馬國(guó)兵

摘?要：焊接是一種以加熱、高溫或者高壓等形式對(duì)金屬以及熱塑性材料進(jìn)行接合的方式。它是當(dāng)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(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。但是，焊接技術(shù)對(duì)于人體有著一定的危險(xiǎn)性，如燒傷、觸電、視力損害等，會(huì)在一定程度上會(huì)造成嚴(yán)重的后果?；谶@種現(xiàn)狀，在計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展的前提下，運(yùn)用電子技術(shù)改善焊接的工藝性能，提高它的機(jī)械化和自動(dòng)化水平，成為了有關(guān)人員的主要研究方向。這對(duì)于焊接工藝的發(fā)展有著非常重要的影響。

關(guān)鍵詞：焊接自動(dòng)化技術(shù);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(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的高速發(fā)展，焊接方法與設(shè)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(yùn)行時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)集中現(xiàn)象，焊接工藝的穩(wěn)定性就會(huì)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(hù)焊研究的重點(diǎn)之一。

1焊接自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的意義

焊接自動(dòng)化既指各種自動(dòng)化焊接方法的應(yīng)用，也包括提高焊接自動(dòng)化水平的過程，因此各種機(jī)械化、半自動(dòng)化焊接方法的推廣應(yīng)用都屬于這一范疇。低成本含義包括2個(gè)方面：一是以較少的投資實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化;二是焊接自動(dòng)化程度提高后，生產(chǎn)成本顯著低于改進(jìn)前的人工焊接。為了降低自動(dòng)化改造的成本，企業(yè)需要改變固有觀念，不斷學(xué)習(xí)、不斷創(chuàng)新。焊接自動(dòng)化的改造涉及整個(gè)焊接生產(chǎn)環(huán)節(jié)，除了焊接機(jī)器人的投入外，還有許多配套工作要進(jìn)行。為了降低改造成本，筆者認(rèn)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(dòng)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(hào)裝置，實(shí)現(xiàn)工裝的快速切換。鈑金企業(yè)可以通過內(nèi)部技術(shù)創(chuàng)新、自主加工制作完成這部分工作?？鞊Q底座的增加，例如廠商報(bào)價(jià)為2000元/個(gè)，自主加工安裝為800元/個(gè)，節(jié)約1200元/個(gè);對(duì)于I/O箱的增加，廠商提供的方案是1套工裝配置1個(gè)I/O箱，通過技術(shù)創(chuàng)新，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)I/O箱可配對(duì)多套工裝的功能。以某焊接生產(chǎn)線自動(dòng)化改造為例，機(jī)器人廠家最初設(shè)計(jì)是一個(gè)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(shí)別端口，實(shí)現(xiàn)一個(gè)I/O箱可配對(duì)多套夾具工裝的功能，再把I/O箱安裝在每個(gè)工位的固定底座上，實(shí)現(xiàn)1個(gè)固定底座對(duì)應(yīng)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(shè)計(jì)、自主采購(gòu)、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(jī)器人焊接線+自主改造”的方式，可以以較低的成本實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化的改造。

2焊接自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

傳統(tǒng)焊接技術(shù)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(zhǎng)度調(diào)整、電弧熄滅等均需通過手工方式進(jìn)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(dòng)化技術(shù)融入機(jī)械制造領(lǐng)域后，企業(yè)通過生產(chǎn)參數(shù)預(yù)設(shè)，在計(jì)算機(jī)程序的控制下即可高效、精確完成機(jī)械工件的自動(dòng)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(shè)備的生產(chǎn)周期。在我國(guó)，焊接技術(shù)應(yīng)用可追溯至20世紀(jì)初，當(dāng)時(shí)焊接技術(shù)即在我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)焊接技術(shù)的發(fā)展還要受到鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的限制，有關(guān)技術(shù)體系建設(shè)還不完善。工業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展給焊接技術(shù)性能提出更高要求，促使其不斷朝向自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展。

3焊接自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用

3.1激光焊接

眾所周知，齒輪是汽車制造過程中非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，在最早時(shí)期，激光焊接技術(shù)在汽車制造中的應(yīng)用便是齒輪的焊接，齒輪的重量、運(yùn)轉(zhuǎn)速度以及制造過程有著嚴(yán)格的要求，正是因?yàn)槿绱藝?yán)格與苛刻的要求，才使得激光焊接技術(shù)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(yīng)性強(qiáng)等顯著性特點(diǎn)，被應(yīng)用到齒輪的生產(chǎn)與加工中。時(shí)下，隨著制造行業(yè)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，很多新材料和新技術(shù)被引用到汽車制造過程中，激光焊接技術(shù)成為了當(dāng)前制造行業(yè)領(lǐng)域中一種極具制造優(yōu)勢(shì)的焊接手法。

3.2超聲波釬焊技術(shù)

目前新能源已經(jīng)成為中國(guó)制造業(yè)重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象之一，新能源在交通工具上的應(yīng)用將越來越普遍，在新能源電動(dòng)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(dòng)化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)

4.1智能控制

對(duì)焊接全過程做智能化控制是焊接自動(dòng)化技術(shù)的基本功能。數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、智能控制技術(shù)的快速發(fā)展實(shí)現(xiàn)了鉆采設(shè)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)完成工藝參數(shù)計(jì)算、配置等操作，以對(duì)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(jìn)一步的研究。

4.2網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的前提下，焊接自動(dòng)化技術(shù)中的接口非常普遍。在這個(gè)過程中，它也將朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。所謂的網(wǎng)絡(luò)化就是指在通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用下，可以實(shí)現(xiàn)不同焊接項(xiàng)目在信息、數(shù)據(jù)上的有效連通，可以通過終端電子設(shè)備的方式將焊接項(xiàng)目聯(lián)系到一起，從而實(shí)現(xiàn)焊接過程中的遠(yuǎn)程監(jiān)控模式。這個(gè)過程可以實(shí)現(xiàn)焊接技術(shù)的一體化控制，實(shí)現(xiàn)不同領(lǐng)域上的資源共享，及時(shí)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(shí)意義。此外，焊接自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)起步比較晚，還沒有形成一定的成熟體系，網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)更多的優(yōu)勢(shì)。

5質(zhì)量控制

（1）鉆采設(shè)備焊接多采用埋弧自動(dòng)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(dòng)焊接相結(jié)合的方式，以手工焊接進(jìn)行打底。同時(shí)，徹底清理坡口位置及兩側(cè)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(jìn)行，確保各段長(zhǎng)度合理，在模塊焊接作業(yè)完畢后，及時(shí)檢查工件形變情況，確保達(dá)到有關(guān)技術(shù)指標(biāo)的要求。（3）在立焊作業(yè)中，可選用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊工藝，采用從下到上的焊接順序，過程中需在目標(biāo)板材的反面設(shè)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(shí)，確保焊接質(zhì)量。

結(jié)束語(yǔ)

目前焊接技術(shù)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(diǎn)，在一定程度上限制了其更為廣泛的應(yīng)用。雖然，利用激光、電子束等高能束焊接技術(shù)能量密度高、熱輸入低的特點(diǎn)，進(jìn)行復(fù)合板的一次性熔透焊接，在提高復(fù)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(shè)計(jì)以及添加過渡層金屬來進(jìn)一步提高接頭的質(zhì)量等領(lǐng)域，仍亟待深入而系統(tǒng)的研究，這也將是該領(lǐng)域未來重點(diǎn)發(fā)展的方向之一。

參考文獻(xiàn)

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