試論自動焊接在機(jī)械加工中的運(yùn)用

摘 要：隨著我國科學(xué)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，實(shí)用科學(xué)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)領(lǐng)域中，不僅僅提升了機(jī)加工行業(yè)的技術(shù)水平與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，還加快了生產(chǎn)速率，降低了生產(chǎn)成本，改善了生產(chǎn)加工環(huán)境。該文主要通過對焊接加工領(lǐng)域中自動化技術(shù)的工作原理與優(yōu)勢進(jìn)行論述，表明自動焊接技術(shù)在機(jī)械焊接中的運(yùn)用成效。

關(guān)鍵詞：自動化焊接 機(jī)械焊接 運(yùn)用

中圖分類號：TG409文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（a）-0117-01

1 自動焊接的工作原理

自動焊接就是將焊接工作的整個(gè)過程進(jìn)行機(jī)械化和自動化。以往的手動焊接過程的主要焊接動作就是引燃電弧，在通過焊條的送進(jìn)來維持足夠的電弧長度，手動進(jìn)行前后左右移動電弧，完成需要進(jìn)行焊接的機(jī)加工部分，最后是息弧動作。自動焊接是將電子技術(shù)應(yīng)用于這幾個(gè)動作中，并進(jìn)行工作動作機(jī)械化。自動焊接機(jī)是由導(dǎo)軌床體、轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)臺、轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、氣動尾頂滑臺機(jī)構(gòu)來進(jìn)行前后左右、轉(zhuǎn)動等移動動作，由工件夾緊機(jī)構(gòu)、托料機(jī)構(gòu)完成所需機(jī)加工工件的安放于固定，由焊槍夾持機(jī)構(gòu)、焊槍氣動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等焊槍相關(guān)技術(shù)機(jī)構(gòu)來完成焊接裝置，最后由氣動尾頂與專機(jī)電控系統(tǒng)來完成動作指令的發(fā)送輸出。

現(xiàn)在的自動焊接機(jī)除了進(jìn)行機(jī)械化與電子化的技術(shù)支持之外，又加入了數(shù)字化技術(shù)的運(yùn)用，將焊接的動作指令延伸到動作軌跡指令，將焊接的加工技術(shù)指令延伸到技術(shù)精度指令，將自動焊接技術(shù)推向了一個(gè)更高的技術(shù)平臺。

2 自動焊接的優(yōu)勢

自動焊接相比較于手動焊接在加些焊接中的優(yōu)勢：

2.1 生產(chǎn)效率高

由于自動焊接設(shè)備是由整個(gè)機(jī)械組組成，而執(zhí)行程序由數(shù)字電子系統(tǒng)控制，因此自動焊接設(shè)備可以使用較大的電流，大電流所產(chǎn)生的電弧的穿透能力也很強(qiáng)，熱量也很集中，焊接的速度就加快了許多。自動焊接設(shè)備的生產(chǎn)效率要比普通的手動焊接的加工效率增高10倍左右。

2.2 質(zhì)量高且相對質(zhì)量水準(zhǔn)穩(wěn)定

由于自動焊接設(shè)備的焊接指令統(tǒng)一由數(shù)字中心發(fā)出，焊接的速度，焊接的范圍都可以進(jìn)行控制，因此可以保持相對的一直，使得所加工的工件的焊接質(zhì)量水平可以恒定，加工過程中如果出現(xiàn)問題產(chǎn)生了變化也可以進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，保持相對的穩(wěn)定。自動焊接設(shè)備的焊劑保護(hù)效果都很好，熔池金屬很少受到空氣的污染腐蝕，加上較大的電流，這樣的條件會使熔池金屬可以充分的與渣進(jìn)行反應(yīng)，生成的焊液成分均勻，加工出的焊縫金屬質(zhì)量較高，性能也穩(wěn)定，外表也相對美觀。

2.3 技術(shù)水平高，加工難度大

自動焊接設(shè)備還可以對薄壁材料、精密零部件及非金屬材料進(jìn)行焊接加工。由于是非人手持的焊接，對焊源介質(zhì)的選擇就不再局限，這使自動焊接的技術(shù)水平得到了飛躍般的發(fā)展，例如激光焊接的運(yùn)用，產(chǎn)生的焊縫寬度很小，但是深度比高，同時(shí)激光產(chǎn)生的熱影響小，加工部件的變形就小，由于激光焊接的電流超大，焊接速度相當(dāng)快，焊縫相對更平整美觀，激光焊接的聚光焦點(diǎn)還可以進(jìn)行調(diào)控，這樣就會更容易提高加工難度大，家督高的焊接工作。

2.4 能源消耗低并節(jié)省原材料

有些自動焊接設(shè)備所產(chǎn)生的電弧是在焊劑層下面燃燒，這樣所產(chǎn)生的熱量就不容易散失掉，所消耗的電能也相對少很多，在這樣的自動焊接中，進(jìn)行薄板焊接加工時(shí)可以不用開坡口，這樣一來焊條在加工時(shí)就沒有金屬飛濺，也沒有焊頭，這樣就會節(jié)省了焊條或者是焊絲金屬的消耗，進(jìn)而節(jié)約了加工原材料。

2.5 改善加工工作環(huán)境，同時(shí)降低加工者的勞動強(qiáng)度

自動焊接在焊接的過程中產(chǎn)生的焊接煙霧會被自動焊接設(shè)備的隔離罩阻擋住，有的自動焊接設(shè)備在焊接時(shí)不會產(chǎn)生很強(qiáng)烈的焊光，焊接時(shí)所產(chǎn)生的煙霧也很少，這樣就會很好的改善了焊接加工人員在進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)的工作環(huán)境；使用自動焊接設(shè)備進(jìn)行焊接加工，不需要焊接作業(yè)人員長時(shí)間保持一個(gè)焊接動作，這樣就減輕了焊接機(jī)加工人員的體力損耗，降低了焊接作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度。

3 自動焊接在機(jī)械焊接的運(yùn)用

這里所提到的自動機(jī)械焊接是指焊接機(jī)械手和焊接機(jī)械人。這種將自動焊接運(yùn)用于機(jī)械手臂和機(jī)械人中的工作方法就像機(jī)械加工中的加工中心，可以輸入加工程序進(jìn)行加工，相當(dāng)于多個(gè)自動焊接設(shè)備在同一個(gè)加工部件上進(jìn)行不同的焊接工作。

由于加工部件在進(jìn)行加工時(shí)無法進(jìn)行工位的變換，在同一個(gè)工件上進(jìn)行多步焊接加工時(shí)，有的焊接工作所要加工的焊縫并未處于方便加工的位置，這就需要通過焊接的自動化數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行焊接動作的變化和焊接位置的轉(zhuǎn)動或移動，然后再進(jìn)行焊接動作；還可以通過焊接的自動化數(shù)字系統(tǒng)發(fā)送工件運(yùn)動動作與焊接動作同時(shí)進(jìn)行的指令，使工件的工位移動與機(jī)械手臂或者機(jī)器人進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)動，這樣的自動化機(jī)械焊接往往需要很多個(gè)軸，每一個(gè)軸相當(dāng)于一個(gè)機(jī)械焊接手臂，只在主系統(tǒng)下達(dá)的指令位置執(zhí)行自己的焊接動作，軸與軸之間不產(chǎn)生干擾，進(jìn)行協(xié)調(diào)工作的指令也是有主系統(tǒng)發(fā)出的，這樣的自動化機(jī)械焊可以保證加工部件進(jìn)行拼接時(shí)各拼接部分相對位置的準(zhǔn)確度，可以更高效高質(zhì)量的完成焊接加工工作。

通常這樣的自動化焊接機(jī)械手臂和機(jī)器人還經(jīng)常運(yùn)在流水線的生產(chǎn)加工中。這種加工方式也運(yùn)用了自動化原理，不同的是，這種方式是將多個(gè)機(jī)械手臂或機(jī)器人分布在同一條串聯(lián)的流動工作線中，每一個(gè)動作組執(zhí)行相同的動作指令，完成本工作線動作后再進(jìn)行下一個(gè)工作線的加工，這些動作指令，對機(jī)械手臂或者機(jī)器人的控制以及流程安排也全部是運(yùn)用了自動焊接的工作原理，有簡單的單一的自動焊接組成整體的自動焊接組，由主數(shù)字控制系統(tǒng)統(tǒng)一進(jìn)行指令發(fā)布，完成焊接加工程序。

4 結(jié)語

自動焊接在機(jī)械焊接中得到了有效的組合與聯(lián)結(jié)，利用自動焊接設(shè)備的工作動作組合原理，將多個(gè)自動焊接設(shè)備進(jìn)行組合，再有一個(gè)自動化的數(shù)字系統(tǒng)一管理，自動化焊接的運(yùn)用使得自動焊接機(jī)械設(shè)備將焊接技術(shù)水平與焊接工藝推向了一個(gè)高峰，使得所能夠應(yīng)用到焊接技術(shù)的加工行業(yè)也得到了發(fā)展與擴(kuò)大。

參考文獻(xiàn)

[1]孔麗平.侯志全.自動焊接在沙特項(xiàng)目的應(yīng)用[C]//土木建筑學(xué)術(shù)文庫（第15卷）.2011.

[2]焦向東，周燦豐.石油石化裝備焊接自動化應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].金屬加工（熱加工），2012（4）：11-13.

[3]周利平，韓永剛.我國焊接自動化技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].科技信息，2011（9）：12-15.

[4]李憲政，于中濤.焊接機(jī)器人在工程機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用[J].金屬加工（熱加工），2008（8）：23-26.