焊接自動化技術發(fā)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(yè)加工生產(chǎn)過程中的主要手段，在汽修、工廠生產(chǎn)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。基于這種現(xiàn)狀，在計算機技術以及自動控制技術發(fā)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(fā)展有著非常重要的影響。

關鍵詞：焊接自動化技術;發(fā)展情況;分析

引言

焊接在工業(yè)生產(chǎn)中是一種重要的加工方法，隨著中國經(jīng)濟和科技的高速發(fā)展，焊接方法與設備也得到了快速發(fā)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(xiàn)集中現(xiàn)象，焊接工藝的穩(wěn)定性就會受到影響，因此在大電流、低電壓下穩(wěn)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(fā)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(xiàn)焊接自動化;二是焊接自動化程度提高后，生產(chǎn)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(yè)需要改變固有觀念，不斷學習、不斷創(chuàng)新。焊接自動化的改造涉及整個焊接生產(chǎn)環(huán)節(jié)，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(chǎn)的工裝，需要在工裝底部加裝快換座及增加信號裝置，實現(xiàn)工裝的快速切換。鈑金企業(yè)可以通過內(nèi)部技術創(chuàng)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(jié)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(chuàng)新，可以實現(xiàn)一個I/O箱可配對多套工裝的功能。以某焊接生產(chǎn)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(yè)自主研發(fā)，增加了I/O箱的夾具識別端口，實現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)焊接自動化的改造。

2焊接自動化技術發(fā)展現(xiàn)狀

傳統(tǒng)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(diào)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(yè)生產(chǎn)效率提升。焊接自動化技術融入機械制造領域后，企業(yè)通過生產(chǎn)參數(shù)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(chǎn)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(fā)達國家相比，我國焊接技術的發(fā)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(yè)領域的快速發(fā)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(fā)展。

3焊接自動化技術的發(fā)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(huán)節(jié)，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(qū)域小、焊接質(zhì)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(chǎn)與加工中。時下，隨著制造行業(yè)領域的不斷發(fā)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(yè)領域中一種極具制造優(yōu)勢的焊接手法。

3.2超聲波釬焊技術

目前新能源已經(jīng)成為中國制造業(yè)重點發(fā)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(tǒng)的釬焊工藝已經(jīng)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(fā)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(shù)字技術、信息技術、智能控制技術的快速發(fā)展實現(xiàn)了鉆采設備焊接過程的智能控制。焊接過程中，在系統(tǒng)控制面板輸入操作指令，由計算機系統(tǒng)自動完成工藝參數(shù)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(wǎng)絡化發(fā)展

在現(xiàn)代科學技術快速發(fā)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(wǎng)絡化的方向發(fā)展。所謂的網(wǎng)絡化就是指在通信技術和計算機技術的應用下，可以實現(xiàn)不同焊接項目在信息、數(shù)據(jù)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(lián)系到一起，從而實現(xiàn)焊接過程中的遠程監(jiān)控模式。這個過程可以實現(xiàn)焊接技術的一體化控制，實現(xiàn)不同領域上的資源共享，及時發(fā)現(xiàn)在工作過程中可能存在的漏洞，具有一定的現(xiàn)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(wǎng)絡化的發(fā)展也有效避免了“信息孤島”現(xiàn)象，從而在工廠生產(chǎn)中可以實現(xiàn)更多的優(yōu)勢。

5質(zhì)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(zhì)，避免污染物影響焊接質(zhì)量，作業(yè)面清潔干燥后，可開展正式的焊接作業(yè)。（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(yè)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(yè)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(yè)效率的同時，確保焊接質(zhì)量。

結束語

目前焊接技術已經(jīng)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(jīng)表現(xiàn)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(zhì)量等領域，仍亟待深入而系統(tǒng)的研究，這也將是該領域未來重點發(fā)展的方向之一。

參考文獻

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