工業(yè)機械中自動焊接技術(shù)的應(yīng)用研究

朱志忠

摘? 要：工程機械在加工制造的過程中會涉及到各種類型的零件，其中最重要的部件是大型結(jié)構(gòu)件，這不僅關(guān)系到工程機械整體外觀的質(zhì)量，而且還影響到整體機械性能。于大型結(jié)構(gòu)件體積大，對機加工精度要求高，在加工生產(chǎn)中存在難度，機加工效率顯得尤為重要。本文通過對工程機械焊接結(jié)構(gòu)件進行分析并深入研究合理的機加工工藝，以提升機加工生產(chǎn)效率。同時希望能夠給相關(guān)的人員提供理論性支持和實踐參考。

關(guān)鍵詞：工程機械;焊接結(jié)構(gòu)件;高效;機加工工藝

引言

工業(yè)機械的生產(chǎn)、制造離不開焊接技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在工業(yè)機械精密化發(fā)展要求的帶動下，自動化焊接技術(shù)被廣泛應(yīng)用到工業(yè)機械生產(chǎn)中，但是當(dāng)前階段的自動化焊接技術(shù)的運用水平低，加之自動化程序設(shè)置的不合理，導(dǎo)致應(yīng)用范圍小，很難廣泛地應(yīng)用到工業(yè)機械中。因此，自動焊接技術(shù)需要不斷地迭代升級，在未來應(yīng)朝智能化、廣泛的應(yīng)用化、網(wǎng)絡(luò)控制化方向發(fā)展。

1自動焊接技術(shù)的優(yōu)勢

近年來，自動焊接技術(shù)成為應(yīng)用廣泛的技術(shù)，同時也是工程領(lǐng)域研究的重點和大方向。在機械工程制造業(yè)中，應(yīng)用自動焊接技術(shù)具有一定的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下兩個方面。（1）高質(zhì)量。焊接本身就有可能產(chǎn)生過多的熱量，利用機械設(shè)備來完成焊接工作，可以處理一系列的工作以及集中工作過程產(chǎn)生的熱量，使機器更容易冷卻，滿足現(xiàn)在的行業(yè)需要。與傳統(tǒng)的手工焊接工藝相比，自動焊接技術(shù)可以有效提高焊接效率。在機械制造過程中，自動焊接系統(tǒng)能將焊接工作控制在可控范圍內(nèi)，特別是焊接的規(guī)模和范圍，能有效防止焊接事故的發(fā)生。具體來說，焊接過程可以自動調(diào)整焊接參數(shù)，從而減少焊接的危險性。（2）高技術(shù)水平。自動焊接設(shè)備非常適合于技術(shù)要求高的焊接作業(yè)，在目前工程機械制造階段，可以廣泛應(yīng)用于各種非金屬材料的焊接過程。激光焊接等先進技術(shù)具有帶寬短、深度高、變形可能性小等特點，在焊接過程中可以用于加工元件。

2工業(yè)機械中自動焊接技術(shù)的應(yīng)用研究

2.1焊材的選用

立柱中缸是關(guān)鍵的承力結(jié)構(gòu)，不但要有充分的強度，還必須具有較好的韌性。但是，材料的強度和韌性的標(biāo)準(zhǔn)卻是相互沖突的，材料的強度較大時，韌性一般不好;反之，如果材料的韌性優(yōu)異，強度值則達不到標(biāo)準(zhǔn)，若想使焊縫強度和韌性完美契合，防止產(chǎn)生一項標(biāo)準(zhǔn)很高，另一項標(biāo)準(zhǔn)很低的問題出現(xiàn)，所以，最后選用了低強度焊接材料。該焊材的運用，會將焊縫部分的碳含量和碳當(dāng)量限定在合理范圍內(nèi)，保證焊縫強度不但可以達到設(shè)計需求，而且在一定程度上提高其抗變形能力，優(yōu)良的塑性是增強抗裂性能的根本。對各種焊材屬性進行分析比較，最后選擇了GHS-70焊絲。焊絲的屈服強度是645兆帕，抗拉強度是735兆帕，延伸率高達21%，零下40℃時沖擊功為91焦。經(jīng)過實驗可以看出，GHS-70焊絲材料與20%CO2+80%Ar（φ（CO2）=20%、φ（Ar）=80%）的保護氣體聯(lián)合運用，焊接質(zhì)量良好，焊縫部分的強度和韌性均達到了有效保證。

2.2注意焊接性能

在機械加工過程中，必須保證焊接工藝的標(biāo)準(zhǔn)化，因為這將對焊接質(zhì)量產(chǎn)生重大影響，也是提高機械加工機械效率的基礎(chǔ)。在焊接過程中，應(yīng)注意操作的組合，以確保截面的標(biāo)準(zhǔn)化。但是，如果焊接深度過低、焊接電流過低，則焊接質(zhì)量會提高。此外，必須控制焊接速度，因為它也會影響焊接外觀，焊接速度過快將會產(chǎn)生無熔透或氣孔的缺陷，焊接速度太慢則會產(chǎn)生膨脹缺陷，所以在焊接過程中工作人員應(yīng)控制焊接速度。另外，還應(yīng)注意電弧張力的操作，確保操作規(guī)范。電弧電壓對焊縫的大小和形狀有很大影響，如果電弧電壓很高，焊縫將變得淺而寬，并且不會有熔透。因此，在選擇電弧電壓時，必須保證其完全適應(yīng)焊接電流。

2.3加工工藝優(yōu)化

為了使加工更好地緩解產(chǎn)品成本的壓力，創(chuàng)造產(chǎn)品競爭優(yōu)勢，加工需要更加高效，加工工藝的優(yōu)化已經(jīng)成為不二選擇。注重引進、投入先進的機床設(shè)備、刀具、軟件、管理系統(tǒng)，杜絕落后的加工工藝和管理方式，實現(xiàn)整個流程的優(yōu)化是優(yōu)化工藝的最有效途徑。但我們也看到，現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)化組合也能創(chuàng)造出意想不到的效果。關(guān)于加工工序的安排，我們常采用的方法是：同一把刀加工完零部件上所有能加工的部位再換刀加工其它部位;先加工定位面再加工孔;先內(nèi)后外;先把相互可能應(yīng)力釋放變形的部位粗加工做完再精加工。當(dāng)然，這其中是因為一個原則問題：先加工的作業(yè)不能對后加工產(chǎn)生負面影響。我們本著以上原則，把加工工序進行拆分組合，可以分成不同機床來加工，效果迥然不同。在某企業(yè)制訂挖掘機上車架加工工藝的時候，經(jīng)歷了如下過程：龍門加工中心做所有工序，6小時;單面臥式加工中心做所有工序，5小時;龍門加工中心做底面的法蘭面和鉆孔、攻絲+雙面臥式加工中心做兩側(cè)面4組孔和刮面，盡管需要兩次裝夾，加工時間還是減少到4小時;把刮面拿到專機上加工，時間進一步縮小到3.5小時;而在把鉆頭改成硬質(zhì)合金鉆頭后，加工時間僅不到3小時，效率翻倍。這個例子里，采取了工序組合、機床組合、先進刀具選用等辦法。就加工工藝優(yōu)化，我們不得不說加工編程軟件的應(yīng)用是個很好的選擇，在軟件界面，我們可以清晰地看到加工過程和工時預(yù)算。以高速加工替代大切屑量加工是否合適在工藝確定前就可以看出來。我們也不得不說精益生產(chǎn)的幾個工具應(yīng)用，如，動作研究、均衡化等一定可以產(chǎn)生更高效的加工安排。

2.4機械自動控制技術(shù)的應(yīng)用

機械自動控制技術(shù)是機械生產(chǎn)、發(fā)展進步的結(jié)果，在現(xiàn)代化技術(shù)的沖擊下，機械生產(chǎn)、制造需要提高生產(chǎn)質(zhì)量，需要技術(shù)革新，而這些需求的出現(xiàn)為機械自動化控制技術(shù)的產(chǎn)生提供了條件，通過利用計算機系統(tǒng)來進行機械焊接的相關(guān)計算來實現(xiàn)對焊接過程的自動化控制，當(dāng)然，對焊接過程的控制并非盲目的控制和沒有原則的控制，而是建立在自動化焊接技術(shù)的應(yīng)用需求上實現(xiàn)的控制，通過研究自動化焊接技術(shù)中出現(xiàn)的問題，對其設(shè)置控制參數(shù)，采用控制程序來減少焊接技術(shù)中產(chǎn)生的問題，以此提高生產(chǎn)效率，保證機械焊接質(zhì)量。此外需要注意的是，自動焊接技術(shù)的自動化控制技術(shù)需要機械設(shè)備為依托，才能實現(xiàn)高效的控制，因此，控制技術(shù)的應(yīng)用并不是獨立、單獨存在的，而應(yīng)是結(jié)合了相關(guān)的機械設(shè)備，如自動焊接專機、焊接機器人等工具，以此才能更好地應(yīng)用自動化控制技術(shù)實現(xiàn)對機械的高效控制，保證焊接質(zhì)量，提高焊接效率。

結(jié)語

隨著國民經(jīng)濟和社會的發(fā)展，混合鋼焊接成為了當(dāng)前的首要任務(wù)，相關(guān)人員必須對混合鋼焊接的基本技術(shù)有一個深刻的了解。相關(guān)企業(yè)和部門應(yīng)積極借鑒先進的應(yīng)用經(jīng)驗，為最大限度地提高直縫鋼焊接的可靠性和效率，應(yīng)重視混合鋼焊接的熱處理，控制混合鋼管的熱處理。在焊接過程中，應(yīng)注意工藝細節(jié)，科學(xué)選擇焊接材料，嚴(yán)格遵守焊接技術(shù)要求進行操作，從而提高焊接和加工的質(zhì)量。

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