王孝強(qiáng)

（阿克蘇地區(qū)庫車中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，新疆庫車 842000）

焊割工序在生產(chǎn)工程機(jī)械的產(chǎn)品過程中充當(dāng)非常重要的角色，在整個結(jié)構(gòu)件的工作量中能占到55%~75%[1]。影響焊接結(jié)構(gòu)部件整體質(zhì)量及使用效果的關(guān)鍵因素就是焊接切割方法，直接影響著整個工程機(jī)械的質(zhì)量，其影響包括機(jī)械設(shè)備是否能夠穩(wěn)定的進(jìn)行運(yùn)作以及使用壽命是否長久等[2]。將材料進(jìn)行分離主要運(yùn)用的是工程機(jī)械中的切割技術(shù)，而將不同金屬通過電弧產(chǎn)生的高溫與焊接材料進(jìn)行結(jié)合進(jìn)而形成強(qiáng)度較高的接頭，這種加工技術(shù)就是通常所說的焊接技術(shù)。

1 工程機(jī)械焊割技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 火焰切割

火焰切割這項(xiàng)技術(shù)使下料時經(jīng)常使用到的切割方法，它可以利用天然氣、丙烷、乙炔等這些可燃?xì)怏w與氧氣等助燃?xì)怏w產(chǎn)生火焰，而后在切割相關(guān)材料，其工作的原理是利用金屬的可燃性，火焰切割可以對厚度2~120cm 的金屬進(jìn)行切割，但是對厚度在1cm 以下的板材進(jìn)行切割時容易發(fā)生變形的現(xiàn)象[3]。整體來說，火焰切割的適用范圍比較廣，而且設(shè)備的成本比較低廉，但是它對氣體安全性的要求比較高，而且切割縫隙不夠光滑，焊接之前需要對割縫進(jìn)行打磨處理?，F(xiàn)在我國大部分的企業(yè)都在使用數(shù)控火焰切割的方法，在切割要求比較簡單時具有一定的可行性，但是在進(jìn)行一些形狀比較復(fù)雜，結(jié)構(gòu)件比較大的產(chǎn)品時，不能夠很好地應(yīng)對，效率相對較低。

1.2 CO2 氣體保護(hù)氣體焊

在現(xiàn)場焊接工作開展過程中，大多數(shù)企業(yè)都是將半自動二氧化碳?xì)怏w，作為保護(hù)實(shí)心焊接的主要內(nèi)容，為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)有效焊接，其實(shí)際工作原理就是利用焊絲和工件之間產(chǎn)生的電弧融化母材料與焊接材料。使用二氧化碳?xì)怏w來保護(hù)氣體焊能夠提高焊接的基本質(zhì)量及生產(chǎn)效率，同時也能夠保證焊絲自動送絲，融化更多量的金融。二氧化碳保護(hù)焊一般應(yīng)用的是明弧焊接，更方便觀察溶池的基本情況。而且其操作也更加便捷，并不需要操作人員擁有極高的專業(yè)水準(zhǔn)，最重要的是二氧化碳保護(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)全方位的焊接功能。

此外伴隨現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，部分產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了使用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)機(jī)械手進(jìn)行焊接，在作業(yè)過程中將運(yùn)條和焊絲按照實(shí)際工序進(jìn)行操作，由于有電弧的充分保護(hù)，焊接過程也就更加集中，同時其焊接整體效率得到了有效提高，溶池相應(yīng)減小，熱影響區(qū)域變窄，而且傳統(tǒng)焊接容易出現(xiàn)的變形情況，在使用氣體焊后也得到了明顯降低，其開裂的情況也得到了充分控制。在以比較薄的板材為主的焊接工作中采用CO2氣體和氬氣混合的氣體進(jìn)行焊接，可以有效減少產(chǎn)品飛濺現(xiàn)象，并且能夠使機(jī)械產(chǎn)品具有更加美觀的外觀和優(yōu)秀的內(nèi)部質(zhì)量[4]。

1.3 焊接變位機(jī)械

為了使工程機(jī)械焊接的焊縫保持在相當(dāng)有利的位置，所以需要在焊接中配備焊接變位機(jī)械，讓它的回轉(zhuǎn)軸當(dāng)成外部軸，保持和焊接能夠協(xié)調(diào)的運(yùn)動。變位機(jī)可以通過調(diào)整高度來使工件的裝卸需求得到滿足，從而使生產(chǎn)施工更加方便快捷。與此同時，通過合理配置變位機(jī)與一定的裝夾工具，進(jìn)一步降低了整體焊接工作的難度，有效提高裝配效率，縮短裝配實(shí)踐，全方位的提高機(jī)械的裝配焊接質(zhì)量。變位機(jī)已經(jīng)逐漸成為我國工程機(jī)械必不可少的設(shè)備[5]。如今變位機(jī)在我國的工程機(jī)械相關(guān)行業(yè)，有了迅速的發(fā)展，并且被廣泛應(yīng)用，變位機(jī)的型號、規(guī)格、品種已經(jīng)非常豐富，面世的差不多有十多個系列，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸形成一個比較大的行業(yè)。

2 工程機(jī)械的高效焊割技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1 等離子切割機(jī)

等離子切割技術(shù)可以通過與不同的氣體記性配合能夠切割一些氧氣所不能進(jìn)行切割或者很難切割的金屬，等離子切割在對鈦、鎳、鋁、銅、不銹鋼等這些有色金屬的切割上起到很好的切割作用。比如在進(jìn)行普通的碳素鋼薄板的切割時，等離子切割技術(shù)的速度要比用氧氣切割的技術(shù)的速度要快5~6 倍，隨著熱產(chǎn)生變形情況的不斷降低，熱影響區(qū)也就減小。其中離子切割技術(shù)（如精細(xì)等）的應(yīng)用使切割作業(yè)具有更高的精確度和更快的切割速度，其機(jī)床和精細(xì)的等離子切割電源能夠通過智能化的技術(shù)有效控制好氣體的流量，對板材進(jìn)行圓孔切割，這種氣割技術(shù)在現(xiàn)在的切割工業(yè)中算得上是非常先進(jìn)的切割方法了。但是等離子切割技術(shù)也有其自身的弱點(diǎn)，比如其在進(jìn)行切割時會產(chǎn)生很多金屬煙塵、對人體有害的氣體、電磁輻射，所以在運(yùn)用等離子技術(shù)進(jìn)行工作時要配到好專業(yè)的護(hù)目鏡和面罩，防止弧光灼傷眼睛和皮膚，并且在施工場所必須要進(jìn)行通風(fēng)，工作人員要佩戴性能較好的防塵過濾口罩，防止工作人員吸入過多的金屬煙塵，對身體造成一定的損害。

2.2 激光切割

所謂的激光切割就是使用高功率高密度的激光光束對需要切割的金屬進(jìn)行照射，快速加熱金屬，使金屬達(dá)到汽化的溫度，從而由于蒸發(fā)的作用使板材產(chǎn)生空洞，隨著激光光束的移動孔洞連續(xù)延長并且形成較窄的切縫，從而完成切割。激光切割具有很多的好處，例如在切割完成后切縫的邊緣更加平整，而且沒有出現(xiàn)氧化物等物質(zhì)，不需要進(jìn)行二次加工就能直接進(jìn)行裝配，從而從很大的程度上提高生產(chǎn)的效率，減少在人工方面的成本。激光切割在現(xiàn)在的工程機(jī)械應(yīng)用中主要是進(jìn)行三維成型件下料和平板的下料等[6]。在科技進(jìn)步的過程中，激光切割技術(shù)也得到了進(jìn)步，傳統(tǒng)的固體激光轉(zhuǎn)換為光纖激光，激光其中有70%應(yīng)用在了8mm 以下的較薄板材的切割中，20%用在了12mm 以下的中厚板材的切割上。激光切割的速度比較快，能夠高速切割物體，節(jié)約下料時間和資金投入成本，同時能夠防止切割時板材發(fā)生變形的問題。另外，激光切割時產(chǎn)生的污染物也比較少，能夠有效減少對空氣的污染，保證工作的環(huán)境。在將來，激光切割會在工程機(jī)械制造行業(yè)得到更好的應(yīng)用，也會成為最標(biāo)準(zhǔn)、最常用的切割技術(shù)。

2.3 柔性組合夾具

科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展推動著當(dāng)前工程機(jī)械行業(yè)的進(jìn)步，品種繁多、定制化小批量生產(chǎn)具有很大的發(fā)展優(yōu)勢。現(xiàn)代產(chǎn)品的更新速度比較快，專用的夾具以及品種繁多的夾具，暫不生產(chǎn)時，就會造成夾具積壓，需要占用一定的場地，會浪費(fèi)很多的資源。柔性組合夾就能夠有效的解決這一問題，它的生產(chǎn)成本比較低、生產(chǎn)周期不長、又能夠適應(yīng)不斷變差的產(chǎn)品，滿足當(dāng)前社會發(fā)展及生產(chǎn)的基本需求。目前部分公司為了有效提高三維焊接和安裝的工作效率，就研制出了柔性組合夾具，從而滿足當(dāng)前生產(chǎn)技術(shù)、裝備安裝及檢測等多方面的需求，進(jìn)而確保工程機(jī)械生產(chǎn)過程能夠更加有序順暢的進(jìn)行。

2.4 數(shù)字化智能焊接電源

數(shù)字化智能焊接技術(shù)是未來得到高標(biāo)準(zhǔn)的合格焊縫，通過使用單片機(jī)技術(shù)控制焊接電源的工作狀態(tài)，使其能夠滿足焊接產(chǎn)品的相關(guān)要求的技術(shù)。焊接電源數(shù)字化是整個技術(shù)的核心。在工程機(jī)械方面，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)如下：①主電路數(shù)字化。這就意味著要將傳統(tǒng)的模擬式電源逐漸向雙極晶體管式弧焊逆變器轉(zhuǎn)換，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。而且隨著焊接方法的多樣化，能夠應(yīng)用的焊接材料逐漸增加，那么在功率逐漸加大的同時要降低其體積；②控制電路數(shù)字化。對于控制系統(tǒng)的構(gòu)而言，數(shù)字化焊接電源主要就是通過使用單片機(jī)及DPS 組合來控制系統(tǒng)，從而進(jìn)一步對電源加以控制及處理，保證能夠綜合處理信號流參數(shù)反饋流等綜合內(nèi)容，進(jìn)而使得焊接資源得到柔性化控制；③人機(jī)接口技術(shù)。目前人機(jī)交互技術(shù)是科技發(fā)展的一項(xiàng)比較前沿的技術(shù)，在國外已經(jīng)有了焊機(jī)的鍵盤操作與液晶顯示相結(jié)合，通過輸入焊接的方法和相關(guān)的焊接工藝參數(shù)進(jìn)行焊接的人機(jī)交互技術(shù)。人機(jī)交互也就是焊接工作者通過給計(jì)算機(jī)輸入一定的信息并發(fā)出指令，使機(jī)械進(jìn)行操作的過程，并且在人機(jī)交互的過程中，操作人員能夠通過液晶顯示觀察到現(xiàn)場的參數(shù)與信息，使高效焊割技術(shù)能夠更加直觀、操作更加規(guī)范和簡便。

2.5 傳感系統(tǒng)和軟件的應(yīng)用

在當(dāng)前更為先進(jìn)的焊接機(jī)器人工作站中，運(yùn)用較多的包括傳感系統(tǒng)及軟件，有些詞類軟件大多數(shù)都包含跟蹤定位功能，進(jìn)而對相關(guān)數(shù)據(jù)以及內(nèi)容反饋至工作工作站，同時能夠及時調(diào)整電流電壓，并且能夠根據(jù)系統(tǒng)和實(shí)際工作中產(chǎn)生的位置偏差進(jìn)行自動調(diào)整。對于機(jī)器人工作站而言，其相關(guān)裝配的標(biāo)準(zhǔn)較高，在生產(chǎn)過程中需要應(yīng)用計(jì)算機(jī)程序?qū)ζ潆娏鞔笮〖巴Ａ魰r間等進(jìn)行合理工作。將來的工作中，通過傳感系統(tǒng)和軟件的綜合應(yīng)用，根據(jù)焊接過程中的測量即其反饋數(shù)據(jù)，會實(shí)現(xiàn)焊接工藝參數(shù)調(diào)節(jié)的自動化，在獲得美好的外觀形象時也能夠穩(wěn)定提升其內(nèi)部質(zhì)量。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展更新，對焊割技術(shù)有了更加高的要求，需要不斷地提高焊接的外觀質(zhì)量與產(chǎn)品的內(nèi)部質(zhì)量，使工程的焊割技術(shù)能夠有更高的效率減少資源的消耗與浪費(fèi)，節(jié)約生產(chǎn)的成本，進(jìn)而為工作人員提供更加舒適的工作環(huán)境，也能夠推進(jìn)時光的順利進(jìn)行維護(hù)產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)產(chǎn)品的功能得到更大的發(fā)揮。