自動(dòng)化焊接設(shè)備在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用

馬桂俠

摘要：自動(dòng)化焊接設(shè)備在工程機(jī)械制造中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，是提升工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)制造能力的關(guān)鍵。文中首先對(duì)自動(dòng)化焊接設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，然后總結(jié)自動(dòng)化焊接設(shè)備在性能方面的主要特點(diǎn)，最后由機(jī)械的制造角度著手，對(duì)其自動(dòng)焊接設(shè)計(jì)在技術(shù)、結(jié)構(gòu)方面基本要點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，望能夠促進(jìn)工程機(jī)械制造中焊接加工質(zhì)量水平的進(jìn)一步提升。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械;自動(dòng)化;焊接技術(shù)

中圖分類號(hào)：TG43

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2095-6487（2019）03-0167-02

0引言

伴隨焊接工作、自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展，工程機(jī)械制造中，原來的方式無法適應(yīng)現(xiàn)代施工需求。過于陳舊的焊接技術(shù)，對(duì)于工程機(jī)械有了極大影響，其質(zhì)量也未能得到保證。把自動(dòng)化技術(shù)、焊接技術(shù)兩者有機(jī)結(jié)合，是自動(dòng)化焊接設(shè)備的發(fā)展，這些年運(yùn)用較為廣泛，且效果也是讓人滿意的，在提升生產(chǎn)效率、代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工焊接方式等，其意見非凡。

1自動(dòng)化焊接技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著工業(yè)技術(shù)的日新月異，人們逐漸認(rèn)識(shí)到先進(jìn)工藝設(shè)備對(duì)提升產(chǎn)品質(zhì)量所起到的重要性。世界發(fā)達(dá)國家，在工程機(jī)械自動(dòng)化焊接中使用了先進(jìn)的全自動(dòng)焊接技術(shù)，緩解了勞動(dòng)力相對(duì)緊張、企業(yè)人力成本支出費(fèi)用較高的現(xiàn)實(shí)問題，也使焊接質(zhì)量以及企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力保持在世界先進(jìn)的地位，創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟(jì)效益。目前，我國以焊接技術(shù)為核心的橋梁、鋼結(jié)構(gòu)等工程機(jī)械加工制造業(yè)，也一直在努力吸收國際先進(jìn)的機(jī)械焊接工藝和設(shè)備生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)”。但是，對(duì)于我國工程機(jī)械焊接行業(yè)來說，勞動(dòng)力雖然充裕，但人員技術(shù)水平不高。

1.1自動(dòng)化水平不高

國內(nèi)目前仍主要依靠人工作業(yè)，與大量采用機(jī)器人焊接的發(fā)達(dá)國家相比較為落后。國內(nèi)面臨制造業(yè)工人日益短缺和勞動(dòng)力成本提高的困境，機(jī)械制造行業(yè)自動(dòng)化焊接技術(shù)革新勢(shì)在必行。

1.2焊接技術(shù)運(yùn)用的范圍不大且數(shù)量較少

根據(jù)有關(guān)資料分析，當(dāng)前在發(fā)達(dá)國家中，其焊接結(jié)構(gòu)使用鋼量，占到全國鋼產(chǎn)量的60%左右，但我們國家遠(yuǎn)不及這一個(gè)水平。當(dāng)前被鍛焊、焊等替代，特別是在機(jī)床制造、閥門制造中更是如此，這些技術(shù)的運(yùn)用在更多的工程中體現(xiàn)，如公路橋梁、城市交通建設(shè)等。

1.3技術(shù)人才短缺

目前，國內(nèi)以中小企業(yè)居多，企業(yè)與發(fā)達(dá)國家的差距較大，高技術(shù)含量的設(shè)備投人不足，專業(yè)技術(shù)人才短缺，特別是焊接專機(jī)和機(jī)器人等自動(dòng)化焊接裝備需求的高技能操作人才欠缺，進(jìn)一步制約了自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用發(fā)展。

2工程機(jī)械焊接構(gòu)件技術(shù)分析

工程機(jī)械的焊接結(jié)構(gòu)件，包括臂架、轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)、車架構(gòu)件開展處理。伴隨當(dāng)前行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加大，工程機(jī)械向著智能一體化方向發(fā)展。這對(duì)于其結(jié)構(gòu)件的焊接水平提出了更高需求。

2.1薄板和高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)件增加

工程機(jī)械的焊接結(jié)構(gòu)中，對(duì)于一些高強(qiáng)度等構(gòu)件的要求不斷提升，如鋼輪壓路機(jī)運(yùn)用的板才屈服度高達(dá)1200MPa，在不久的將來甚至可達(dá)1500MPa以上。這些材料的焊接性非常差，故無論是對(duì)人員技能、工藝需求、設(shè)備等，均提出了高標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2焊縫結(jié)構(gòu)形式多元化

因?yàn)楣こ虣C(jī)械設(shè)備是重載的設(shè)備，對(duì)于焊縫強(qiáng)度的要求比較高，如平面I型、對(duì)移雙邊坡口焊縫等，因此其結(jié)構(gòu)的形式是多元的，也是較為復(fù)雜的。

2.3雙邊焊接需要工件的變位

為了可以更好提升焊縫的焊接強(qiáng)度，大多數(shù)關(guān)鍵焊縫所用的是雙邊焊接方式，以此提升其焊縫的強(qiáng)度。為了能確保焊縫的品質(zhì)以及對(duì)其變形狀態(tài)進(jìn)行控制，對(duì)于工藝中，需要工件可以頻頻換轉(zhuǎn)、變位。

3自動(dòng)化焊接設(shè)備在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用

最近這些年來，工程機(jī)械的制造領(lǐng)域中，對(duì)于自動(dòng)化焊接設(shè)備的運(yùn)用所呈現(xiàn)的是一種快速的發(fā)展情況，且技術(shù)也在不斷成熟、完善，大力促進(jìn)了自動(dòng)化焊接工作站形成以及運(yùn)用的推廣。

3.1運(yùn)用焊接電源

自動(dòng)化焊接設(shè)備在工作的運(yùn)用中，最重要是明確人身的案例。在焊接電源時(shí)，在配置方面，一定要選擇優(yōu)質(zhì)的電源，這一電源需要是全數(shù)字式的，且是逆變脈沖的焊接電源。同時(shí)與控制系統(tǒng)間，有良好接口，并可以顯示參數(shù)的數(shù)值。只有這樣才能讓焊接達(dá)到讓人滿意的狀態(tài)[3]。且結(jié)合機(jī)械制造領(lǐng)域設(shè)備焊接性能分析，與手工的焊接相比，在自動(dòng)化的焊接中所選擇的電源規(guī)格、焊絲等，要比傳統(tǒng)的高出一級(jí)，所以在選擇焊接電源時(shí)，需要滿足電流下載率達(dá)到100%的要求。

3.2主體及控制器

作為自動(dòng)化焊接工作站，這是最基礎(chǔ)的構(gòu)造，主體和控制器主體結(jié)構(gòu)是六軸關(guān)節(jié)型，有以下幾點(diǎn)條件。

材料不具有放射性，可以耐腐蝕;工作壽命≥15a;剛性堅(jiān)固式的結(jié)構(gòu)。

交流伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的焊接主體驅(qū)動(dòng)動(dòng)力技術(shù)，其位置信息所載路徑的測(cè)量也是由系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，具有良好的動(dòng)態(tài)性，可以讓其在作業(yè)時(shí)與設(shè)計(jì)要求相符合，精度控制在士0.1mm。設(shè)備控制系統(tǒng)在全方位融入了數(shù)字化技術(shù)之后，通過總線的連接與控制，工業(yè)數(shù)字化得以實(shí)現(xiàn)。總體控制系統(tǒng)在受到配電系統(tǒng)的電磁干擾影響比較小，所以在設(shè)備焊接中，有良好的再現(xiàn)性優(yōu)勢(shì)。且控制器和其他有關(guān)設(shè)備相比，防塵措施加大能讓運(yùn)行更加可靠、安全。

3.3傳感方面的系統(tǒng)

在自動(dòng)化焊接的設(shè)備中，傳感系統(tǒng)配置需要實(shí)現(xiàn)激光跟蹤、焊絲接觸功能相統(tǒng)一。同時(shí)，電弧跟蹤的傳感器需要實(shí)現(xiàn)以下功能。

（1）在焊接時(shí)，焊槍要預(yù)設(shè)至范圍內(nèi)擺，通過加工電

流、參數(shù)變化等，實(shí)現(xiàn)對(duì)于實(shí)際焊縫、編程位置偏差自動(dòng)修訂。

（2）激光跟蹤需要實(shí)現(xiàn)對(duì)于自動(dòng)化焊接設(shè)計(jì)在運(yùn)動(dòng)環(huán)

境里受到一些因素的干擾，如飛濺、煙塵、反光等。

（3）焊絲接觸尋位傳感器需要實(shí)現(xiàn)在其設(shè)備焊接加工

中找到各焊接接縫起點(diǎn)、始點(diǎn)的位置，需要在尋位中除去工件表面油漆等影響，讓起點(diǎn)、始點(diǎn)定位可以更可靠、準(zhǔn)確。

3.4焊接變位機(jī)和夾具

為最大限度地確保機(jī)械中應(yīng)用自動(dòng)化焊接設(shè)備，可讓焊接接縫處在平焊、船形焊接的位置。當(dāng)前自動(dòng)焊接調(diào)和，多數(shù)是其有變位的裝置，變位機(jī)所配置各回轉(zhuǎn)軸作為自動(dòng)化焊接設(shè)備的外部系統(tǒng)，可在焊接中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接設(shè)備的運(yùn)行。且所設(shè)置變位機(jī)高度要考慮工件裝卸是不是簡(jiǎn)單的、有效的。同時(shí)，夾具需要確保剛性、強(qiáng)度，因此可以建議在自動(dòng)化焊接中，盡可能選用快速加緊功能，明確其在焊接時(shí)可以保持形態(tài)不變，同時(shí)時(shí)間要短，提升焊接工藝的精確度、質(zhì)量。

4結(jié)束語

目前對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)能的要求也越來越高，自動(dòng)化焊接專機(jī)和焊接機(jī)器人由于其高質(zhì)量、高效率等優(yōu)勢(shì)，越來越受到工程機(jī)械制造企業(yè)的青睞，因此，自動(dòng)化焊接設(shè)備的技術(shù)革新是工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢(shì)，值得大力推廣和不斷探索。

參考文獻(xiàn)

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