自動化焊接技術(shù)中的難點(diǎn)探討

王文

摘?要：焊接技術(shù)作為一種傳統(tǒng)的成型加工工藝，在各行業(yè)中廣泛應(yīng)用。焊接工件結(jié)構(gòu)形式越來越復(fù)雜，對焊接技術(shù)的要求也大幅度提高，自動化焊接技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的使用優(yōu)勢則越發(fā)明顯，焊接工藝逐漸朝著智能化和專業(yè)化的方向發(fā)展。根據(jù)目前工業(yè)發(fā)展以及機(jī)械自動化的成型情況來看，焊接工藝已經(jīng)開始呈現(xiàn)出了精細(xì)化的趨勢，加強(qiáng)焊接過程中自動化模式的研究工作，具有理論和現(xiàn)實(shí)兩個方面的意義。因此，加強(qiáng)自動化焊接工藝的研究，無論是在理論上，還是實(shí)踐上都具有十分重要的意義。文章通過對關(guān)鍵技術(shù)的了解，對在自動化焊接過程中出現(xiàn)的難點(diǎn)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：自動化焊接;技術(shù)分析;難點(diǎn)探討

自動化焊接是區(qū)別于以往的一種新技術(shù)，其本身是焊接技術(shù)的革新，主要優(yōu)勢在于實(shí)現(xiàn)焊接技術(shù)自動化過程，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物。我國現(xiàn)有的自動化焊接應(yīng)用還在起步階段，與國外技術(shù)水平還有一段差距。隨著智能科技的高速發(fā)展，焊接技術(shù)也在朝著自動化和智能化的方向前進(jìn)。如今自動化焊接技術(shù)的應(yīng)用代替了以前人工焊接，提高了制造效率和縮減了生產(chǎn)成本。自動化焊接技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，但是目前很多企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動化焊接，都面臨幾大難點(diǎn)。

1?概述

傳統(tǒng)的焊接技術(shù)多是采用手動方式進(jìn)行焊接，而焊接自動化技術(shù)是在沒有外力干涉條件下，機(jī)械裝置按照提前設(shè)定的程序進(jìn)行自動化和系統(tǒng)化焊接，整個焊接過程更為清晰，而且機(jī)械裝置在焊接和固定過程中，需要由焊槍氣動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、脫材料機(jī)構(gòu)、焊槍夾緊機(jī)構(gòu)和工作夾緊機(jī)構(gòu)等共同完成。由于自動化技術(shù)具有較強(qiáng)的綜合性，焊接自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)，可以有效地提高工程機(jī)械的發(fā)展。在實(shí)際焊接自動化技術(shù)實(shí)施過程中，需要對焊接流程和要求進(jìn)行明確，但基于工作環(huán)境的不斷變化，還要重視產(chǎn)品生產(chǎn)穩(wěn)定性的提高，因此在焊接自動化落實(shí)過程中，要保證設(shè)備配置的齊備，并對自動化知識的實(shí)際要求進(jìn)行了解，從而實(shí)現(xiàn)焊接自動化技術(shù)的合理應(yīng)用。焊接自動化技術(shù)的實(shí)施，有效地推動了工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程，將其在實(shí)際焊接中進(jìn)行應(yīng)用，可以有效地提高焊接質(zhì)量和焊接效率，而且對拓展焊接產(chǎn)業(yè)也具有極為重要的意義。隨著焊接自動化技術(shù)的發(fā)展，在焊接方式中出現(xiàn)了二氧化碳焊機(jī)和埋弧焊機(jī)，并利用自動化方式對焊接參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，加快推動了焊接工藝的智能化水平。而且焊接機(jī)械人的出現(xiàn)，使焊接自動化技術(shù)發(fā)展進(jìn)入了一個全新的節(jié)點(diǎn)。目前我國焊機(jī)已開始向自動化控制和智能化控制方向發(fā)展，集成網(wǎng)絡(luò)與機(jī)器人焊接之間加快了優(yōu)化融合的進(jìn)程，這對于焊接自動化水平的提升具有極為重要的促進(jìn)作用。

2?自動化焊接技術(shù)難點(diǎn)

2.1?數(shù)據(jù)收集難點(diǎn)

對于目前的機(jī)械自動化技術(shù)來說，在自動化焊接的應(yīng)用環(huán)節(jié)上，最為困難的就是數(shù)據(jù)收集。從自動化焊接的角度來看，無論是數(shù)據(jù)的匯總，還是機(jī)械化制造的技術(shù)優(yōu)化，都存在著比較困難的方面。由于自動化的數(shù)據(jù)提取技術(shù)可以說是實(shí)現(xiàn)自動化技術(shù)的關(guān)鍵所在，因此對于數(shù)據(jù)的收集整理應(yīng)該成為重中之重。從當(dāng)前的數(shù)據(jù)收集情況來看，自動化焊接在數(shù)據(jù)收集方面還有著不小的提升空間，需要在今后做進(jìn)一步的完善。

2.2?大型自動化機(jī)器人難點(diǎn)

大型自動化機(jī)器人焊接應(yīng)用遇到了獨(dú)特的挑戰(zhàn)，機(jī)器人和焊接電源以及焊絲必須協(xié)同工作，才能實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用所需的高沉積速率，循環(huán)時間范圍從幾分鐘到40小時不等，增加產(chǎn)量以及縮短時間是提高生產(chǎn)率的關(guān)鍵。實(shí)施大型焊接自動化需要關(guān)注的變量太多了，也很復(fù)雜，其中很多事人為參與的因素，包括焊接工藝選擇，定位，焊接變形處理等，如何減少這些變化因素，比較困難。在大型焊接周期中選擇定位器可簡化比較難的任務(wù)，定位器有多種形式，傾斜旋轉(zhuǎn)定位器是雙軸系統(tǒng)，將部件從水平旋轉(zhuǎn)到垂直90度，而轉(zhuǎn)盤圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)部件。搭配定位器需要首先弄清楚一些問題，比如焊接會涉及多少機(jī)器人，零件是否需要在焊接過程中旋轉(zhuǎn)。理解和糾正機(jī)器人伸展問題，機(jī)器人尺寸要求，焊槍配置，夾具間隙和其他變量，需要進(jìn)行仿真工程模擬，在構(gòu)建集成系統(tǒng)之前預(yù)測自動焊接過程，模擬自動化系統(tǒng)，可改善內(nèi)部設(shè)計(jì)流程，增強(qiáng)協(xié)作，加快測試，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)開始之前，工深入研究自動化概念，優(yōu)化產(chǎn)品和流程，把一些復(fù)雜的流程給簡化。

2.3?焊接變形處理難點(diǎn)

在進(jìn)行焊接的過程中，鍋爐焊接并不僅只有簡單直來直去的部位焊接，更有弧形以及橢圓角落需要進(jìn)行細(xì)致的焊接處理，而目前的機(jī)器人，大部分都是直角狀的機(jī)器人觸手，因此，在進(jìn)行焊接處理的過程中，很難與需要焊接的部位進(jìn)行完美的契合，從而導(dǎo)致焊接變形上面的處理相對比較差。從上述內(nèi)容中可以看出，如今的焊接變形處理也是自動化焊接機(jī)器人應(yīng)用的難點(diǎn)之一。

2.4?上游基礎(chǔ)材料的難點(diǎn)

雖然焊接機(jī)器人在工作原理上相對較簡單，但是在很多傳感器等方面的設(shè)計(jì)上面，依舊有著技術(shù)上面的難點(diǎn)。由于在自動化機(jī)器人使用的過程中，很多高科技的設(shè)備都必須使用專門的材料，而材料的難獲取，也是影響焊接機(jī)器人工作效率和設(shè)計(jì)完善的關(guān)鍵所在。

3?自動化焊接技術(shù)的發(fā)展及趨勢

目前我國的焊接自動化普及率還不到35%，但是工業(yè)發(fā)達(dá)的國家自動化普及率已達(dá)80%，由此可見我國與發(fā)達(dá)國家的還有很大的差距。我國國情導(dǎo)致我國在這方面的技術(shù)相對落后直至從20世紀(jì)50年代才開始以研制自動化設(shè)備。20世紀(jì)90年代，隨著科學(xué)技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化和我國工業(yè)化的時代的到來，各種機(jī)械化和半機(jī)械化的焊接機(jī)，逐步代替了傳統(tǒng)的手工焊接。到了近幾年工業(yè)4.0的時代到來，智能科技的飛速發(fā)展，解決了自動焊接中的一些問題，改變了一直以來依靠國外進(jìn)口設(shè)備的情況，目前像壓力容器、無縫鋼管等都采用了自動焊接技術(shù)，在汽車和船舶，工程機(jī)械上都發(fā)展了自動化程度不同的生產(chǎn)線。

焊接成套設(shè)備的發(fā)展也促進(jìn)著焊接自動方向的發(fā)展，近年來我國專用、成套焊接設(shè)備不僅整體制作水平有所提高，還在基礎(chǔ)件、配套件的選用上有所改進(jìn)，并有許多新的突破，但是特別是特種設(shè)備和重大裝備的生產(chǎn)不能滿足需求。發(fā)展趨勢①焊接電源的穩(wěn)定性;②研發(fā)焊接新材料;③發(fā)展新的焊接技術(shù);④遠(yuǎn)程操作;⑤智能控制;⑥柔性制造系統(tǒng);⑦自動化控制系統(tǒng)的集成化。

4?結(jié)語

自動化焊接工藝生的提高可以來改善制造過程中的許多不同領(lǐng)域，需要認(rèn)識到優(yōu)化自動化焊接工藝和對整體生產(chǎn)力的影響可能很小，例如橋梁和建筑行業(yè)的關(guān)注非焊接操作的效率改進(jìn)，在降低制成本方面做出重大改進(jìn)。這些非焊接區(qū)域?qū)⒃谖磥韼啄昀^續(xù)受到關(guān)注，例如3D實(shí)體建模有望成為改進(jìn)過程的核心，實(shí)現(xiàn)虛擬裝配，切割和焊接機(jī)器，金屬加工和焊接操作的計(jì)算機(jī)建模以及焊接順序的優(yōu)化，提供更全面的質(zhì)量保證。提高生產(chǎn)率還可以來自細(xì)節(jié)的更高標(biāo)準(zhǔn)化，減少制造所花費(fèi)的時間，使用新的焊接工藝增加自動化和機(jī)器人的使用，在引入能夠顯著提高生產(chǎn)率或降低成本的情況下才有道理，特別是在熟練勞動力短缺的情況下。

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作者身份證號：342225199011077054