淺析工程機械焊接工藝現狀與發展趨勢

黃麗娟

摘 要：焊接是一種新興的綜合工藝技術，隨著焊接技術在國民經濟中作用的日益顯著，其先進程度已經成為一個國家工業化水平的重要標志。工程機械產品中焊接結構件較多，焊接結構件的優劣直接影響著產品的質量和使用性能。為了適應市場需求，應對激烈的市場競爭，工程機械制造廠商不斷優化設計參數，利用先進的生產工藝和設備，提高焊接質量與效率，不斷提高市場競爭力。該文對工程機械焊接工藝現狀與發展趨勢進行了探討，以供參考。

關鍵詞：工程機械 焊接技術 CO2氣體保護焊 埋弧焊 發展趨勢

中圖分類號：TG45 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0063-01

以焊接業為主導的生產廠利用先進的工藝和設備大大提高了焊接質量與效率，降低了焊接成本，提高了市場競爭力，使企業獲得了良好的經濟效益。高效、節能的焊接技術利用率高，典型的方法有CO2氣體保護焊和埋弧焊等，這些技術方法投資回收期較短，可以有效降低焊材消耗，對于創建節約型社會具有重要的促進作用。

1 工程機械焊接工藝現狀

1.1 焊接方法及其工藝現狀

焊接是一門重要的基礎工藝，雖然只有不足百年的歷史，但它的發展十分迅速，尤其是20世紀以來，隨著科學技術的不斷進步，各種新的焊機技術應運而生。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，焊接質量穩定可靠，埋弧自動焊多用于中厚板長直焊縫或環焊縫。在工程機械結構件焊接工藝中，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、焊接時熔深大的優點，此外，它還采用了富Ar混合氣體，熔渣和飛濺很少，大大節省了清理時間，提高了生產效率。

1.2 焊接設備使用現狀

改革開放前，國內工程機械結構件的焊接主要采用的是在地板或焊接平臺上翻個的方式，生產效率低下，焊縫美觀度不足。改革開放以后，外資企業陸續在國內設廠生產，帶來了新的焊接裝備，為我國焊接事業的發展帶來了新的契機。此后，國內開始著手焊接變位機的研究與開發工作，使焊接變位機的使用逐漸普遍。隨著市場競爭的日益激烈，焊縫的外觀質量成為用戶評價產品質量的重要指標之一，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量，提高了生產效果和安全系數。

隨著人類對能源的需求越來越大，世界能源危機日益突出，與能源相關的制造業也開始尋求自動化焊接技術，在這樣的背景下，焊接機器人逐漸嶄露頭角。機器人有著人工無法取代的優勢，它可降低企業成本、提高產品品質和精度、通用性強、工作效率高、速度快、穩定可靠，可以工作長達10～15年，自動化水平極高。焊接機器人改善了工人的勞動條件，節約了人力成本，提高了生產效率，使制造企業獲得良好的經濟效益。焊接機器人廣泛應用于汽車、工程機械、通用機械、金屬結構和兵器工業等行業，工程機械行業所擁有的弧焊機器人占30%僅次于汽車制造行業的37%。海關數據統計顯示，2014年上半年我國工業機器人進口數量規模達到34714臺，同比增長92%，遠超過預期50%左右的增長速度。而2014年我國制造業機器人密度達到35臺/萬人，仍然遠低于制造業發達國家水平，低于世界平均水平58臺，這說明工業機器人在我有著巨大的市場空間。

2 工程機械焊接工藝發展趨勢

2.1 工程機械焊接技術發展趨勢

當前高效節能的CO2氣體保護焊工藝在工程機械行業焊接工藝中的自動化程度還不是很高，工程機械廠在推進CO2焊接工藝的同時，還要積極進行技術改造，在能源危機的背景下，大力推廣低成本自動焊，采用自動（半自動）逆變CO2氣體保護焊機和埋弧自動焊等節能、優質、高效的焊接工藝，在CO2氣體保護半自動焊接基礎上，加大自動焊接對規則焊縫進行焊接的使用面，推進自動化焊接的發展。隨著焊接技術的飛速發展，新的工藝方法不斷涌現，如脈沖氣體保護焊機配富Ar氣體的無飛濺焊接，焊縫成型美觀；雙絲氣體保護焊接是由奧地利Fronius公司開發的最新的高速MGA焊接系統，它的最大優勢在于焊接速度高且焊縫成型美觀，且其成本低于埋弧焊，具有廣泛的應用前景。未來電阻焊接技術則以中、大功率為主要研究內容及發展方向，電磁兼容技術將在焊接設備中得到推廣應用，自動化焊接技術將得到長足發展。

2.2 工程機械焊接設備發展趨勢

近年來，隨著科學技術的進步，焊接設備得到了長足的發展，我國的焊接設備正向自動化、智能化、高效、節能、環保的方向發展。CO2焊機生產效率高，與手工電弧焊接相比，其生產效率要高出數倍，且其節電顯著、生產成本低，焊縫成形美觀，具有高效、節能的優點。有調查顯示，我國生產的焊機以手工電弧焊機為主，約占焊機總量的80%左右，而僅有一小部分為CO2焊機，焊機產品結構單一、產品種類較少，且焊機的自控及數化程度有待提高。未來宜大力發展逆變式焊接電源和自動、半自動焊機、CO2焊機。

專用焊接成套設備、焊接機器人、輔助機具等將是未來發展的重點方向。采用焊接機器人或著焊接專機來代替焊工進行操作，改善了工人的勞動條件，節約了人力成本，提高了生產效率，可以獲得較好的焊縫質量。機器人代替人類從事重復性勞動工作，是未來提升制造業生產效率與產品質量的必然趨勢，同時也是勞動成本日益增加的企業轉型之道。但焊接機器人，只是機械手，它本身并不能獨立完成工作，還需要變位機、專用夾等設備的配合組成焊接機器人工作站，從而提高焊接質量和工作效率，實現文明生產。自動焊接專機是針對某一類型工程機械開發的降成本自動化設備，與焊接機器人相比，焊接專機具有操作簡便、易于維護保養等優點，且設備可靠性高、使用費用低，越來越受到人們的青睞，將是焊接設備未來發展的重要方向。

3 結語

我國正處于改革發展和經濟轉型升級的關鍵時期，工業化發展到一定程度以后，國家工業經濟的增長在很大程度上將取決于工藝水平及裝備。高效、節能、環保、安全、可靠將是未來工程機械發展的重要趨勢。我國焊接技術一方面要不斷研制新的焊接方法及焊接設備，同時還要不斷提高焊接的自動化水平，實現焊機程序控制、數字控制，推廣和擴大焊接機器人、專用焊機的使用，改善焊接安全條件、提高焊接生產效率，實現經濟效益的最大化。我們要銳意進取，抓住機遇，采用新技術、新裝備，努力促進焊接技術的進步與發展，為我國經濟的發展做出應有的貢獻。

參考文獻

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