淺談自動焊接在機械焊接中的應(yīng)用

陳琳

【摘 要】隨著自動焊接要求的不斷提高，研究其在機械焊接中的應(yīng)用凸顯出重要意義。本文首先對自動焊接做了概述，分析了自動焊接技術(shù)在我國應(yīng)用的現(xiàn)狀。在探討自動焊接在機械焊接中優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，研究了自動焊接在機械焊接中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】自動焊接；機械焊接；應(yīng)用

一、前言

作為一種實際應(yīng)用效果良好的焊接技術(shù)，自動焊接在近期得到了快速的發(fā)展和進步。研究自動焊接在機械焊接中的應(yīng)用，能夠更好地提升其實踐水平，從而保證機械焊接效果的優(yōu)化。本文從概述相關(guān)內(nèi)容著手本課題的研究。

二、概述

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國科技發(fā)展也十分迅速。在這一過程中人們越來越認識到機械化和自動化生產(chǎn)對提高產(chǎn)品生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量所起到的重要作用。除此之外，先進高效的生產(chǎn)加工工藝還能降低生產(chǎn)成本。近些年在機械焊接領(lǐng)域，我國致力引進吸收國外先進的焊接工藝及設(shè)備。在學(xué)習(xí)國際先進焊接技術(shù)的同時，結(jié)合我國實際情況，在機械焊接領(lǐng)域運用了自動焊接技術(shù)，這樣不僅減少了人工勞力，還可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，使企業(yè)在激烈的競爭中占取有利地位，進而實現(xiàn)經(jīng)濟效益的增長。

自動焊接就是實現(xiàn)焊接過程的機械化和自動化，減少人力焊接的操作。我國傳統(tǒng)的手動焊接技術(shù)是將電弧引燃，借助焊條維持電弧的長度，然后根據(jù)機械焊接需要手動進行電弧的移動，完成焊接后將電弧熄滅。自動焊接是將現(xiàn)代電子技術(shù)運用于焊接過程中，實現(xiàn)焊接工作自動化。自動焊接技術(shù)需要的主要設(shè)備就是自動焊接機，其有導(dǎo)軌床體、轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)臺、轉(zhuǎn)動機構(gòu)、氣動尾頂滑臺機構(gòu)來進行前后左右、轉(zhuǎn)動，由工件夾緊機構(gòu)、托料機構(gòu)完成所需機加工工件的安放于固定，由焊槍夾持機構(gòu)、焊槍氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)等焊槍相關(guān)技術(shù)機構(gòu)來完成焊接裝置，最后由氣動尾頂與專機電控系統(tǒng)來完成動作指令的發(fā)送輸出。目前的自動焊接機又加入了數(shù)字化技術(shù)，可將焊接的動作指令延伸到動作軌跡指令，將焊接的加工技術(shù)指令延伸到技術(shù)精度指令，將自動焊接技術(shù)推向了一個更高的技術(shù)平臺。

數(shù)字化技術(shù)的廣泛應(yīng)用不僅僅局限于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中同時也廣泛應(yīng)用于焊接領(lǐng)域中。數(shù)字化的延伸與發(fā)展，將整個動作指令轉(zhuǎn)化成軌跡指令，使現(xiàn)代化焊接技術(shù)發(fā)展的更為成熟與穩(wěn)健。

三、自動焊接技術(shù)在我國應(yīng)用的現(xiàn)狀

目前，自動焊接技術(shù)在我國的發(fā)展尚處于探索階段，與西方發(fā)達國家還存在一定的差距。最早在焊機的設(shè)計上往往功能單一、結(jié)構(gòu)簡單，只能完成最基本的焊接與切割工作，對焊接工作的多樣化考慮不足，即便是后來的焊接機器人的誕生，其靈活性也頗受局限，經(jīng)常在實際操作當中發(fā)生錯誤。此外，在對外引進的焊機當中，除了高昂的價格以外，國外對我國出口的焊機技術(shù)上也相對粗糙，沒有達到當時國際的先進水平。但隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在自動焊接技術(shù)方面也擁有了長足的進步。機器人系統(tǒng)的性價比得到了大幅提升，在技術(shù)層面也獲得了長足的進步。自動焊接技術(shù)開放性好、對焊縫要求非常嚴格的產(chǎn)品也可以應(yīng)用自動焊接技術(shù)完成。焊接技術(shù)由來已久，在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的今天，自動焊接技術(shù)對機械焊接行業(yè)影響非常深遠，機械焊接行業(yè)也對自動焊接技術(shù)有很大的需求?；A(chǔ)層面上來講，自動焊接技術(shù)已經(jīng)成為焊接領(lǐng)域不可或缺的組成部分。我國用于焊接行業(yè)的用鋼量早在5年前就超過了2億噸，是世界最大的鋼材焊接消耗國，成為鋼材焊接領(lǐng)域的大國。從我國焊接領(lǐng)域的現(xiàn)狀來看，對自動機械焊接的需求主要有以下方面：

1.從成本的層面上來說，自動化焊接設(shè)備有著更佳的使用效率，在人力成本逐步高漲的今天，能夠有效地緩解生產(chǎn)企業(yè)在人力成本投入上的壓力。

2.焊接工藝特別是弧焊在我國制造加工行業(yè)也被公認為是對工作者有害的工種。由于在手工完成焊接工作時，弧焊作業(yè)產(chǎn)生的弧光和高溫輻射會對人體造成影響，同時焊接工作勞動強度高，容易使工作者疲勞，無法長時間進行高強度的連續(xù)工作。

3.隨著焊接技術(shù)加工制造的產(chǎn)品向重型化、精密化的方向發(fā)展，機械生產(chǎn)中對焊接工藝的技術(shù)含量和焊接質(zhì)量的要求也更為嚴格，傳統(tǒng)的手工焊接操作逐步無法滿足實際的生產(chǎn)需求。

四、自動焊接在機械焊接中的優(yōu)勢

1.生產(chǎn)效率高

因為自動焊接設(shè)備是由整個機械組組成的，而機械的執(zhí)行程序是由數(shù)字電子系統(tǒng)控制的，因此自動焊接設(shè)備的使用電流比較大。然而大電流所產(chǎn)生的電弧熱量很集中，穿透能力非常強，從而可以使焊接速度加快很多。與普通手動的焊接加工相比，自動焊接設(shè)備的加工效率要增高大概10倍。

2.技術(shù)水平高，加工難度大

自動焊接設(shè)備還能夠?qū)芰悴考?、薄壁材料以及非金屬材料進行焊接加工。因為這種方法不是人手持的焊接，所以在選擇焊源介質(zhì)時不會有局限，這就使得自動焊接技術(shù)水平能夠得到進一步的發(fā)展和飛躍，比如，激光焊接在運用時，產(chǎn)生的焊縫寬度很小，熱影響小，加工部件的變形小，但由于激光焊接的深度比高，電流超大，焊接速度十分快，所以焊縫也就更加平整美觀，同時還能夠?qū)す夂附拥木酃饨裹c進行調(diào)控，這樣加工的難度就會有所提高。

3.質(zhì)量高且相對質(zhì)量水準穩(wěn)定

鑒于自動焊接設(shè)備的焊接指令是由數(shù)字中心統(tǒng)一發(fā)出的，焊接的速度和范圍都能夠進行控制，這就可以保持相對的一致性，恒定所加工工件的焊接質(zhì)量水平，如果加工過程中出現(xiàn)問題或者產(chǎn)生了變化，都能夠進行自動調(diào)節(jié)，并且保持相對的穩(wěn)定性。自動焊接設(shè)備的焊劑保護效果相當好，一般情況下，熔池金屬很少會受到空氣的污染和腐蝕，再加上電流比較大，這種條件下的熔池金屬也就能夠充分的進行反應(yīng)，生成的焊液成分比較均勻，這樣加工出的焊縫金屬性能穩(wěn)定、質(zhì)量較高，同時還具有美觀性。

4.改善加工工作環(huán)境，同時降低加工者的勞動強度

自動焊接在焊接的過程中產(chǎn)生的焊接煙霧會被自動焊接設(shè)備的隔離罩阻擋住，有的自動焊接設(shè)備在焊接時不會產(chǎn)生很強烈的光亮，焊接時所產(chǎn)生的煙霧也很少，這樣就會在一定程度上改善焊接加工人員在進行焊接作業(yè)時的工作環(huán)境；使用自動焊接設(shè)備進行焊接加工，不需要焊接作業(yè)人員長時間保持一個焊接動作，這樣就減輕了焊接機加工人員的體力損耗，降低了焊接作業(yè)人員的勞動強度。

五、自動焊接在機械焊接中的應(yīng)用

在進行機械的加工時，由于其形狀的多種多樣、焊縫也相對比較多、尺寸也較大等的影響，加工中常常會發(fā)生各種焊接問題，嚴重的會影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。而自動化的焊接技術(shù)在機械的應(yīng)用有效的提高了工作效率。下面將著重分析在機械焊接過程中埋弧自動焊工作。

1.埋弧自動焊概述

埋弧焊是電弧在焊劑層下燃燒的一種電弧焊方法，分自動埋弧焊和半自動埋弧焊兩種方式。通電引弧后，由于電弧的作用，使埋于焊劑下的焊絲和附近的焊劑熔化，熔渣浮在熔化的焊縫金屬上面，使熔化金屬不與空氣接觸，并供給焊縫金屬所需要的合金元素，隨著電焊機的移動，顆粒狀的焊劑不斷由料斗漏下，電弧完全被埋在焊劑之內(nèi)，同時焊絲邊熔化邊下降。如果電焊機沿軌道按設(shè)定的速度自動移動，稱為自動埋弧焊；如果電焊機的移動是由人工操作，則稱為半自動埋弧焊。

2.埋弧自動焊優(yōu)點

埋弧焊具有的優(yōu)點較多，概括起來為：工藝條件穩(wěn)定，與大氣隔離、保護效果好，電弧熱量集中；熔深大，焊縫的化學(xué)成分均勻；焊縫質(zhì)量好，塑性和韌性較高；生產(chǎn)效率高。但自動埋弧焊只適合于焊接較長的直線焊縫，手工埋弧焊可適合于焊接曲線焊縫。

3.機械埋弧自動焊接技術(shù)應(yīng)用

埋弧焊采用的焊絲、焊劑要保證其熔敷金屬抗拉強度不低于相應(yīng)手工焊條的數(shù)值。Q235鋼焊件可采用H08、H08A、H08MnA等焊絲配合高錳、高硅型焊劑；Q345鋼和Q390鋼焊件可采用H08A、H08E焊絲配合高錳型焊劑，也可采用H08Mn、H08MnA焊絲配合中錳型和高錳型焊劑，或采用H10Mn2焊絲配合無錳型或低錳型焊劑。

六、結(jié)束語

通過對自動焊接在機械焊接中應(yīng)用的相關(guān)研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，自動焊接的多項技術(shù)優(yōu)勢決定了其在機械焊接中的地位，有關(guān)人員應(yīng)該從其客觀需求出發(fā)，在比對自身條件的基礎(chǔ)上，研究制定最為切合實際的自動焊接應(yīng)用方案。

參考文獻：

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