工程機械焊接工藝現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

劉全德

摘 要：焊接技術(shù)是工程機械制造中的關(guān)鍵技術(shù)，自誕生以來，一直受到很多學(xué)科最新發(fā)展的影響和引導(dǎo)，在新材料以及信息科學(xué)技術(shù)的影響下，出現(xiàn)了數(shù)十種焊接的新工藝，并且使得焊接工藝正從手工焊向自動焊以及智能化過渡。隨著自動化焊接技術(shù)的發(fā)展和新焊接工藝的研究與應(yīng)用，將進一步提高工程機械產(chǎn)業(yè)的制造水平。

關(guān)鍵詞：機械焊接；焊接工藝；發(fā)展趨勢

1 前言

隨著工程機械產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提升，結(jié)構(gòu)件的拼箱精度和焊接質(zhì)量逐漸成為焊接工藝研究重點之一。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)件的拼點方法一般為人工劃線，此種方式簡單易行，但劃線工作量大，生產(chǎn)效率低、受制于劃線人員的技能、熟練程度不同，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件拼點誤差較大、產(chǎn)品一致性較差，不利于后續(xù)工序自動化焊接的實施。針對這一問題，工程機械各企業(yè)都設(shè)計開發(fā)了適應(yīng)自身結(jié)構(gòu)件特點的拼點工裝，但一般來說設(shè)計較為簡單、精度較低，通用性較差。

2 工程機械焊接工藝現(xiàn)狀

2.1 焊接方法及其工藝現(xiàn)狀

焊接是一門重要的基礎(chǔ)工藝，雖然只有不足百年的歷史，但它的發(fā)展十分迅速，尤其是20世紀(jì)以來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，各種新的焊機技術(shù)應(yīng)運而生。目前，普遍采用的焊接方法有埋弧自動焊與CO2/MAG氣體保護焊。埋弧自動焊電流密度大，焊接時熔深大，焊接速度是手工電弧焊的5～6倍，焊縫外型美觀，焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，埋弧自動焊多用于中厚板長直焊縫或環(huán)焊縫。在工程機械結(jié)構(gòu)件焊接工藝中，采用自動（半自動）CO2氣體保護焊工藝約占70%左右（以重量計），氣體保護焊同樣具有埋弧自動焊電流密度大、焊接時熔深大的優(yōu)點，此外，它還采用了富Ar混合氣體，熔渣和飛濺很少，大大節(jié)省了清理時間，提高了生產(chǎn)效率。

2.2 焊接設(shè)備使用現(xiàn)狀

改革開放前，國內(nèi)工程機械結(jié)構(gòu)件的焊接主要采用的是在地板或焊接平臺上翻個的方式，生產(chǎn)效率低下，焊縫美觀度不足。改革開放以后，外資企業(yè)陸續(xù)在國內(nèi)設(shè)廠生產(chǎn)，帶來了新的焊接裝備，為我國焊接事業(yè)的發(fā)展帶來了新的契機。此后，國內(nèi)開始著手焊接變位機的研究與開發(fā)工作，使焊接變位機的使用逐漸普遍。隨著市場競爭的日益激烈，焊縫的外觀質(zhì)量成為用戶評價產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，而變位機的使用可以取得立焊、橫焊、仰焊等難以達到的效果，有效提高了焊接的質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效果和安全系數(shù)。

3 工程機械焊接技術(shù)水平發(fā)展分析

當(dāng)前，節(jié)能減排成為當(dāng)前社會經(jīng)濟發(fā)展的重要共識，推動工程機械焊接技術(shù)的節(jié)能降耗。目前，在焊接領(lǐng)域中，為有效提升焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量，采用了更為先進的焊接技術(shù)，例如二氧化碳氣體保護焊工藝，并對其進行持續(xù)更新，實現(xiàn)自動與半自動逆變二氧化碳氣體保護焊機與埋弧自動焊等先進工藝。其所具有的高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能等諸多特點，并在二氧化碳氣體保護半自動焊接基礎(chǔ)之上，通過對規(guī)則焊縫工藝水平的提升，進一步使其性能得到提升，推動了自動化與智能化焊接的發(fā)展。隨著焊接技術(shù)的進步，新的工藝正在不斷投入實踐中，有效提升了焊接工藝的質(zhì)量與水平。例如，采用脈沖氣體保護焊機配富Ar氣體的無飛濺焊接，提升了焊接部位的美觀性；利用雙絲氣體保護焊接，在降低焊接成本的同時，提升了焊接速度，保障了焊接質(zhì)量。未來的焊接技術(shù)發(fā)展，將會以中、大功率為發(fā)展的重要方向，實現(xiàn)焊接的智能化與自動化。

4 提升工程機械焊接設(shè)備發(fā)展分析

焊接技術(shù)的進步帶動了焊機的發(fā)展，焊接設(shè)備正在朝著高效、節(jié)能、環(huán)保等多方面發(fā)展。二氧化碳焊機與傳統(tǒng)的手工電弧焊接相比，在生產(chǎn)效率得到提升的同時，具有更低的生產(chǎn)成本，而且焊接出來的設(shè)備極具美觀性。焊接設(shè)備的發(fā)展將會以計算機技術(shù)為依托，實現(xiàn)自動化與智能化，利用焊接機器人代替人工操作，將極大節(jié)約人力資源成本，提升機械制造業(yè)整體科技水平的提升。針對于工程機械的特殊領(lǐng)域，利用焊接專機操作性更高，成本更低，有利于養(yǎng)護工作的進行。

5 我國工程機械焊接工藝技術(shù)的應(yīng)用趨勢

（1）機械焊接反變形工藝技術(shù)。在實際的焊接過程中，機械焊接反變形工藝技術(shù)是鋼結(jié)構(gòu)焊接期間的重要難題，具體包括以下幾種情況：橫向、縱向收縮變形和角變形、彎曲變形和波浪變形等。在實際的焊接過程中，如果遇到機械焊接變形的情況，可以使用機械焊接正反變形、機械焊接矯正工藝技術(shù)以及合理機械焊接技術(shù)等加以控制。對于殘余角變成方式的有效控制是，在機械焊接之前利用結(jié)構(gòu)性反彈變形焊接的方式加以解決。在實際的焊接過程中，對H型梁進行焊接期間，如果有翼緣板角變形的情況，那么在機械焊接之前利用反變形焊接方式進行矯正，有利于機械焊接工作效率的提高。

（2）利用低溫機械焊接工藝技術(shù)。依據(jù)相關(guān)實踐表明，在實際的鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中，如果出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)焊接事故，究其原因是低溫致使焊接條脆斷，尤其是在鋼結(jié)構(gòu)中焊接條缺陷的情況下，出現(xiàn)脆斷的事故更加嚴(yán)重。機械焊接質(zhì)量的好壞不是由機械焊接環(huán)境溫度決定的。針對低溫機械焊接進行有效分析，對焊機環(huán)境溫度以及預(yù)熱溫度的提高予以高度重視。同時，在實際進行異種鋼機械焊接期間要重視提前預(yù)熱，因為這是機械焊接質(zhì)量好壞的重要因素。

（3）利用機械焊接振動時效的工藝技術(shù)。利用機械焊接振動時效工藝技術(shù)是指，在實際的機械焊接過程中，采用的是振動時效焊接技術(shù)，通常利用外力振動的方法將工件的內(nèi)部產(chǎn)生周期性作用力，然后，通過作用力以及工件的余應(yīng)力進行有效疊加，進而產(chǎn)生的粘性力變化的過程。利用這個方式可以避免工件的內(nèi)部發(fā)生變形，使工件內(nèi)部的作用力處于平衡狀態(tài)，進而將工件材料的疲勞極限有效發(fā)揮，最終使工件材料的價值可以全面發(fā)揮。較為合理的振動數(shù)據(jù)變化對于焊機技術(shù)的處理效果具有重大意義。

6 結(jié)語

工程機械焊接工藝是構(gòu)成產(chǎn)品質(zhì)量保證體系的一個不可缺少的組成部分。通過不斷完善技術(shù)基礎(chǔ)文件的制定，并在產(chǎn)品制造過程有效地貫徹實施，達到有效提高焊接質(zhì)量的目的。通過研制從準(zhǔn)備工序、焊接到質(zhì)量監(jiān)控全部過程自動化的專用焊接專機，并實現(xiàn)焊接數(shù)據(jù)的信息化傳遞將為提高工程機械的焊接生產(chǎn)水平提供重要的裝備支撐，為工程機械焊接工藝的發(fā)展作出重大貢獻。

參考文獻：

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