焊接自動化技術發展情況分析

馬國兵

摘?要：焊接是一種以加熱、高溫或者高壓等形式對金屬以及熱塑性材料進行接合的方式。它是當前工業加工生產過程中的主要手段，在汽修、工廠生產以及航天等領域都有著廣泛的應用。但是，焊接技術對于人體有著一定的危險性，如燒傷、觸電、視力損害等，會在一定程度上會造成嚴重的后果?；谶@種現狀，在計算機技術以及自動控制技術發展的前提下，運用電子技術改善焊接的工藝性能，提高它的機械化和自動化水平，成為了有關人員的主要研究方向。這對于焊接工藝的發展有著非常重要的影響。

關鍵詞：焊接自動化技術;發展情況;分析

引言

焊接在工業生產中是一種重要的加工方法，隨著中國經濟和科技的高速發展，焊接方法與設備也得到了快速發展。因此想要提升焊接效率就要增大焊接電流和焊接速度，在大電流電弧運行時，可能會出現集中現象，焊接工藝的穩定性就會受到影響，因此在大電流、低電壓下穩定工作的焊接電源就是高速熔化極氣體保護焊研究的重點之一。

1焊接自動化技術發展的意義

焊接自動化既指各種自動化焊接方法的應用，也包括提高焊接自動化水平的過程，因此各種機械化、半自動化焊接方法的推廣應用都屬于這一范疇。低成本含義包括2個方面：一是以較少的投資實現焊接自動化;二是焊接自動化程度提高后，生產成本顯著低于改進前的人工焊接。為了降低自動化改造的成本，企業需要改變固有觀念，不斷學習、不斷創新。焊接自動化的改造涉及整個焊接生產環節，除了焊接機器人的投入外，還有許多配套工作要進行。為了降低改造成本，筆者認為，可以從焊接工裝的快速切換改造入手。將人工焊接工裝改造成適用于自動化焊接線生產的工裝，需要在工裝底部加裝快換座及增加信號裝置，實現工裝的快速切換。鈑金企業可以通過內部技術創新、自主加工制作完成這部分工作。快換底座的增加，例如廠商報價為2000元/個，自主加工安裝為800元/個，節約1200元/個;對于I/O箱的增加，廠商提供的方案是1套工裝配置1個I/O箱，通過技術創新，可以實現一個I/O箱可配對多套工裝的功能。以某焊接生產線自動化改造為例，機器人廠家最初設計是一個I/O箱只能配一套夾具工裝，通過企業自主研發，增加了I/O箱的夾具識別端口，實現一個I/O箱可配對多套夾具工裝的功能，再把I/O箱安裝在每個工位的固定底座上，實現1個固定底座對應多套夾具的功能，將I/O箱的需求從94套減少到12套，改造成本降低了364000元;快換座通過自主設計、自主采購、自主加工、自主安裝的方式完成了改造，降低改造成本49200元。通過引入“機器人焊接線+自主改造”的方式，可以以較低的成本實現焊接自動化的改造。

2焊接自動化技術發展現狀

傳統焊接技術雖然可基本滿足正常焊接的需求，但其焊接過程中涉及的電弧引燃、電弧長度調整、電弧熄滅等均需通過手工方式進行，造成較高的人力資源成本，且影響企業生產效率提升。焊接自動化技術融入機械制造領域后，企業通過生產參數預設，在計算機程序的控制下即可高效、精確完成機械工件的自動化焊接。因不涉及人為操作，焊接誤差率可降到最低，且焊接過程迅速，能夠縮短設備的生產周期。在我國，焊接技術應用可追溯至20世紀初，當時焊接技術即在我國機械制造領域得到廣泛應用，但與發達國家相比，我國焊接技術的發展還要受到鋼結構技術的限制，有關技術體系建設還不完善。工業領域的快速發展給焊接技術性能提出更高要求，促使其不斷朝向自動化、智能化的方向發展。

3焊接自動化技術的發展應用

3.1激光焊接

眾所周知，齒輪是汽車制造過程中非常關鍵的一個環節，在最早時期，激光焊接技術在汽車制造中的應用便是齒輪的焊接，齒輪的重量、運轉速度以及制造過程有著嚴格的要求，正是因為如此嚴格與苛刻的要求，才使得激光焊接技術憑借自身具有熱影響區域小、焊接質量高、靈活性高以及適應性強等顯著性特點，被應用到齒輪的生產與加工中。時下，隨著制造行業領域的不斷發展，很多新材料和新技術被引用到汽車制造過程中，激光焊接技術成為了當前制造行業領域中一種極具制造優勢的焊接手法。

3.2超聲波釬焊技術

目前新能源已經成為中國制造業重點發展對象之一，新能源在交通工具上的應用將越來越普遍，在新能源電動車和汽車，電子器件所占比例越來越大，傳統的釬焊工藝已經無法解決其核心部件的焊接問題，超聲波釬焊解決了電子變壓器銅包鋁的焊接問題。

4焊接自動化技術的未來發展趨勢

4.1智能控制

對焊接全過程做智能化控制是焊接自動化技術的基本功能。數字技術、信息技術、智能控制技術的快速發展實現了鉆采設備焊接過程的智能控制。焊接過程中，在系統控制面板輸入操作指令，由計算機系統自動完成工藝參數計算、配置等操作，以對焊接全過程做智能化跟蹤。目前智能控制面臨的主要問題為控制精度，需要做進一步的研究。

4.2網絡化發展

在現代科學技術快速發展的前提下，焊接自動化技術中的接口非常普遍。在這個過程中，它也將朝著網絡化的方向發展。所謂的網絡化就是指在通信技術和計算機技術的應用下，可以實現不同焊接項目在信息、數據上的有效連通，可以通過終端電子設備的方式將焊接項目聯系到一起，從而實現焊接過程中的遠程監控模式。這個過程可以實現焊接技術的一體化控制，實現不同領域上的資源共享，及時發現在工作過程中可能存在的漏洞，具有一定的現實意義。此外，焊接自動化技術在我國起步比較晚，還沒有形成一定的成熟體系，網絡化的發展也有效避免了“信息孤島”現象，從而在工廠生產中可以實現更多的優勢。

5質量控制

（1）鉆采設備焊接多采用埋弧自動焊接工藝，過程中為避免埋弧焊將板材直接打透，可采用手工焊接與自動焊接相結合的方式，以手工焊接進行打底。同時，徹底清理坡口位置及兩側的雜質，避免污染物影響焊接質量，作業面清潔干燥后，可開展正式的焊接作業。（2）焊接過程的焊縫控制可分段進行，確保各段長度合理，在模塊焊接作業完畢后，及時檢查工件形變情況，確保達到有關技術指標的要求。（3）在立焊作業中，可選用二氧化碳氣體保護焊工藝，采用從下到上的焊接順序，過程中需在目標板材的反面設置水冷銅作為襯墊。（4）為有效控制焊接過程放熱，可采用分層焊接的方式，以在提高作業效率的同時，確保焊接質量。

結束語

目前焊接技術已經比較成熟。但是多層多道焊工藝存在過程繁瑣、效率低的缺點，在一定程度上限制了其更為廣泛的應用。雖然，利用激光、電子束等高能束焊接技術能量密度高、熱輸入低的特點，進行復合板的一次性熔透焊接，在提高復合板焊接效率等方面，已經表現出了很好的潛力，但是在如何選擇、設計以及添加過渡層金屬來進一步提高接頭的質量等領域，仍亟待深入而系統的研究，這也將是該領域未來重點發展的方向之一。

參考文獻

[1]汪錫波.焊接自動化技術在石油鉆采設備制造中的應用研究[J].中國石油和化工標準與質量，2020，40（20）：178-180.

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