工程機械焊接工藝特點與應(yīng)用趨勢探討

文/王文華，鄭州向心力通信技術(shù)股份有限公司

1 工程機械焊接結(jié)構(gòu)件及其特點

工程機械產(chǎn)品中焊接結(jié)構(gòu)件占據(jù)主要位置，一般約占整個機械設(shè)備重量的50%到70%，機械焊接結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量直接關(guān)系到整個機械設(shè)備的質(zhì)量、性能和穩(wěn)定性。工程機械的焊接結(jié)構(gòu)件主要包括車架類結(jié)構(gòu)件、轉(zhuǎn)臺類結(jié)構(gòu)件以及壁架類結(jié)構(gòu)件三種。焊接結(jié)構(gòu)件的設(shè)計和制造能力已經(jīng)成為工程機械制造企業(yè)的重點研究內(nèi)容，這也是提高焊接質(zhì)量和水平的重要組成。

隨著工程機械加工行業(yè)間的競爭的加劇，專業(yè)化、智能化、自動化已經(jīng)成為目前工程機械加工生產(chǎn)的主要發(fā)展方向，這也對工程機械焊接結(jié)構(gòu)件有了更高的要求，工程機械焊接件主要有以下特點，一是尺寸大、厚板焊接焊縫多，為了提高大型工程機械設(shè)備的使用性能，工程機械行業(yè)中應(yīng)用大尺寸和厚板焊接焊縫較多，這就對焊接焊縫形成的質(zhì)量要求更高;二是，高強度焊接結(jié)構(gòu)件和薄板的增加，高強度鋼材的使用對減輕工程機械設(shè)備重量、提高工程機械設(shè)備性能幫助很大，但是這些材料焊接性能較差，這對焊接工藝和焊接設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性提出了更高要求;三是，由于工程機械設(shè)備逐漸應(yīng)用于更多的行業(yè)和領(lǐng)域，并具有更廣泛的運用范圍，因此對于焊縫結(jié)構(gòu)的要求形式多樣。

2 我國焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

焊接技術(shù)最早起始于我國的古代，當(dāng)時主要用于制造兵器。隨著19世紀(jì)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)能集中熱源來焊接金屬的氧乙炔火焰和電弧，使得焊接使用范圍變廣，緊接著鋁熱劑技術(shù)發(fā)明使得鋁熱焊接技術(shù)得到廣泛的使用。隨著20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的進步，氣焊技術(shù)和電弧焊技術(shù)的出現(xiàn)推動了工程機械焊接行業(yè)的出現(xiàn)，也使得工程機械生產(chǎn)效率的變高，期間焊條的研發(fā)和使用使得焊接技術(shù)得到更進一步的提高，電弧焊接技術(shù)一度成為工程機械焊接的主要工藝。由美國科學(xué)家發(fā)明的將焊接技術(shù)和電氣技術(shù)融合的自動電焊接機的出現(xiàn)，標(biāo)志著機械焊接技術(shù)從手工階段轉(zhuǎn)入自動焊接階段，機械焊接行業(yè)也進入了快速發(fā)展的階段，新的技術(shù)和工藝相繼出現(xiàn)，20世紀(jì)以來，氣體保護狀態(tài)下的電弧焊、二氧化碳保護下的焊接、混合氣體焊接、自保護電弧焊接等先進的焊接技術(shù)不斷出現(xiàn)，并開始應(yīng)用于航天航空、軍事、建筑等多個國家關(guān)鍵領(lǐng)域。

3 我國工程機械焊接工藝技術(shù)的應(yīng)用趨勢

3.1 利用低溫機械焊接工藝技術(shù)

實際的研究數(shù)據(jù)表明在鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程中，如果焊接的溫度很低，發(fā)生鋼結(jié)構(gòu)的焊接事故，主要是其焊條在這種低溫下會發(fā)生斷裂。同時在這種情況下，脆斷的事故會受到溫度的影響。針對機械焊接的事故進行分析，發(fā)現(xiàn)焊接的溫度以及其預(yù)熱所需的溫度應(yīng)該給予高度的重視，同時在焊接的期間應(yīng)該明確預(yù)熱的重要性，這樣才能保證焊接的質(zhì)量。

3.2 利用機械焊接振動時效的工藝技術(shù)

利用焊接振動時的工藝技術(shù)及在實際的焊接中，使用振動技術(shù)讓其外力作用內(nèi)部周期，實現(xiàn)了作用力的改變，將內(nèi)部的各種工件相互疊加，這樣就會改變了粘性力。這種方式作用可以防止其內(nèi)部發(fā)生變形，并且作用的過程中保證其內(nèi)部的平衡的狀態(tài)。這樣就可以實現(xiàn)工件材料的有效的利用。為了實現(xiàn)振動數(shù)據(jù)變化的有效作用，可以從從以下幾點出發(fā)對其進行管理。

首先就是降低振動機械焊接的頻率，全面的將機械焊接的頻率下調(diào)，這樣讓原有的頻率一致控制在范圍內(nèi)。其次，選擇合適的激振頻率。在新的材料的作用下，如果激振力小，會產(chǎn)生非常少的晶粒；相反，如果激振力大，產(chǎn)生的晶粒會非常多，進而將激振的時效延長，同時，對時效也產(chǎn)生了巨大影響。

3.3 機械焊接反變形工藝技術(shù)

機械焊接的連接過程中，將焊接的反變形和工藝技術(shù)逐漸的提升，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的提升，具體包括以下幾種情況，就是在橫向、縱向收縮變形和角變形、彎曲變形和波浪變形等。焊接的過程中發(fā)生變形是很常見，如果可以利用焊接的變形來對實現(xiàn)對焊接技術(shù)的提升，那么對機械焊接的發(fā)展就具有促進作用。對于殘余角變成方式的有效控制是，在機械焊接之前利用結(jié)構(gòu)性反彈變形焊接的方式加以解決。

3.4 焊接的自動化和焊接機器人

為了推進工程機械焊接工藝的發(fā)展，應(yīng)該不斷的進行探索創(chuàng)新，當(dāng)前焊接機器人和自動焊接機的使用，能夠代替焊接技術(shù)人員對一些操作復(fù)雜、危險性大的工藝進行完美的操作，不僅保證了人們的身體健康降低勞動力，也能夠保證焊接工藝達到滿意的程度，產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性都能夠提高。對于機械焊接工藝，有時工作環(huán)境比較惡劣會對人身體造成一定的損傷，不被當(dāng)前操作技術(shù)人員所接受，并且現(xiàn)在用人成本費用比較高，因此，使用焊接機器人和自動焊接機能夠有效解決用人問題，降低投入的成本提高生產(chǎn)力，能夠為企業(yè)帶了更大效益推動企業(yè)的發(fā)展。

4 結(jié)束語

綜上所述，焊接工程是一門新的技術(shù)，也是一門新的金屬工藝。這項技術(shù)被應(yīng)用在航天制造、工程機械生產(chǎn)等各種電氣工程中。但是目前科學(xué)技術(shù)的進步逐漸在焊接的工程中沒有對其產(chǎn)生進步的作用，新的焊接技術(shù)受到了各種施工的工藝的影響，導(dǎo)致在制造業(yè)中國焊接工藝沒有能有效的發(fā)揮。并且焊接的技術(shù)對實際的焊接安全有著直接的影響。在這種情況下，我們應(yīng)該認(rèn)識到焊接工藝的重要性，提高焊接技術(shù)的可靠性，積極的對焊接技術(shù)的開發(fā)，實現(xiàn)其焊接質(zhì)量的提升，保證焊接工藝的提升。