高端裝備制造對焊接材料的需求與挑戰

涂佳明 陳濤

摘 要：從現如今社會發展的各類產業結構上看，高端裝備制造業在新型產業領域中的重要性日益突出，在其發展的過程中，對本身性能較高的焊接材料的應用和發展產生一種比較強烈的需求。從國內的焊接材料品種上看，高端裝備在某些方便的應用程度明顯不夠，在一定程度上影響了高端裝備焊接技術的發展。本文主要對高端裝備制造對焊接材料的需求和挑戰方面進行了深入介紹和分析，并探討了其具體的焊接技術，僅供參考。

關鍵詞：高端裝備制造；焊接技術；焊接材料

中圖分類號：TG42 文獻標識碼：A

近年來，我國對高端裝備制造業的重視程度不斷提升，以順應市場經濟的發展需求。為了對制造業的發展方式進行改變和完善，需要對產業的核心技術進行有效的調整。高端裝備制造業是產業鏈進行的基礎與核心。在進行高端裝備制造的過程中，常常需要進行焊接作業，而這需要對焊接材料的性質和焊接技術提出較高的需求。其中高端裝備主要包括航空裝備，海洋工程裝備以及其他的智能化制造業等等。可見，只有先進的焊接技術加上高性能的材料，才能逐漸提升焊接的穩定性和高效性，同時也能夠更加逐漸順應市場的需求。

1 國內焊接材料和焊接技術的現狀與存在問題

從我國的焊接材料發展現狀上看，鋼鐵的產量逐年增加，成為鋼鐵大國。以鋼鐵的生產為主，焊接材料的增長率也得到了穩步提升。從焊接技術的發展上來看，以往我國的傳統焊接工程中主要采用的是手動焊接技術方法，在實際的應用中降低了裝備制造的效率。而近些年為了滿足高端裝備的制造需求，也對焊接技術進行了一定的改進。但是無論是焊接材料還是焊接技術雖然取得了一定的成績，但是從整體上看，焊接材料仍然存在著嚴重的問題，如焊接材料品種缺乏，裝備制造的配套型不完善等，焊接技術水平也依然低于世界先進水平。最終導致高端裝備制造質量的穩定性比較差，降低了其市場競優勢。

2 高端裝備制造對焊接材料和焊接技術的需求與挑戰

在高端裝備制造過程中，需要對焊接技術和焊接材料等兩方面進行深入介紹。現如今，從焊接材料的種類上進行分析，主要有低合金鋼，不銹鋼，鋁合金以及鈦合金等材料，這些焊接材料主要用于釬焊以及特征焊為主。從材料的技術形態上看，主要有絲狀、條狀以及帶狀等等。從這些因素上可以看出，高端裝備制造工程對于焊接材料的相關技術指標要求比較嚴格，同時其復雜性也比較突出。需要對材料的技術性能指標進行明確和保證。通常情況下，材料的技術性能指標需要達到一定的穩定性和高效性，這樣才能保證焊接材料達到相關技術標準。

高端裝備制造對焊接材料的技術性能也提出了一定的挑戰，首先，在研發方面，焊接材料技術發展中所面臨的最大挑戰就是焊接材料的成分、組織以及性能之間關系的處理。其次，在實際的材料生產制備中，所面臨的技術挑戰主要有三點：①高端裝備制造原材料和輔助材料的質量需要進行嚴格把關。②制高端裝備制造焊接技術和相應的焊接裝備性能也是不可忽視的重要因素。③由于焊接材料的系統性比較強，因此焊接材料制備技術的研究非常重要，不容忽視。每一個焊接技術環節都應該嚴格按照相應的標準來進行。其中包括焊條大壓力壓涂技術，潤滑劑匹配技術以及燒結焊劑的造粒技術等等。從比較典型的拉絲工藝上看，國內的研究所受到的影響因素較多。為了對拉絲工藝進行優化，需要選擇科學合理的配潤滑劑，以及拉絲的制定工藝等等。④在焊接材料和焊接技術的質量控制方面也面臨著一定的挑戰。具體來說可以從兩個方面來闡述：第一，現如今，信息化和智能化技術比較發達，但是從焊接技術的控制方面來看，在線質量檢測技術的落后現象比較嚴重，焊接技術檢測還只是停留在對幾何尺寸進行檢測，深入程度不夠。所以，在實際的工作中，對于焊絲的應力以及變形的情況等方面還無法進行詳細地檢測。第二，焊接材料的工藝性對于焊接技術的發展也提出了較高的要求，但是焊接技術中涉及到的焊接工藝參數和材料的質量無法達到相關的標準，不能從本質上對焊接功能和材料工藝進行解釋，可見，焊接工作的質量控制方面還不健全，亟待改善。

3 高端裝備制造的新型焊接技術

3.1 活性化焊接技術。活性化焊接能很好的克服普通TIG焊方法熔深淺、對材料成分敏感的缺點。與普通TIG焊方法相比，相同的焊接參數，活性劑能使熔深增加200%～300%，焊接時間減少50%，焊接效率提高2-6倍，焊接成本也相應減少，在高端裝備制造的焊接作業中能夠發揮很好的作用。

3.2 高速焊接技術。高效焊接技術一直是高端裝備制備焊接技術的重點發展方向，目前已經取得了一些成就，例如熔化極等離子弧焊接技術，這種技術綜合了熔化極氣體保護焊和等離子弧焊的優點，非常適宜鋁鎂等輕金屬及合金的焊接。在焊接薄板時，可以實現高速焊，例如對2mm鋁板，焊接速度可達3000mm/min；對于厚板連接，其熔敷效率高，參數范圍廣，焊接過程穩定。由于等離子弧對接頭區的充分清理作用，焊縫中氣孔缺陷明顯較少，尤其適合在高端裝備這種對焊接質量要求較高的焊接作用中使用。

3.3 智能化與自動化焊接技術。高端裝備制造離不開自動化焊接技術，對其需求越來越強烈，自動化焊接技術不但可以大幅度提高焊接效率，還可以保證焊接質量。尤其是近些年針對高精度、多品種和小批量產品的需求增加，柔性化加工單元及技術逐漸被重視。具有初步人工智能的加工單元能夠實現自動生成焊接軌跡、焊接參數、焊槍姿態等，并能進行動態仿真。對于大型裝備的焊接結構，也可以實現自動導引焊接機器人進入焊縫起點、自動焊縫對中、自動保證焊縫熔透和成形。

結語

現如今，高端裝備制造對焊接材料合焊接技術所提出的要求越來越高。為了提升高端裝備制造的高效性和穩定性，需要對焊接材料的性能以及相關的焊接技術工藝進行完善，國家應該加大對焊接材料優化的投入力度，逐漸形成一種自主研發和獨立生產的模式和體系，并積極研發新的焊接技術。從目前我國的焊接技術和材料生產的相關技術方面看，高端裝備制造技術仍然面臨著諸多挑戰，所以，需要抓住機遇，迎接挑戰，在實際的工作中提升其焊接材料和技術的研發力度，提高我國高端裝備制造業的發展水平。

參考文獻

[1]杜兵.焊接材料現狀及在重大裝備中的應用[J].機械制造文摘（焊接分冊），2012（04）.

[2]杜兵.高端裝備制造對焊接材料的需求與挑戰[J].機械制造文摘（焊接分冊），2011（03）.