淺析工程機(jī)械焊接工藝現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

黃麗娟

摘 要：焊接是一種新興的綜合工藝技術(shù)，隨著焊接技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中作用的日益顯著，其先進(jìn)程度已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志。工程機(jī)械產(chǎn)品中焊接結(jié)構(gòu)件較多，焊接結(jié)構(gòu)件的優(yōu)劣直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量和使用性能。為了適應(yīng)市場(chǎng)需求，應(yīng)對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，工程機(jī)械制造廠商不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，利用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和設(shè)備，提高焊接質(zhì)量與效率，不斷提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。該文對(duì)工程機(jī)械焊接工藝現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械 焊接技術(shù) CO2氣體保護(hù)焊 埋弧焊 發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TG45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）03（b）-0063-01

以焊接業(yè)為主導(dǎo)的生產(chǎn)廠利用先進(jìn)的工藝和設(shè)備大大提高了焊接質(zhì)量與效率，降低了焊接成本，提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，使企業(yè)獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。高效、節(jié)能的焊接技術(shù)利用率高，典型的方法有CO2氣體保護(hù)焊和埋弧焊等，這些技術(shù)方法投資回收期較短，可以有效降低焊材消耗，對(duì)于創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)具有重要的促進(jìn)作用。

1 工程機(jī)械焊接工藝現(xiàn)狀

1.1 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(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種新的焊機(jī)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。目前，普遍采用的焊接方法有埋弧自動(dòng)焊與CO2/MAG氣體保護(hù)焊。埋弧自動(dòng)焊電流密度大，焊接時(shí)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(dòng)焊多用于中厚板長(zhǎng)直焊縫或環(huán)焊縫。在工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件焊接工藝中，采用自動(dòng)（半自動(dòng)）CO2氣體保護(hù)焊工藝約占70%左右（以重量計(jì)），氣體保護(hù)焊同樣具有埋弧自動(dòng)焊電流密度大、焊接時(shí)熔深大的優(yōu)點(diǎn)，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(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

1.2 焊接設(shè)備使用現(xiàn)狀

改革開放前，國(guó)內(nèi)工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件的焊接主要采用的是在地板或焊接平臺(tái)上翻個(gè)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(guó)內(nèi)設(shè)廠生產(chǎn)，帶來(lái)了新的焊接裝備，為我國(guó)焊接事業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新的契機(jī)。此后，國(guó)內(nèi)開始著手焊接變位機(jī)的研究與開發(fā)工作，使焊接變位機(jī)的使用逐漸普遍。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，焊縫的外觀質(zhì)量成為用戶評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，而變位機(jī)的使用可以取得立焊、橫焊、仰焊等難以達(dá)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)。

隨著人類對(duì)能源的需求越來(lái)越大，世界能源危機(jī)日益突出，與能源相關(guān)的制造業(yè)也開始尋求自動(dòng)化焊接技術(shù)，在這樣的背景下，焊接機(jī)器人逐漸嶄露頭角。機(jī)器人有著人工無(wú)法取代的優(yōu)勢(shì)，它可降低企業(yè)成本、提高產(chǎn)品品質(zhì)和精度、通用性強(qiáng)、工作效率高、速度快、穩(wěn)定可靠，可以工作長(zhǎng)達(dá)10～15年，自動(dòng)化水平極高。焊接機(jī)器人改善了工人的勞動(dòng)條件，節(jié)約了人力成本，提高了生產(chǎn)效率，使制造企業(yè)獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。焊接機(jī)器人廣泛應(yīng)用于汽車、工程機(jī)械、通用機(jī)械、金屬結(jié)構(gòu)和兵器工業(yè)等行業(yè)，工程機(jī)械行業(yè)所擁有的弧焊機(jī)器人占30%僅次于汽車制造行業(yè)的37%。海關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2014年上半年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)口數(shù)量規(guī)模達(dá)到34714臺(tái)，同比增長(zhǎng)92%，遠(yuǎn)超過(guò)預(yù)期50%左右的增長(zhǎng)速度。而2014年我國(guó)制造業(yè)機(jī)器人密度達(dá)到35臺(tái)/萬(wàn)人，仍然遠(yuǎn)低于制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家水平，低于世界平均水平58臺(tái)，這說(shuō)明工業(yè)機(jī)器人在我有著巨大的市場(chǎng)空間。

2 工程機(jī)械焊接工藝發(fā)展趨勢(shì)

2.1 工程機(jī)械焊接技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前高效節(jié)能的CO2氣體保護(hù)焊工藝在工程機(jī)械行業(yè)焊接工藝中的自動(dòng)化程度還不是很高，工程機(jī)械廠在推進(jìn)CO2焊接工藝的同時(shí)，還要積極進(jìn)行技術(shù)改造，在能源危機(jī)的背景下，大力推廣低成本自動(dòng)焊，采用自動(dòng)（半自動(dòng)）逆變CO2氣體保護(hù)焊機(jī)和埋弧自動(dòng)焊等節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、高效的焊接工藝，在CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊接基礎(chǔ)上，加大自動(dòng)焊接對(duì)規(guī)則焊縫進(jìn)行焊接的使用面，推進(jìn)自動(dòng)化焊接的發(fā)展。隨著焊接技術(shù)的飛速發(fā)展，新的工藝方法不斷涌現(xiàn)，如脈沖氣體保護(hù)焊機(jī)配富Ar氣體的無(wú)飛濺焊接，焊縫成型美觀；雙絲氣體保護(hù)焊接是由奧地利Fronius公司開發(fā)的最新的高速M(fèi)GA焊接系統(tǒng)，它的最大優(yōu)勢(shì)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(yīng)用前景。未來(lái)電阻焊接技術(shù)則以中、大功率為主要研究?jī)?nèi)容及發(fā)展方向，電磁兼容技術(shù)將在焊接設(shè)備中得到推廣應(yīng)用，自動(dòng)化焊接技術(shù)將得到長(zhǎng)足發(fā)展。

2.2 工程機(jī)械焊接設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，焊接設(shè)備得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，我國(guó)的焊接設(shè)備正向自動(dòng)化、智能化、高效、節(jié)能、環(huán)保的方向發(fā)展。CO2焊機(jī)生產(chǎn)效率高，與手工電弧焊接相比，其生產(chǎn)效率要高出數(shù)倍，且其節(jié)電顯著、生產(chǎn)成本低，焊縫成形美觀，具有高效、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。有調(diào)查顯示，我國(guó)生產(chǎn)的焊機(jī)以手工電弧焊機(jī)為主，約占焊機(jī)總量的80%左右，而僅有一小部分為CO2焊機(jī)，焊機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、產(chǎn)品種類較少，且焊機(jī)的自控及數(shù)化程度有待提高。未來(lái)宜大力發(fā)展逆變式焊接電源和自動(dòng)、半自動(dòng)焊機(jī)、CO2焊機(jī)。

專用焊接成套設(shè)備、焊接機(jī)器人、輔助機(jī)具等將是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)方向。采用焊接機(jī)器人或著焊接專機(jī)來(lái)代替焊工進(jìn)行操作，改善了工人的勞動(dòng)條件，節(jié)約了人力成本，提高了生產(chǎn)效率，可以獲得較好的焊縫質(zhì)量。機(jī)器人代替人類從事重復(fù)性勞動(dòng)工作，是未來(lái)提升制造業(yè)生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量的必然趨勢(shì)，同時(shí)也是勞動(dòng)成本日益增加的企業(yè)轉(zhuǎn)型之道。但焊接機(jī)器人，只是機(jī)械手，它本身并不能獨(dú)立完成工作，還需要變位機(jī)、專用夾等設(shè)備的配合組成焊接機(jī)器人工作站，從而提高焊接質(zhì)量和工作效率，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。自動(dòng)焊接專機(jī)是針對(duì)某一類型工程機(jī)械開發(fā)的降成本自動(dòng)化設(shè)備，與焊接機(jī)器人相比，焊接專機(jī)具有操作簡(jiǎn)便、易于維護(hù)保養(yǎng)等優(yōu)點(diǎn)，且設(shè)備可靠性高、使用費(fèi)用低，越來(lái)越受到人們的青睞，將是焊接設(shè)備未來(lái)發(fā)展的重要方向。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)正處于改革發(fā)展和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，工業(yè)化發(fā)展到一定程度以后，國(guó)家工業(yè)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)在很大程度上將取決于工藝水平及裝備。高效、節(jié)能、環(huán)保、安全、可靠將是未來(lái)工程機(jī)械發(fā)展的重要趨勢(shì)。我國(guó)焊接技術(shù)一方面要不斷研制新的焊接方法及焊接設(shè)備，同時(shí)還要不斷提高焊接的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)焊機(jī)程序控制、數(shù)字控制，推廣和擴(kuò)大焊接機(jī)器人、專用焊機(jī)的使用，改善焊接安全條件、提高焊接生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。我們要銳意進(jìn)取，抓住機(jī)遇，采用新技術(shù)、新裝備，努力促進(jìn)焊接技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 許文清，任宇飛.工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件的焊接工藝現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].工程機(jī)械，2005（1）.

[2] 夏得昌，劉立功，秦優(yōu)培.工程機(jī)械焊接專機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].金屬加工：熱加工，2011（22）.

[3] 黃慶林，卞俊明，周健.工程機(jī)械的裝配工藝現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].電子制作，2013（10）.