自動化焊接設(shè)備在工程機(jī)械制造中的運(yùn)用策略

魏林凱

摘 要：隨著當(dāng)今工程機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展，自動化焊接設(shè)備也開始得到了廣泛應(yīng)用。但是因為自動化焊接設(shè)備對于技術(shù)的要求很高，所以在通過該設(shè)備進(jìn)行工程機(jī)械的制造過程中，其具體的應(yīng)用策略也越來越受到制造企業(yè)的關(guān)注。為了讓自動化焊接設(shè)備能夠在工程機(jī)械制造中得以良好應(yīng)用，以此來實現(xiàn)其技術(shù)優(yōu)勢的充分發(fā)揮，本文就對該機(jī)械設(shè)備的具體應(yīng)用策略進(jìn)行了分析。希望通過本次的分析，可以為自動化焊接設(shè)備的應(yīng)用以及工程機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展提供一定幫助。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械 機(jī)械制造 自動化焊接設(shè)備

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動化焊接設(shè)備及其工藝技術(shù)開始被應(yīng)用到了工程機(jī)械的制造過程中，通過該技術(shù)的應(yīng)用，不僅有效提升了工程機(jī)械的制造效率和質(zhì)量，同時也讓制造過程更具安全性。因此，在具體的工程機(jī)械制造過程中，企業(yè)應(yīng)注重該設(shè)備與技術(shù)的合理應(yīng)用，使其優(yōu)勢得以充分發(fā)揮。

2 雙絲自動化焊接設(shè)備分析

在工程機(jī)械的制造中，雙絲自動化焊接設(shè)備的用途十分廣泛，比如裝載機(jī)動臂、前車架、后車架、動臂衡量、搖臂、鏟斗、挖掘機(jī)動臂、油箱、主平臺、履帶梁、X型架、斗桿、挖斗、推土機(jī)平衡梁、后轎廂、翼板、臺車架、松土器、泵車料斗、臂架、支撐臺、回轉(zhuǎn)臺等的這些中厚板焊接中，雙絲自動化焊接設(shè)備就十分適用。雙絲自動化焊接設(shè)備是近年來所發(fā)展的一種焊接設(shè)備，通過該設(shè)備進(jìn)行厚板的焊接，可有效提升大焊縫熔敷效率[1]。比如，在通過船形焊進(jìn)行焊接的過程中，其大焊縫的熔敷效率可以達(dá)到160-220g/min，相當(dāng)于普通焊接熔敷效率的二倍。此類焊接設(shè)備除了具有非常高的焊縫熔敷效率之外，也比傳統(tǒng)焊接設(shè)備有著很多其他的優(yōu)勢，第一，在增加熔敷效率的基礎(chǔ)上，此類設(shè)備依然可以讓熱輸入保持在一個較低的水平。第二，此類設(shè)備在應(yīng)用過程中的熱影響區(qū)域比較小，熱變形區(qū)域也比較小。第三，此類設(shè)備在焊接過程中所產(chǎn)生的飛濺非常少。第四，此類設(shè)備在進(jìn)行焊接中的氣孔率很低。

雙絲自動化焊接設(shè)備的主要組成部分是完全獨(dú)立的兩個微電腦控制增強(qiáng)形式的電源。具體工作中，其焊絲分為兩路，每一路的焊絲都單獨(dú)工作，且兩路焊絲使用的是同一個噴嘴。但是由于形成的熔池不同，所以兩路焊絲并不會出現(xiàn)互相干擾情況。焊接過程中，操作人員可借助于焊接參數(shù)示數(shù)以及編程的優(yōu)化來為焊接機(jī)器人提供指導(dǎo)，使其自動完成焊接工作[2]。

3 自動化焊接設(shè)備在工程機(jī)械制造中的具體應(yīng)用分析

為了進(jìn)一步分析自動化焊接設(shè)備在工程機(jī)械制造中的具體應(yīng)用策略，本次以某機(jī)械制造廠的裝載機(jī)動臂制造工藝改進(jìn)為例，對雙絲自動化焊接設(shè)備在工程機(jī)械制造中的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析。以下是具體情況：

3.1 焊接工藝改進(jìn)之前的情況

在對該制造項目的焊接工藝進(jìn)行改造之前，原來的焊接工藝為傳統(tǒng)形式的單絲焊接，且大多的動臂焊縫都是通過手工焊接的形式在地面上進(jìn)行單絲焊接，不僅工作效率非常低，而且焊接過程也并不穩(wěn)定，焊縫成形效果很差，且焊縫接頭數(shù)量很多，很容易在承受荷載時由于應(yīng)力集中而斷裂。以下是改進(jìn)之前的單絲焊接工藝參數(shù)，見表1。

3.2 焊接工藝改進(jìn)之后的情況

考慮到改進(jìn)之前的焊接效率和焊接質(zhì)量問題，在本次改進(jìn)中，將雙絲自動化焊接機(jī)器人應(yīng)用到了具體的制造工藝中，其具體的改進(jìn)情況如下：

3.2.1 焊縫質(zhì)量情況

在本次焊接工藝改進(jìn)中，將雙絲自動化焊接設(shè)備應(yīng)用到具體的制造工藝中。具體焊接時，將動臂板和動臂衡量之間的主焊縫按照兩道來進(jìn)行劃分，使其外表足夠光滑，成形足夠美觀，從而有效解決了手工焊接過程中的三層八道焊接所造成的明顯過渡痕跡問題，提升了焊縫的表面光滑度[3]。同時，因為表面足夠光滑，所以焊縫表面在受力情況下也會保障應(yīng)力的均勻分布，避免重力集中點(diǎn)的形成，這樣就可以有效保障焊縫質(zhì)量，并實現(xiàn)其使用壽命的進(jìn)一步提升。

在通過雙絲自動化焊接機(jī)器人進(jìn)行焊接的過程中，焊槍擺動更具穩(wěn)定性，焊絲的伸長量也可以保持均勻，這樣就可以讓整個焊接過程都保持穩(wěn)定，避免各種外部因素對焊縫質(zhì)量的不利影響，同時也可以進(jìn)一步降低焊接工藝對于技術(shù)人員的技術(shù)要求，并在此基礎(chǔ)上有效保障焊接質(zhì)量。由于手動焊接過程中很容易受到各種的外界因素所影響，所以焊絲的伸長量以及焊接速度等都很可能因外部影響而出現(xiàn)較大偏差，而雙絲自動化焊接機(jī)器人的應(yīng)用就可以有效避免此類問題的產(chǎn)生。在通過該設(shè)備進(jìn)行動臂的主焊縫焊接過程中，每一道焊縫的接頭數(shù)量都只有一個，且所有的接頭均為標(biāo)準(zhǔn)接頭形式，相比較傳統(tǒng)手工焊接中三層八道焊縫、每個焊縫接頭數(shù)量2-4個、總接頭數(shù)量16-32個而言，自動化焊接設(shè)備的應(yīng)用可有效避免應(yīng)力集中情況所導(dǎo)致的接頭損壞情況，可在很大程度上提升機(jī)械設(shè)備的荷載力，消除焊縫中的質(zhì)量問題，實現(xiàn)焊接質(zhì)量的顯著提升[4]。

3.2.2 焊接效率情況

在該工程機(jī)械制造企業(yè)通過雙絲自動化焊接機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用來對焊接工藝進(jìn)行改進(jìn)之后，其主要的工藝參數(shù)，見表2。

通過與改進(jìn)之前的工藝參數(shù)對比可以發(fā)現(xiàn)，在條件相同的情況下，相比較傳統(tǒng)的手動單絲焊接而言，雙絲自動化焊接設(shè)備的應(yīng)用使其焊接效率實現(xiàn)了顯著提升。但是通過具體的實踐研究發(fā)現(xiàn)，改進(jìn)前后的焊接效率提升情況遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些。在通過傳統(tǒng)的手動單絲焊接方式進(jìn)行動臂焊接的過程中，除了接近28分鐘的純焊接時間外，準(zhǔn)備工作還需要更長的時間，其中包括尋找位置的時間以及動臂反轉(zhuǎn)的時間等，所以這種焊接方式所用的總時間大約為60分鐘。而雙絲自動化焊接設(shè)備在具體焊接中的準(zhǔn)備工作時間很少，只有13.9分鐘的時間，所以在該設(shè)備的應(yīng)用過程中，所用的總時間大約為30分鐘。由此可見，在將自動化焊接設(shè)備應(yīng)用到工程機(jī)械制造工藝中之后，其工作效率幾乎提升了一倍。

4 雙絲自動化焊接設(shè)備在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用策略分析

4.1 焊接特性的合理應(yīng)用

焊接過程中，首先應(yīng)注意做好焊接順序、參數(shù)、電弧穩(wěn)定性等的控制。為有效避免兩個同相位電弧之間的互相干擾，通常會借助于脈沖形式的MIG/MAG方法進(jìn)行焊接，兩電弧應(yīng)交替燃燒。在這樣的情況下，就需要借助于一個協(xié)同控制裝置來進(jìn)行梁電源電流輸出波形之間相位差的控制，使其一直保持在180°。其次應(yīng)注重焊接參數(shù)的最佳設(shè)置，以此來避免脈沖電弧短路或者是焊接中的飛濺情況產(chǎn)生。在結(jié)束了焊接工作之后，兩焊絲可以單獨(dú)停機(jī)，也可以同時停機(jī)。

4.2 多機(jī)共用

具體應(yīng)用中，可通過完全獨(dú)立的兩臺增強(qiáng)型電源來供電，并通過不通過的微電腦控制器來進(jìn)行控制，每一臺都具備獨(dú)立的送絲裝置，可以單獨(dú)進(jìn)行操作和控制。具體應(yīng)用中，可借助于同步器對這兩臺單機(jī)進(jìn)行同步控制，以保障焊接速度和質(zhì)量。在開始焊接時，可借助于同步裝置來對雙絲進(jìn)行精準(zhǔn)過渡，以此來保障焊接的穩(wěn)定性。通過兩焊絲的單獨(dú)抽送，可有效提升焊接速度，減少熱輸入，降低飛濺，以此來獲得更好質(zhì)量的焊縫[5]。

4.3 一體化焊槍的應(yīng)用

在通過雙絲自動化焊接設(shè)備進(jìn)行工程機(jī)械的制造過程中，焊槍導(dǎo)電嘴應(yīng)足夠緊湊，通過該獨(dú)特結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，可分別將兩路的焊絲精準(zhǔn)送入到兩個導(dǎo)電嘴內(nèi)，以此來保障電流的安全可靠。通過一體化焊槍的合理應(yīng)用，可有效提升引弧系統(tǒng)的可靠性，讓電弧更加穩(wěn)定，進(jìn)而獲得良好的焊縫。

4.4 設(shè)備的具體操作

在通過雙絲自動化焊接設(shè)備進(jìn)行工程機(jī)械的制造過程中，每一臺獨(dú)立電源至少需要通過30個以上的連續(xù)性調(diào)節(jié)參數(shù)來進(jìn)行控制，并借助于同步器來達(dá)到電源之間的協(xié)調(diào)工作效果，使其在整個焊接過程中都可以同步工作。借助于焊接機(jī)器人的控制面板或者是遙感器，可進(jìn)行相應(yīng)焊接數(shù)據(jù)的輸入，以此來完成預(yù)先設(shè)定好的焊接工作。具體焊接過程中，邏輯菜單可以通過顯示屏不斷刷新，識別和操作都十分便利。

5 結(jié)語

綜上所述，自動化焊接設(shè)備的應(yīng)用可以讓工程機(jī)械制造效率和質(zhì)量都得以顯著提升。因此在當(dāng)今的工程機(jī)械制造企業(yè)技術(shù)與設(shè)備的改革過程中，應(yīng)注重自動化焊接設(shè)備的科學(xué)改進(jìn)。通過這樣的方式，才可以使其優(yōu)勢得到更加充分的發(fā)揮，以此來促進(jìn)工程機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域的良好發(fā)展，滿足當(dāng)今社會對于工程機(jī)械的實際應(yīng)用需求。

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