基于新時(shí)代下自動(dòng)化焊接技術(shù)中的難點(diǎn)分析

李志杰

摘 要：焊接技術(shù)作為一種傳統(tǒng)的成型技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，焊接設(shè)備的結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，對(duì)焊接工藝的要求也越來(lái)越高。自動(dòng)化焊接在機(jī)械制造業(yè)中的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，焊接技術(shù)也逐漸走向了智能化和專業(yè)化。隨著當(dāng)今工業(yè)的發(fā)展和機(jī)械自動(dòng)化的出現(xiàn)，焊接工藝已開始向精細(xì)化方向發(fā)展。因此，加強(qiáng)焊接過(guò)程自動(dòng)控制方式的研究具有重要的理論和實(shí)際意義。研究自動(dòng)焊技術(shù)，了解其關(guān)鍵技術(shù)，分析自動(dòng)焊的難點(diǎn)，具有重要的理論和實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化焊接;技術(shù);難點(diǎn)

自動(dòng)化焊接是一種全新的焊接技術(shù)。焊接技術(shù)革新的最大優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了焊接過(guò)程的自動(dòng)化，是現(xiàn)代科技發(fā)展的產(chǎn)物。隨著當(dāng)今工業(yè)的發(fā)展和機(jī)械自動(dòng)化的出現(xiàn)，焊接工藝也開始向精細(xì)方向發(fā)展。為加強(qiáng)焊接過(guò)程自動(dòng)化控制模式的研究，提供了理論和實(shí)踐依據(jù)。在理論上，加強(qiáng)了對(duì)自動(dòng)焊技術(shù)的研究，為自動(dòng)焊技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了一定的借鑒。在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)自動(dòng)焊接技術(shù)的研究，從實(shí)際意義上說(shuō)，焊接技術(shù)更適合于自動(dòng)焊接技術(shù)的發(fā)展，從而使自動(dòng)焊接技術(shù)能得到更好的發(fā)展。

1自動(dòng)化焊接技術(shù)概述

傳統(tǒng)的焊接技術(shù)一般都是手工焊接，而自動(dòng)化焊接技術(shù)則是指在無(wú)外力作用下，機(jī)械設(shè)備根據(jù)預(yù)設(shè)的程序，自動(dòng)、系統(tǒng)地進(jìn)行焊接，使整個(gè)焊接過(guò)程變得清晰。焊裝固定時(shí)，機(jī)械裝置也必須由氣動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)配合，控制焊裝出料機(jī)構(gòu)和焊裝夾緊機(jī)構(gòu)，并與夾緊機(jī)構(gòu)配合工作。在工程機(jī)械實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，通過(guò)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的強(qiáng)大集成，可以實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化技術(shù)的有效發(fā)展：焊接自動(dòng)化是闡明焊接工藝和要求的必要手段，但在不斷變化的工作環(huán)境下，還需注意提高生產(chǎn)穩(wěn)定性。所以，在實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化的過(guò)程中，要保證設(shè)備配置的完整，了解自動(dòng)化知識(shí)的實(shí)際要求，才能保證焊接使用自動(dòng)化。這種自動(dòng)化焊接技術(shù)的應(yīng)用有效地推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。實(shí)踐證明，將焊接自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際焊接，能有效地提高焊接質(zhì)量和效率，隨著焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，二氧化碳焊機(jī)和埋弧焊機(jī)的應(yīng)用對(duì)焊接行業(yè)有著重要意義。采用自動(dòng)化方式設(shè)定焊接參數(shù)，提高了智能化焊接速度。焊接機(jī)器人的出現(xiàn)，也使焊接自動(dòng)化技術(shù)成為焊接自動(dòng)化發(fā)展的新方向。國(guó)內(nèi)焊機(jī)正向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。集成網(wǎng)絡(luò)與機(jī)器人焊接優(yōu)化融合的進(jìn)程加快，對(duì)提高焊接自動(dòng)化水平具有十分重要的意義。

2自動(dòng)化焊接技術(shù)難點(diǎn)

自動(dòng)化焊接技術(shù)具有速度快、可重復(fù)使用等特點(diǎn)，保證了流水線的高質(zhì)量水平，而效益是其生產(chǎn)的核心。其目的不僅在于保證生產(chǎn)質(zhì)量，更在于在短時(shí)間內(nèi)保證產(chǎn)量的增長(zhǎng)。其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)自動(dòng)化，才能獲得高的系統(tǒng)效率。下面是自動(dòng)焊接技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的難點(diǎn)。

2.1 數(shù)據(jù)收集難點(diǎn)

目前的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)中，數(shù)據(jù)采集是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接最困難的部分。在自動(dòng)化焊接方面，很難將機(jī)械化生產(chǎn)的數(shù)據(jù)或工藝進(jìn)行歸納和優(yōu)化。但是為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化技術(shù)，數(shù)據(jù)的采集與整理可能是最重要的;從目前的數(shù)據(jù)采集情況來(lái)看，在自動(dòng)焊接的數(shù)據(jù)采集方面還有很大的改進(jìn)空間，有待將來(lái)進(jìn)一步完善。

2.2 大型自動(dòng)化機(jī)器人難點(diǎn)

自動(dòng)焊接與焊接機(jī)器人樣機(jī)在設(shè)計(jì)上仍是緊密相連的。對(duì)當(dāng)今的機(jī)械化制造業(yè)而言，建造和生產(chǎn)大面積機(jī)械化機(jī)器人需要耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力。所以，利用工廠資源是更大的挑戰(zhàn)。

大規(guī)模自動(dòng)化焊接過(guò)程中，需要考慮的變量很多，也很復(fù)雜，其中許多是人為因素，包括焊接工藝的選擇、定位、焊接變形等，在大的焊接周期中，位置的形式很多。其中，旋轉(zhuǎn)定位器是一種雙軸系統(tǒng)，它將零件從水平旋轉(zhuǎn)到垂直90。，而轉(zhuǎn)盤則圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)零件。由于使用了定位儀，有些問(wèn)題需要澄清，如焊接時(shí)需要多少機(jī)器人，焊接時(shí)部件是否需要旋轉(zhuǎn)等。綜合系統(tǒng)構(gòu)建前，要對(duì)自動(dòng)焊接過(guò)程進(jìn)行預(yù)測(cè)，并對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行模擬，解決機(jī)器人擴(kuò)展、和修改尺寸要求、焊槍配置、記錄自由度等可變因素的問(wèn)題。只有加強(qiáng)內(nèi)部設(shè)計(jì)流程，才能提高配合，加快測(cè)試速度。因此，在開始進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，必須對(duì)自動(dòng)化概念進(jìn)行深入的研究和優(yōu)化，簡(jiǎn)化某些復(fù)雜工藝的產(chǎn)品和工藝。

2.3 焊接變形處理難點(diǎn)

鍋爐在進(jìn)行焊接時(shí)，不僅要進(jìn)行直焊，還要進(jìn)行橢圓角和圓弧的仔細(xì)焊接?，F(xiàn)在的機(jī)器人大多是直角的。所以，在焊接過(guò)程中，要完全適應(yīng)零件是非常困難的，這就導(dǎo)致了焊接的變化相對(duì)較差?？梢姡附幼冃螁?wèn)題也是自動(dòng)化焊接機(jī)器人使用過(guò)程中的難點(diǎn)之一。

2.4 上游基礎(chǔ)材料的難點(diǎn)

盡管焊接機(jī)器人的工作原理比較簡(jiǎn)單，但在制造多種傳感器時(shí)仍然存在技術(shù)難題。由于自動(dòng)化機(jī)器人的使用需要許多高科技設(shè)備使用特殊材料，材料的獲取困難也是影響焊接機(jī)器人工作效率和設(shè)計(jì)完善的關(guān)鍵

3自動(dòng)化焊接施工過(guò)程中技術(shù)難點(diǎn)的應(yīng)對(duì)方法

針對(duì)自動(dòng)焊接過(guò)程中出現(xiàn)的熱裂現(xiàn)象，可以從以下幾個(gè)方面采取相應(yīng)的措施來(lái)解決：

（1）使用的母材和焊接材料的質(zhì)量必須符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，尤其是對(duì)污染的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。鋼中的含碳量越高，其焊接性能就越差。一般情況下，焊接過(guò)程中的含碳量控制在0.1%以內(nèi)，就會(huì)大大減少焊接時(shí)出現(xiàn)熱裂紋的可能性

（2）焊接時(shí)，有關(guān)焊工應(yīng)嚴(yán)格遵守工作流程，并根據(jù)實(shí)際情況，采用合適的設(shè)計(jì)工藝，以減少建筑工藝層面出現(xiàn)熱裂紋的可能性。

（3）焊工在進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守焊接規(guī)范，并根據(jù)實(shí)際施工情況使用合適的焊接能量，使緩冷放熱的氫分子有秩序地在一定程度上降低焊接部位的焊接速度，從而減少熱量攝取。

（4）焊接過(guò)程中所用的焊接材料應(yīng)為堿性材料，這樣才能有效地控制焊縫中擴(kuò)散氧的含量，減少熱能的產(chǎn)生。

4 自動(dòng)化焊接技術(shù)的發(fā)展及趨勢(shì)

我國(guó)目前焊接自動(dòng)化的普及率不到35%，而發(fā)達(dá)國(guó)家已達(dá)80%，說(shuō)明我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距還很大。直到上個(gè)世紀(jì)50年代，隨著科技成果的轉(zhuǎn)化和我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的到來(lái)，各種機(jī)械化、半機(jī)械化的焊機(jī)才逐漸開始以自動(dòng)化代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工焊接，我國(guó)其技術(shù)相對(duì)落后。近幾年來(lái)，隨著工業(yè)4.0的興起和智能化技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)化焊接的一些問(wèn)題得到了解決，改變了依靠進(jìn)口設(shè)備的狀況。目前，自動(dòng)化焊接技術(shù)已在壓力容器、無(wú)縫鋼管等應(yīng)用到汽車、船舶、建筑機(jī)械中，焊接設(shè)備的發(fā)展也推動(dòng)了焊接自動(dòng)化的發(fā)展。近幾年來(lái)，我國(guó)專用成套焊機(jī)在提高整體生產(chǎn)水平的同時(shí)，也增加了對(duì)基本部件和輔助部件的選擇，并取得了新的突破，特別是大型設(shè)備的生產(chǎn)已能滿足需求發(fā)展的趨勢(shì)。①焊接電源的穩(wěn)定性;②研發(fā)焊接新材料;③發(fā)展新的焊接技術(shù);④遠(yuǎn)程操作;⑤智能控制;⑥柔性制造系統(tǒng);⑦自動(dòng)化控制系統(tǒng)的集成化。

結(jié)論

自動(dòng)化焊接技術(shù)對(duì)我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展意義重大?？紤]焊接自動(dòng)化的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)提高焊接技術(shù)水平，推動(dòng)我國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展具有重要意義。國(guó)內(nèi)自動(dòng)化焊接技術(shù)的發(fā)展應(yīng)立足于當(dāng)前形勢(shì)，密切關(guān)注國(guó)外先進(jìn)技術(shù)在工藝裝備領(lǐng)域的發(fā)展，加大研究與開發(fā)力度，促進(jìn)焊接技術(shù)自動(dòng)化的創(chuàng)新與發(fā)展。

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