自動(dòng)焊接在機(jī)械加工中的應(yīng)用

付志樂

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動(dòng)焊接在設(shè)備和工藝方面有了新的發(fā)展和突破。自動(dòng)焊接在機(jī)械加工中的大規(guī)模應(yīng)用，在很大程度上提高了機(jī)械加工的生產(chǎn)質(zhì)量與效益。本文主要對(duì)自動(dòng)焊接的工作原理、優(yōu)勢(shì)以及在機(jī)械加工中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)論述。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)焊接，機(jī)械加工，加工，自動(dòng)，應(yīng)用，機(jī)械

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)信息化程度的提高和自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，使得焊接自動(dòng)化技術(shù)也發(fā)生了巨大的變化。目前，自動(dòng)焊接作為一種高效、節(jié)能、環(huán)保的焊接方式，其應(yīng)用越來越受到人們的重視。

一、自動(dòng)焊接技術(shù)的工作原理

自動(dòng)焊接技術(shù)是將焊接原理、自動(dòng)控制原理、機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理等進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合的一種加工技術(shù)，它實(shí)現(xiàn)了焊接過程的自動(dòng)化。在自動(dòng)焊接技術(shù)中，通過工件夾緊機(jī)構(gòu)、脫料機(jī)構(gòu)、焊槍夾緊機(jī)構(gòu)、焊槍氣動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等裝置完成了對(duì)工件和焊接設(shè)備的安裝與定位，再通過導(dǎo)軌床體、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)、氣動(dòng)尾頂滑臺(tái)機(jī)構(gòu)等裝置實(shí)現(xiàn)了焊槍與工件的前后、左右、上下運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)前，自動(dòng)焊接技術(shù)不僅采用了上述的各種原理和技術(shù)，同時(shí)大量運(yùn)用了數(shù)字化技術(shù)和人工智能化技術(shù)，使得自動(dòng)焊接技術(shù)向更高的一個(gè)技術(shù)平臺(tái)延伸。埋弧焊、等離子弧焊、激光焊、激光復(fù)合焊、MIG/MAG焊、TIG焊、機(jī)器人焊接等都是自動(dòng)焊接常用的設(shè)備與方法[1]。

二、機(jī)械加工行業(yè)對(duì)自動(dòng)焊接的需求

在當(dāng)今這個(gè)科學(xué)技術(shù)如此發(fā)達(dá)的時(shí)代，以往那種手動(dòng)焊接技術(shù)已經(jīng)很難滿足時(shí)代發(fā)展的需要，隨著自動(dòng)焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，該技術(shù)對(duì)機(jī)械行業(yè)造成了非常深遠(yuǎn)的影響，自動(dòng)焊接技術(shù)已經(jīng)成為機(jī)械加工領(lǐng)域中不可缺失的一部分。我國于五年前就已經(jīng)成為了世界上最大的鋼材消耗國，用鋼量已經(jīng)超過了2億噸，2014年我國的焊接材料生產(chǎn)總量為568萬噸，其中僅埋弧焊絲的產(chǎn)量占比約10.5%，59.6萬噸，年均增長率保持在10%左右。截止目前為止，從我國焊接領(lǐng)域的現(xiàn)狀來看，自動(dòng)焊接及時(shí)滿足了機(jī)械加工領(lǐng)域中以下四個(gè)方面的需求。

（一）降低了人工成本

從企業(yè)的成本方面來講，自動(dòng)焊接技術(shù)因其工作效率高，大大降低了人工成本。在當(dāng)今這個(gè)人工成本高漲的時(shí)代，自動(dòng)焊接技術(shù)大大緩解了企業(yè)的用人成本，因此降低了企業(yè)的投入成本。

（二）降低了焊接危害

焊接技術(shù)被人們認(rèn)為是一種對(duì)工作者身體有害的工種，手動(dòng)弧焊中產(chǎn)生的弧光、煙塵、高溫對(duì)人體的健康有著較大的影響，同時(shí)長時(shí)間的焊接操作對(duì)于工作者來講是屬于高強(qiáng)度的勞動(dòng)。隨著自動(dòng)焊接技術(shù)的應(yīng)用，不僅降低了工作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，還進(jìn)一步緩解了人工焊接對(duì)工作者帶來的壓力與危害。

（三）滿足了較高的焊接質(zhì)量要求

對(duì)于高強(qiáng)度的焊接作業(yè)要求，如果僅僅是依靠人工手動(dòng)來完成，焊接質(zhì)量難以保證。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，對(duì)于需要焊接加工的產(chǎn)品也逐漸向精細(xì)化、多元化的方向傾斜。因此，自動(dòng)焊接因其種種優(yōu)勢(shì)取代了人工手動(dòng)焊接。

（四）滿足了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的要求

隨著我國市場(chǎng)化經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)力也在不斷的升溫，隨著機(jī)械加工與制造行業(yè)全球化的到來，一個(gè)企業(yè)焊接設(shè)備與焊接工藝的好壞直接決定了該企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力[2]。自動(dòng)焊接作為一種高效、節(jié)能、環(huán)保的先進(jìn)加工設(shè)備和工藝，無疑在很大程度上提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

三、自動(dòng)焊接在機(jī)械加工中的應(yīng)用

自動(dòng)焊接設(shè)備是一種具有較高自動(dòng)化程度的焊接設(shè)備，屬于自適應(yīng)控制類專機(jī)。它通過自身配備的傳感器與電子檢測(cè)線路，可自動(dòng)跟蹤焊縫的軌跡導(dǎo)向，甚至還可以自動(dòng)完成對(duì)焊接參數(shù)地設(shè)置與調(diào)整。此外，它還能夠利用諸如視覺傳感觸角傳感器、光敏傳感器等高等級(jí)傳感器，通過與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、軟件、數(shù)據(jù)庫的配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)參數(shù)調(diào)整的智能化，且人工操作十分簡(jiǎn)便。但是由于受到很多條件的限制，智能化焊接在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用較少 [3]。本文主要從自動(dòng)化焊接專機(jī)與焊接機(jī)器人兩方面來探討自動(dòng)焊接在機(jī)械加工中的應(yīng)用。

（一）自動(dòng)化焊接專機(jī)的應(yīng)用

自動(dòng)化焊接專機(jī)常用于一些大型設(shè)備的批量生產(chǎn)中，雙絲焊接是自動(dòng)化焊接專機(jī)采用的主要焊接方式，比如在推土機(jī)的焊接生產(chǎn)中，雙絲焊接主要應(yīng)用于主臂和車架的焊接。自動(dòng)化焊接專機(jī)的使用大大提高了機(jī)械加工的生產(chǎn)效率，雙絲焊接的效率一般是人工單絲焊接的2倍，而且采用雙絲焊接，熔深較深，焊縫的力學(xué)性能更好。焊接自動(dòng)化專機(jī)可用于直線、曲線等多種形式焊縫的焊接，焊接效率高，焊接過程中焊件的變形小，質(zhì)量易于保障，適合大批量生產(chǎn)作業(yè)，同時(shí)還具有操作簡(jiǎn)單、成本低廉、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械加工中的應(yīng)用較為廣泛。自動(dòng)化焊接專機(jī)具有很高的性價(jià)比。

（二）焊接機(jī)器人的應(yīng)用

焊接機(jī)器人因其柔性化和數(shù)字化程度高、精度高、焊接質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)，在機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)能力與競(jìng)爭(zhēng)力方面起了非常重要的作用。焊接機(jī)器人在復(fù)雜的焊件中表現(xiàn)更為優(yōu)異，它能夠滿足復(fù)雜焊接件的加工要求。

但是，由于焊接機(jī)器人成本高、操作難度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格高等特點(diǎn)，暫時(shí)還不能大規(guī)模地用于生產(chǎn)。另外，在采用焊接機(jī)器人進(jìn)行焊接時(shí)的焊前準(zhǔn)備工作，如組裝、打底焊等，還得借助人工操作的方式完成[4]。另一方面，由于焊接機(jī)器人無法很好的自動(dòng)跟蹤焊縫，接觸尋位的效果也不盡人意，窄小空間無法施焊等缺點(diǎn)，焊接機(jī)器人在結(jié)構(gòu)和功能方面還需要不斷進(jìn)行研究改進(jìn)。

四、結(jié)語

隨著機(jī)械制造行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量與性能的要求也越來越高，自動(dòng)化焊接專機(jī)和焊接機(jī)器人等自動(dòng)焊接設(shè)備具有高質(zhì)量、高效率等優(yōu)勢(shì)，越來越受到機(jī)械制造企業(yè)的推崇與青睞。由此，我們可以看出自動(dòng)焊接技術(shù)不僅傳承了傳統(tǒng)手工焊接的優(yōu)勢(shì)，還不斷改進(jìn)了其的劣勢(shì)。自動(dòng)焊接在機(jī)械加工中的廣泛應(yīng)用，不僅使焊接產(chǎn)品的質(zhì)量得到了保障，降低了焊接的成本，還改善了焊接加工的環(huán)境，減少了對(duì)焊接加工者的傷害。因此，我們應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，要不斷地引進(jìn)學(xué)習(xí)先進(jìn)的自動(dòng)焊接技術(shù)，使我國自動(dòng)焊接的技術(shù)不斷地向更高水平邁進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王金濤.基于PLC控制的環(huán)形焊縫自動(dòng)焊接系統(tǒng)[D].山東大學(xué)，2013.

[2]聶新剛，顧瑩.移動(dòng)式焊接專機(jī)[J].機(jī)械工程師，2013，（02） ： 88-89.

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