探析焊接與切割裝備在工程機(jī)械制造高效焊接中的應(yīng)用

王清華 陳超

摘要：當(dāng)前，相關(guān)機(jī)械制造企業(yè)想要在市場(chǎng)中能有一席之地，必須擁有自己核心的競(jìng)爭(zhēng)力，而自動(dòng)化焊接及切割設(shè)備便成為了關(guān)鍵。機(jī)械企業(yè)通過(guò)引進(jìn)現(xiàn)代化的焊接以及切割設(shè)備，在工程機(jī)械的制造過(guò)程中進(jìn)行應(yīng)用，針對(duì)不同的加工要求，使用不同的焊接裝備和切割裝備，從而能夠保證產(chǎn)品的性能與質(zhì)量都能令客戶滿意。文本通過(guò)探析焊接與切割裝備在工程機(jī)械制造高效焊接中的使用情況，對(duì)具體的工程應(yīng)用進(jìn)行技術(shù)性分析，探討焊接與切割裝備在工程機(jī)械制造中未來(lái)的發(fā)展方向，對(duì)相關(guān)裝備在工程機(jī)械制造中進(jìn)一步應(yīng)用有一定的意義。

關(guān)鍵詞：焊接裝備;切割裝備;高效焊接

0? 引言

作為我國(guó)裝備制造行業(yè)中不可或缺的工程機(jī)械制造，其相關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)巨大、功能要求高、使用環(huán)境特殊、設(shè)備需要具備相當(dāng)高的性能要求。因此，工程機(jī)械相關(guān)產(chǎn)品及其零部件的制造要求都比較嚴(yán)格，不但要保證產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，而且對(duì)相關(guān)制造工藝以及零部件的可靠性都有較為嚴(yán)苛的要求。隨著我國(guó)這些年來(lái)自主研發(fā)的水平不斷提高，越來(lái)越多的工程制造企業(yè)進(jìn)行了制造工藝的技術(shù)升級(jí)，通過(guò)結(jié)合現(xiàn)代化的制造理念，不斷對(duì)工程機(jī)械的制造技術(shù)進(jìn)行升級(jí)。通過(guò)制造使用更為先進(jìn)的焊接裝備和切割裝備，能夠確保在工程機(jī)械制造過(guò)程中進(jìn)行更為高效的焊接。通常焊接與切割裝備在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用效果，與焊接成本、焊接效果、焊接工藝、焊接生產(chǎn)率有直接關(guān)系，而只有焊接裝備與切割設(shè)備的性能更為優(yōu)越，工程機(jī)械制造中的焊接質(zhì)量才能夠得到保障。

1? 工程機(jī)械制造高效焊接的概述

為了實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造2025的強(qiáng)國(guó)目標(biāo)，中國(guó)制定了十大支柱產(chǎn)業(yè)，高端裝備制造業(yè)便是其中之一，由此為工程機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)會(huì)。隨著工業(yè)科技的快速發(fā)展，自動(dòng)化與智能化生產(chǎn)逐漸成為企業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。目前工程機(jī)械制造業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量性能提升速度緩慢，企業(yè)必須對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備技術(shù)進(jìn)行升級(jí)，而工程機(jī)械制造領(lǐng)域中的焊接裝備和切割裝備便成為了關(guān)鍵，企業(yè)越來(lái)越重視焊接裝備與切割裝備的發(fā)展，只有這樣才能保證工程機(jī)械制造過(guò)程中的焊接質(zhì)量。當(dāng)前，作為現(xiàn)代工程機(jī)械制造領(lǐng)域發(fā)展和核心戰(zhàn)略，高效焊接逐漸融入工程機(jī)械制造的生產(chǎn)加工過(guò)程中，并且已經(jīng)獲得了一些突破性的進(jìn)展。

通過(guò)使用高效焊接，企業(yè)的生產(chǎn)效率能夠獲得提升，企業(yè)的經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)也能獲得增長(zhǎng)。同時(shí)高效焊接還能夠?qū)a(chǎn)品零部件的性能充分發(fā)揮，保證了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，為工程機(jī)械換代升級(jí)提供充足保障。但就目前工程機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展并不完善，距離完全實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械高效焊接的總目標(biāo)還有很長(zhǎng)的路要走。因此在進(jìn)行工程機(jī)械制造的過(guò)程中，企業(yè)應(yīng)該針對(duì)具體需求進(jìn)行實(shí)際考量，切忌對(duì)高端焊接裝備和切割裝備進(jìn)行無(wú)根據(jù)的引進(jìn)，必須考慮工廠的布局情況以及產(chǎn)品的工藝流程，在相關(guān)布局以及技術(shù)達(dá)到要求的前提下，尋找合適的加工手段，生產(chǎn)或引進(jìn)合適的焊接設(shè)備和切割設(shè)備，確保工程機(jī)械設(shè)備的高效焊接。

相較于傳統(tǒng)的焊接技術(shù)，使用高效焊接能夠保證焊件的質(zhì)量，而且焊接速度更快。高效焊接技術(shù)由焊接技術(shù)與切割技術(shù)組成，等離子式切割機(jī)與激光式切割機(jī)是目前企業(yè)上常用的切割設(shè)備，等離子式切割機(jī)采用的是精細(xì)等離子小孔切割技術(shù)，適用于切割中等厚度的板材;而激光式切割機(jī)主要是對(duì)三維成型件以及平板進(jìn)行切割，常用的激光切割機(jī)有固體激光切割機(jī)以及光纖激光切割機(jī)等。

2? 板材切割智能裝備的應(yīng)用與發(fā)展

2.1 激光切割機(jī)

激光切割相較于傳統(tǒng)的火焰切割，能夠充分發(fā)揮切割設(shè)備的高效性特點(diǎn)，并且切割效果與切割效率都是火焰切割所不能比擬的，隨著對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高，激光切割逐漸成為目前切割材料的主要方式。相關(guān)材料在進(jìn)行激光切割之后，后續(xù)不需要對(duì)材料進(jìn)行進(jìn)一步處理，避免了使用傳統(tǒng)切割方式帶來(lái)的資源及成本的損耗，同時(shí)還能夠保證產(chǎn)品的切割效率與切割質(zhì)量，能夠產(chǎn)生比火焰切割更大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)在激光切割主要在工程機(jī)械制造中應(yīng)用較多，主要是對(duì)相關(guān)的中平板以及三維成形件進(jìn)行切割加工。而隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，激光切割機(jī)的相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)也在不斷進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)，從最開(kāi)始的固體激光、二氧化碳激光，到目前最先進(jìn)的光纖激光，激光切割技術(shù)的適用范圍不斷增大，在國(guó)內(nèi)外的工程機(jī)械制造行業(yè)中都有較為廣泛的應(yīng)用，發(fā)展前景良好。

2.2 等離子切割機(jī)

等離子切割機(jī)主要是對(duì)中等厚度的板材進(jìn)行切割，通常在切割完成之后半成品的坡口和孔還需要進(jìn)行進(jìn)一步的處理。等離子切割中最為核心的技術(shù)是精細(xì)等離子小孔切割技術(shù)，這是在平板切割功能的基礎(chǔ)上擴(kuò)展出來(lái)的新技術(shù)。通過(guò)使用高速高精的龍門(mén)數(shù)控機(jī)床以及精細(xì)的等離子切割電源，配合高性能的多軸數(shù)控系統(tǒng)，能自動(dòng)控制氣體的流量，從而確?；?shù)挺度達(dá)到要求，同時(shí)降低割面錐度，保證圓孔切割效果令客戶滿意。此外，等離子切割技術(shù)在工程機(jī)械制造用也有較大范圍的應(yīng)用，主要是切割5～25mm的中厚板，能夠保證小圓孔切割的靜厚比為1：1，從而能夠在最大程度上不采用鉆孔的方式，避免了產(chǎn)品加工過(guò)程中不必要的工序。此外，在某些特殊情況下，等離子切割技術(shù)能夠替代激光切割技術(shù)，從而能夠降低企業(yè)采購(gòu)激光切割機(jī)帶來(lái)的額外成本，保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3? 焊接與切割裝備高效焊接技術(shù)應(yīng)用

3.1 智能焊接裝備

工程機(jī)械制造過(guò)程中高效焊接的主要標(biāo)志是智能焊接設(shè)備的應(yīng)用普及度，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了相關(guān)的智能焊接技術(shù)的升級(jí)創(chuàng)新。智能焊接技術(shù)通過(guò)引入計(jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)控制，相較于傳統(tǒng)的焊接方式，智能焊接設(shè)備是通過(guò)掌握焊接系統(tǒng)相關(guān)需求以及相關(guān)應(yīng)用，對(duì)焊接系統(tǒng)具備的特征進(jìn)行分析，最終設(shè)計(jì)出焊接設(shè)備專用的智能處理系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)智能焊接設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用普及，能夠降低企業(yè)很多不必要的資源及成本損耗，而且焊接材料的系統(tǒng)自動(dòng)傳輸能夠得到保障，焊接材料的精確判斷能夠得到保障，并在此基礎(chǔ)上從而實(shí)現(xiàn)材料焊接過(guò)程中的全自動(dòng)化。

3.2 組合夾具的焊接

在進(jìn)行工程機(jī)械制造的過(guò)程中，小型零部件所使用的焊接步驟較少，大型零部件的焊接工序較多，并且更復(fù)雜，需要處理的焊接技術(shù)問(wèn)題也更多。大型零部件需要將較多的小型零部件進(jìn)行焊接，因此焊接大型零部件的周期更長(zhǎng)，焊接難度也比較大。不過(guò)通過(guò)應(yīng)用組合夾具焊接技術(shù)，能夠在焊接大型零部件時(shí)使用智能化焊接更為方便，能夠保證零部件的機(jī)械物理性能，使工程機(jī)械制造過(guò)程更為流暢。

3.3 自動(dòng)式焊接

在進(jìn)行工程機(jī)械制造過(guò)程中，自動(dòng)焊接技術(shù)作為高效焊接技術(shù)，應(yīng)用同樣比較廣泛。自動(dòng)焊接技術(shù)能在一定程度上將工程機(jī)械制造過(guò)程中的焊接效率進(jìn)行相應(yīng)提高，其關(guān)鍵技術(shù)是雙絲焊接技術(shù)，通過(guò)應(yīng)用這種焊接技術(shù)，能夠令焊接材料的表面形成一個(gè)溶深，使焊接過(guò)后的焊縫質(zhì)量有所提高，保證了在自動(dòng)式焊接設(shè)備中能夠應(yīng)用雙絲焊接技術(shù)。相較于目前的焊接機(jī)器人，雙絲焊接技術(shù)在焊接直線及曲線時(shí)，焊縫大小更為合適，在保證焊接效率的同時(shí)對(duì)整個(gè)焊接板材的產(chǎn)品質(zhì)量也能有所提升。當(dāng)前的雙絲焊接技術(shù)在較多類型的焊接中都能有所應(yīng)用，常見(jiàn)的有直線焊接、規(guī)則曲線焊接、不規(guī)則曲線焊接等等。

3.4 計(jì)算機(jī)輔助建模

隨著計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，CAD、CAE、CAM都得到較快的發(fā)展應(yīng)用，其中計(jì)算機(jī)輔助建模的發(fā)展對(duì)推動(dòng)工程機(jī)械制造工藝升級(jí)有較大的幫助。計(jì)算機(jī)輔助建模通過(guò)使用計(jì)算機(jī)輔助建模軟件，設(shè)計(jì)者能夠根據(jù)模型的外觀進(jìn)行建模，對(duì)于復(fù)雜形狀模型效果尤其突出，之后利用模型的相關(guān)制造裝置，迅速完成電子信息化模型的建立，最后應(yīng)用到焊接技術(shù)當(dāng)中。在工程機(jī)械制造過(guò)程中，需要進(jìn)行焊接的夾具外形復(fù)雜并且過(guò)程繁瑣，同時(shí)還需要經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師確定零部件的裝夾方式，但應(yīng)用計(jì)算機(jī)建模技術(shù)完成裝夾工具的建模，能夠簡(jiǎn)化裝夾過(guò)程，使工程機(jī)械制造的過(guò)程更為流暢。

3.5 電源的數(shù)字焊接

信號(hào)通常分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，傳統(tǒng)的工程機(jī)械制造采用較多的是模擬信號(hào)收集并傳遞信息，但模擬信號(hào)辨別度不高，準(zhǔn)確辨別信息比較困難，基于這些原因，制造業(yè)中的信號(hào)使用逐漸從模擬信號(hào)開(kāi)始向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變，電源數(shù)字焊接技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。電源數(shù)字焊接能夠最大程度的保證收集信號(hào)的準(zhǔn)確性與真實(shí)性，在進(jìn)行焊接時(shí)，電源性能由模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，從而最大程度的保證了機(jī)械制造過(guò)程中的焊接質(zhì)量。

4? 總結(jié)

本文對(duì)焊接與切割設(shè)備在工程機(jī)械制造中的高效焊接進(jìn)行了詳細(xì)闡述，對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)介紹，分析了焊接設(shè)備與切割設(shè)備在高效焊接中的具體應(yīng)用，對(duì)我國(guó)相關(guān)焊接技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)產(chǎn)品焊接質(zhì)量的提升有一定的幫助。

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