自動(dòng)化焊接技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用策略

王玉堂

摘 要：焊接是一種以加熱、高溫或者高壓等形式對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。現(xiàn)代焊接的方式有多種，包括激光電焊、電子束電焊以及超聲波電焊等。但是，焊接技術(shù)對于人體有著一定的危險(xiǎn)性，如燒傷、觸電、視力損害等，會在一定程度上會造成嚴(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，提高其機(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。這對于焊接工藝的發(fā)展有著非常重要的影響。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化焊接技術(shù);機(jī)械制造;應(yīng)用策略

引言

由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，機(jī)械制造領(lǐng)域原有的手焊技術(shù)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化焊接的實(shí)際需求，并且隨著機(jī)械設(shè)備的組成日趨復(fù)雜，對焊接技術(shù)的要求也越來越嚴(yán)格。因此，如何靈活地將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在工程機(jī)械焊接工作中，并利用技術(shù)的優(yōu)勢彌補(bǔ)傳統(tǒng)手焊技術(shù)存在的不足至關(guān)重要，可以最大限度地提升作業(yè)質(zhì)量，保障作業(yè)效率，還可以解決焊接精度不足的問題。

1.自動(dòng)化焊接技術(shù)特點(diǎn)

1.1提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本

在工業(yè)制造業(yè)發(fā)展過程中，自動(dòng)焊接機(jī)器人的運(yùn)用是對我國工業(yè)生產(chǎn)的一次技術(shù)性革命。焊接機(jī)器人的操作速度比較快，操作期間只要確保機(jī)器人充足的水、電、氣等外部動(dòng)力源條件，機(jī)器人就可以一直持續(xù)工作。因機(jī)器人能夠一直持續(xù)工作，不需要?jiǎng)趧?wù)費(fèi)，管理比較簡單統(tǒng)一，通過電腦設(shè)置操作后就可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不用擔(dān)心機(jī)器人的人際關(guān)系問題，或無法工作的現(xiàn)象。在日常工作中，一臺機(jī)器人的工作量大概是3～4名工人24h的工作量，生產(chǎn)速度大約是工人的4～5倍，機(jī)器人自動(dòng)焊接技術(shù)的運(yùn)用能夠顯著提高工業(yè)制造業(yè)的生產(chǎn)效率。在近幾年，我國工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，因市場短缺勞動(dòng)力，勞動(dòng)成本較高，自動(dòng)化焊接機(jī)器人技術(shù)的運(yùn)用能夠解決工人不足的問題，在提升企業(yè)生產(chǎn)效率的同時(shí)，也能降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的競爭力。

1.2改善實(shí)際操作環(huán)境

在工業(yè)制造業(yè)生產(chǎn)過程中，焊接期間會出現(xiàn)金屬物質(zhì)飛濺的現(xiàn)象，并伴有弧光、煙塵、噪音、有害氣體等，會對人體產(chǎn)生一定的危害，如果在實(shí)際焊接操作中防護(hù)措施不到位，工作人員將容易患放射性疾病，對工作人員的身體健康產(chǎn)生不良影響。實(shí)施自動(dòng)化焊接技術(shù)，通過機(jī)器人完成焊接工作，工作人員可在安全距離外進(jìn)行監(jiān)督管理，能夠改善工作人員的工作環(huán)境，避免焊接環(huán)境對人體的危害。機(jī)器人能夠持續(xù)24h操作，工作人員可以進(jìn)行輪班監(jiān)督管理，降低了工作人員的工作強(qiáng)度，提高了工作人員的安全性。機(jī)器人的管理主要采用電腦等機(jī)械設(shè)備、先進(jìn)技術(shù)完成相應(yīng)的操作，因此，工作人員在監(jiān)督管理時(shí)可有效掌握信息技術(shù)，提升了工作人員的綜合能力，有助于改善工作人員的工作環(huán)境。

2.自動(dòng)化焊接技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用策略

2.1自動(dòng)化焊接專機(jī)

在進(jìn)行大型機(jī)械設(shè)備的大規(guī)模、大批量生產(chǎn)制造過程中，通常采用自動(dòng)化焊接專機(jī)作為輔助完成生產(chǎn)。自動(dòng)焊接專機(jī)在進(jìn)行焊接作業(yè)過程中，具有非常強(qiáng)的焊接控制能力，在實(shí)際應(yīng)用中，將傳感器、電子電路安裝其中，能夠?qū)φ麄€(gè)焊接專機(jī)的焊接作業(yè)過程進(jìn)行全自動(dòng)化的跟蹤。除以上之外，還可結(jié)合機(jī)械制造生產(chǎn)作業(yè)實(shí)際需求來對自動(dòng)化焊接專機(jī)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以此來進(jìn)一步提升整個(gè)焊接作業(yè)的工作成效。將其應(yīng)用于自動(dòng)焊接和旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，一般選擇雙絲焊接技術(shù)作為主要焊接方式。相比較于以往傳統(tǒng)模式下的手工操作技術(shù)而言，通過雙絲焊接技術(shù)，進(jìn)一步提升了機(jī)械制造生產(chǎn)效率，同時(shí)對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)焊縫斷弧問題起到了一定的避免作用，與此同時(shí)，雙絲焊接技術(shù)在進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)的烙深相對比較深，更能突出焊縫在其中的力學(xué)性能優(yōu)勢，能夠應(yīng)用于直線、曲線等多種類型焊縫焊接作業(yè)中，具有非常高的焊接工作效率，在實(shí)際焊接作業(yè)時(shí)，焊件變形越小越能保證焊接作業(yè)質(zhì)量，特別適用于規(guī)?；瘷C(jī)械加工生產(chǎn)作業(yè)中。從整體上來講自動(dòng)化焊接專機(jī)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用，還具有非常高的智能化程度，主要體現(xiàn)在將更高等級傳感器應(yīng)用于自動(dòng)焊接中，能夠?qū)崿F(xiàn)人與機(jī)器之間的互動(dòng)，根據(jù)需求來調(diào)節(jié)其中的參數(shù)信息，更好的將自動(dòng)化焊接專機(jī)的作用發(fā)揮于實(shí)際機(jī)械制造生產(chǎn)中。

2.2自動(dòng)化焊接機(jī)器人

隨著時(shí)代和科技的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)等領(lǐng)域的不斷進(jìn)步，在傳統(tǒng)焊接技術(shù)中應(yīng)用自動(dòng)焊接機(jī)器人的應(yīng)用技術(shù)也得到了全面的發(fā)展。焊接機(jī)器人替代傳統(tǒng)人工作業(yè)的方式，對于提高企業(yè)的生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)中的錯(cuò)誤率、降低企業(yè)成本、提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益方面，有著積極的促進(jìn)作用。焊接機(jī)器人的廣泛應(yīng)用，既可以保障了焊接技術(shù)的品質(zhì)，降低了人工作業(yè)的成本支出，還能減少人工作業(yè)中的人身安全的隱患問題，所以目前在國內(nèi)外的焊接領(lǐng)域中，對于焊接機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用方面的研究，作出了很多的努力，并且建立了相關(guān)的焊接機(jī)器人工作站。如今，比較常見的機(jī)器人工作站主要分為四種類型。

（1）箱體焊接機(jī)器人工作站。主要是應(yīng)用于箱柜行業(yè)中，對于產(chǎn)量、質(zhì)量等要求標(biāo)準(zhǔn)較高的焊接工作而研發(fā)的專用設(shè)備。工作站由弧焊機(jī)器人、送絲機(jī)、復(fù)位機(jī)、控制系統(tǒng)等部分組成。主要在電氣工程、機(jī)械制造和汽車制造等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

（2）不銹鋼氣塞機(jī)器人。對于不銹鋼焊接中密封性高、變形量大的焊接工作，通過使用柔性激光焊接方式，進(jìn)行有效的解決。

（3）軸類焊接機(jī)器人工作站。主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)軸為基礎(chǔ)的零件焊接工作，對于這類焊接工作中勞動(dòng)量大、產(chǎn)品品質(zhì)不一致、生產(chǎn)能力差等問題，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和相關(guān)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的控制來解決出現(xiàn)的問題。

（4）焊接螺柱機(jī)器人工作站。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，用相關(guān)系統(tǒng)對機(jī)器人進(jìn)行操作，針對焊接螺柱工藝中，不同規(guī)格的焊接要求，能夠更加準(zhǔn)確、高效的將螺柱進(jìn)行焊接工作。

2.3新材料自動(dòng)化焊接技術(shù)

隨著我國工業(yè)制造業(yè)的發(fā)展，制造業(yè)的生產(chǎn)材料也不斷變化，針對新型材料，需要采用不同的焊接技術(shù)，但傳統(tǒng)的焊接技術(shù)對新材料的運(yùn)用存在許多不足，容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。采用自動(dòng)化焊接技術(shù)，因操作對象為機(jī)器人，可以將研究的數(shù)據(jù)結(jié)果輸入自動(dòng)化系統(tǒng)中，設(shè)定相應(yīng)的數(shù)據(jù)，利用新材料自動(dòng)化焊接技術(shù)快速提高生產(chǎn)效率，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的創(chuàng)新發(fā)展，也能促進(jìn)工業(yè)制造業(yè)的進(jìn)一步轉(zhuǎn)型。自動(dòng)化設(shè)計(jì)能夠提高工業(yè)制造業(yè)的生產(chǎn)效率，提高企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4自動(dòng)化在線監(jiān)測技術(shù)

為了提高焊接產(chǎn)品的質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)焊接產(chǎn)品質(zhì)量的檢測，而在傳統(tǒng)焊接技術(shù)生產(chǎn)過程中，檢測工作主要由專人負(fù)責(zé)，實(shí)際檢測需要通過復(fù)雜的工序?qū)嵤?，按照一定的頻次進(jìn)行抽檢，無法對每一件產(chǎn)品進(jìn)行檢測，所以無法確保每一件產(chǎn)品的質(zhì)量。采用自動(dòng)化焊接技術(shù)能夠及時(shí)反饋質(zhì)量信息，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化在線監(jiān)測，對焊接的每一件產(chǎn)品進(jìn)行精準(zhǔn)地檢測，確保產(chǎn)品的質(zhì)量。

結(jié)語

綜上所述，焊接自動(dòng)化技術(shù)是焊接工藝發(fā)展中的主要方向，通過自動(dòng)化技術(shù)的結(jié)合，埋弧電機(jī)與二氧化碳保護(hù)焊等設(shè)備被應(yīng)用到生產(chǎn)中。有關(guān)人員需要根據(jù)現(xiàn)階段焊接自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中的難點(diǎn)進(jìn)行分析和研究，從而確定焊接自動(dòng)化的未來發(fā)展趨勢，為生產(chǎn)加工等領(lǐng)域提供一定保障。

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