自動化焊接技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中的研究與應(yīng)用

郝文翠

中國能源建設(shè)集團(tuán)東北電力第二工程有限公司 遼寧大連 116023

目前，在鋼結(jié)構(gòu)制造中，采用高效氣體保護(hù)焊、埋弧焊設(shè)備進(jìn)行焊接時(shí)需借助直軌道完成焊接，對于弧形構(gòu)件的制作仍需采用人工進(jìn)行焊接，生產(chǎn)效率不高，且焊縫外觀成形對焊工操作水平要求較高。為了提高機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性，就必須要不斷提高焊接技術(shù)水平，通過研發(fā)更多的焊接新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備的自動化焊接，將使機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量得到全面提升，進(jìn)而在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮出更大的應(yīng)用效益[1]。鋼結(jié)構(gòu)的焊接施工工作中，應(yīng)積極采用先進(jìn)的焊接自動化技術(shù)，樹立正確的觀念意識，采用先進(jìn)的技術(shù)措施，提升鋼結(jié)構(gòu)的施工效果。

1 自動焊接技術(shù)所具備的主要特點(diǎn)

與其他類型的焊接設(shè)備相比，自動化焊接設(shè)備能夠?qū)a(chǎn)生的熱量進(jìn)行集中，而且很少會出現(xiàn)熱量分散的現(xiàn)象，所以其產(chǎn)生的熱量不會在短時(shí)間內(nèi)消失，這樣能夠有效地降低焊接設(shè)備對于電能的損耗[2]。相比于以往的焊接技術(shù)來說，自動化焊接技術(shù)最為明顯的優(yōu)勢便在于其自動化，利用數(shù)字化技術(shù)，可使焊接操作的協(xié)調(diào)性大幅增強(qiáng)，進(jìn)而提高焊接精度，焊接軌跡的合理性也明顯提高，特別是對某些復(fù)雜構(gòu)件的焊接，能夠保持良好的流暢性，并降低質(zhì)量隱患的出現(xiàn)。自動化焊接技術(shù)的特點(diǎn)是高速和可重復(fù)，確保了生產(chǎn)線上的高質(zhì)量水平，成本效益是生產(chǎn)過程的重點(diǎn)，生產(chǎn)系統(tǒng)不僅要確保制造的質(zhì)量，還要確保通過較短的時(shí)間提高產(chǎn)量，有助于獲得競爭優(yōu)勢。

2 自動化焊接技術(shù)的應(yīng)用

2.1 標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一般情況下，橋梁鋼結(jié)構(gòu)的數(shù)量很多，體育龐大，構(gòu)件的也很煩瑣，要想有效的采用自動化焊接技術(shù)，就應(yīng)該事先標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，有效提升焊接制造的工作水平。自動化焊接技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中有效應(yīng)用展開的大量實(shí)際調(diào)查研究能夠明確了解，想要使自動化焊接技術(shù)的水平不斷提升，鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)、自動化設(shè)備研究單位、工程設(shè)計(jì)師之間必須建立有效的溝通合作。我國的工程當(dāng)中，已經(jīng)能夠有效的應(yīng)用數(shù)字控制技術(shù)和數(shù)字焊接技術(shù)，特別是在一些如南水北調(diào)，西氣東輸?shù)却笮凸こ探ㄔO(shè)項(xiàng)目當(dāng)中，這些自動化技術(shù)有周十分廣闊的應(yīng)用前景，并且已經(jīng)能夠得到一定范圍內(nèi)的普及。

2.2 精準(zhǔn)化的焊接設(shè)備

由于焊接機(jī)器人具有電弧跟蹤功能以及觸傳感功能，因此，將焊接機(jī)器人合理運(yùn)用其中，利用焊接機(jī)器人具有的高精度焊接能力使生產(chǎn)的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有較高的精確度。在配置有生產(chǎn)線異常警示和控制器排查系統(tǒng)的情況下，當(dāng)出現(xiàn)生產(chǎn)異常時(shí)會自動停線，確保不出現(xiàn)大量的次品，并且通過自動糾錯(cuò)系統(tǒng)迅速排查問題，提供故障診斷反饋意見，快速恢復(fù)生產(chǎn)。采用機(jī)器人進(jìn)行機(jī)械焊接工作，是焊接自動化技術(shù)的主要方式之一，具備較高經(jīng)濟(jì)實(shí)力的企業(yè)可以購買智能焊接設(shè)備，將一些具有較高危險(xiǎn)性的機(jī)械焊接工作交給機(jī)器人來完成，機(jī)器人在高溫環(huán)境下仍舊可以長時(shí)間運(yùn)行[3]。

3 焊接自動化技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1 智能化的操控

例如，焊接生產(chǎn)作為汽車制造過程中的關(guān)鍵工序，焊接后車身的尺寸精度是影響整車裝配性的關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)，有嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此焊接過程的質(zhì)量監(jiān)管、質(zhì)量檢測是保證整車質(zhì)量精度的重要手段，必須認(rèn)真對待。橋梁鋼結(jié)構(gòu)中的板單元質(zhì)量，對整體橋梁壽命起著決定性的作用，而U形肋和板面之間的角焊接，會直接承受車輪的荷載，很容易出現(xiàn)疲勞損壞的現(xiàn)象，對橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和壽命會產(chǎn)生直接影響。在橋梁的鋼結(jié)構(gòu)施工中這種技術(shù)會起到同樣作用在建設(shè)港珠澳大橋的過程中，該橋在施工建設(shè)過程中，所使用鋼結(jié)構(gòu)梁板的數(shù)量比較大，共需要制造40萬噸的板單元，不僅具有較大的工程量，而且需要使構(gòu)件的數(shù)量龐大，這樣的情況對自動化焊接技術(shù)的運(yùn)用極為有利，同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方式，也是保證港珠澳大橋自動化焊接有效實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

3.2 自動化的技術(shù)要求

在采用自動化的焊接技術(shù)過程中使用到的母材和焊接材料的質(zhì)量要符合國家所制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，尤其是其中有雜質(zhì)含量的應(yīng)當(dāng)進(jìn)行嚴(yán)格審查。相關(guān)的焊接人員進(jìn)行焊接操作的時(shí)候要嚴(yán)格遵守工序，并且要根據(jù)實(shí)際情況使用合理的施工工藝，就能在施工工藝層面上減少不合格產(chǎn)品出現(xiàn)的概率。為了使焊接質(zhì)量能夠得到保證，這些企業(yè)加大了對自動化焊接設(shè)備方面的需求。焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和制造標(biāo)準(zhǔn)也需要統(tǒng)一，這樣有利于焊接設(shè)備能夠穩(wěn)定、高效地進(jìn)行作業(yè)。焊接自動化技術(shù)是工程機(jī)械焊接領(lǐng)域未來的發(fā)展方向之一，自動化技術(shù)能夠通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)加強(qiáng)傳統(tǒng)的焊接技術(shù)與其他工程技術(shù)的融合，提升了焊接過程的柔性。

4 結(jié)語

自動焊接設(shè)備指的是能夠進(jìn)行自主焊接的設(shè)備，其自身具備諸多特點(diǎn)，不僅省時(shí)省力，技術(shù)水平高，而且還能夠減少企業(yè)在投資成本方面的支出。對自動化焊接新技術(shù)進(jìn)行合理而科學(xué)的應(yīng)用，可使機(jī)械產(chǎn)品的運(yùn)行穩(wěn)定性大幅提高，進(jìn)而避免質(zhì)量隱患的出現(xiàn)，提高焊縫質(zhì)量。自動化技術(shù)的革新，使越來越多的焊接技術(shù)被應(yīng)用于機(jī)械制造領(lǐng)域，通過對自動化焊接新技術(shù)進(jìn)行不斷的推廣與應(yīng)用，也已成為機(jī)械制造領(lǐng)域的未來發(fā)展方向。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，高效化、智能化、數(shù)字化將是持續(xù)的發(fā)展方向，目前建筑鋼結(jié)構(gòu)制造行業(yè)，焊接機(jī)器人在鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的應(yīng)用也必將是以后的發(fā)展趨勢。