fù)軌跡的焊接參數(shù)在空間輪廓偏置軌跡的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整。令空間輪廓軌跡焊道尺寸的熔寬為6.48 mm、余高4.99 mm。則空間平行往復(fù)軌跡通過調(diào)整后的焊道尺寸為熔寬6.45 mm、余高4.99 mm，兩者參數(shù)相差不大，可采用同一參數(shù)。實(shí)驗(yàn)過程中的焊接參數(shù)，均采用二次回歸方程進(jìn)行計(jì)算和選取。在仿真過程中，為了便于觀察焊接完成后的變形量，只對(duì)其中一塊鋼板進(jìn)行裝夾固定，以便觀察另外一塊鋼板的變形量。

表1 熱源模型參數(shù)及焊接參數(shù)的選擇Tab.1 Selection of parameters for the heat source model and welding parameters

4.3 仿真結(jié)果分析

在保證焊接參數(shù)一致的條件下，通過對(duì)比空間平行往復(fù)軌跡、空間輪廓偏置軌跡、以及傳統(tǒng)多層多道焊接方式之間的焊接變形量（分別標(biāo)為方案1、方案2、方案3），由圖10 所示的仿真結(jié)果可知，各方案的變形量如表2 所示。

表2 各方案焊接仿真變形量Tab.2 Deformation of welding simulation for each scheme

圖10 仿真焊接變形量Fig.10 Simulation of welding deformation

由于焊接件結(jié)構(gòu)的原因，x軸方向的變形量相對(duì)z、y軸而言可忽略不計(jì)[16]，則從圖10 和表2 可知，焊接后的變形量在y、z軸方向的降低都非常明顯。與方案3 相比，方案1 在z軸上的變形量減少42.3%，在y軸方向的變形量減少了34.2%；方案2在z軸方向上的變形量減少了51.7%，在y軸方向的變形量減少了60.8%。

4.4 試驗(yàn)結(jié)果分析

為了進(jìn)一步驗(yàn)證方法的可行性，焊接試驗(yàn)采用了FANUC M-20iA 工業(yè)機(jī)器人以及Phoenix 552 plus XR 焊機(jī)。焊接試驗(yàn)平臺(tái)如圖11 所示。

圖11 焊接試驗(yàn)平臺(tái)Fig.11 Platform for welding test

選用待焊工件的尺寸為100 mm×100 mm×20 mm 的Q345 鋼板，V 形坡口角度為60°，并對(duì)距離坡口底端50 mm 處做好標(biāo)記。所采用的焊絲為?1.2 mm ER50-6，保護(hù)氣體為80%Ar + 20%CO2，氣體流量為15 L/min。焊接參數(shù)如表3 所示。

表3 試驗(yàn)焊接參數(shù)Tab.3 Parameters for test welding

焊接試驗(yàn)結(jié)果如圖12 和表4 所示，與方案3 相比，方案1 在z軸上的變形量減少了37.3%，在y軸方向的變形量減少了5%；方案2 在z軸方向上的變形量減少了49.3%，在y軸方向的變形量減少了47.5%?？梢姺桨? 在實(shí)際情況中，在y軸方向上的變形相對(duì)較大。

表4 各方案焊接試驗(yàn)變形量Tab.4 Deformation for each welding test scheme

圖12 試驗(yàn)焊接變形量Fig.12 Deformation of Test Welding

該試驗(yàn)結(jié)果一方面驗(yàn)證了前述通過V 形焊層堆積方式可以減少工件焊接變形的理論論述。另一方面，方案1 與方案2 在z軸方向上的變形量相比，方案2 的變形量比方案1 少29.4%；在y軸方向上，方案2 的變形量要比方案1 少44.7%；進(jìn)一步證明方案1 的焊接熱量在V 形坡口的前端更容易集中堆積，不便于散發(fā)，從而導(dǎo)致坡口發(fā)生較為明顯的橫向變形。所以方案2 相對(duì)于方案1 來說，不僅在空間上更具對(duì)稱性，而且在坡口較寬處的散熱特性更好，更有利于降低前后端的焊接變形，但從編程和操作效率上來說，方案1 相對(duì)方案2 簡(jiǎn)單且直觀。

因此，在實(shí)際焊接過程中，考慮到方案1 焊槍位姿的可調(diào)性，故可以根據(jù)V 形坡口的尺寸特性，綜合考慮焊接變形量和焊接效率，可交替使用空間平行往復(fù)軌跡和空間輪廓偏置軌跡。前期坡口較窄，可采用空間平行往復(fù)軌跡，后期坡口較寬，為了減少前端大量熱量堆積可采用空間輪廓偏置軌跡。

5 結(jié)論

本文主要介紹了一種面向中厚板V 形坡口的新型多層多道焊接方法，并對(duì)該方法從理論上進(jìn)行了深入闡述，建立了兩種方法的軌跡解析方程和焊槍傾角偏置方程；同時(shí)應(yīng)用仿真軟件將兩種方法與傳統(tǒng)焊接方法進(jìn)行了對(duì)比分析，得出了以下結(jié)論：

1）根據(jù)坡口形狀，采用V 形焊層的焊接方式相對(duì)于傳統(tǒng)的逐層堆積方式，散熱效果更好，在y、z軸方向的變形量均有顯著降低。

2）通過在y、z軸方向變形量的仿真分析與試驗(yàn)計(jì)算，得出空間輪廓偏置軌跡優(yōu)于空間平行往復(fù)軌跡的結(jié)論。

3）空間平行往復(fù)軌跡在軌道變換過程中焊槍的空間位姿調(diào)整相對(duì)簡(jiǎn)單、引入誤差少、控制精度高，更適合具有坡口較窄、長(zhǎng)度較短等特征的V 形坡口；而空間輪廓偏置軌跡更加適用于坡口較寬，長(zhǎng)度較長(zhǎng)的情況。