自动化焊接技术及其发展探讨李丙西

自动化焊接技术及其发展探讨李丙西

李丙西

六冶（郑州）科技重工有限公司河南郑州452375

摘要：工程机械制造中，焊接技术是生产环节中重要的一步。从工业发展初，传统手工焊接一直占据着主导地位。中国的劳动力市场为传统焊接提供了大量的优质劳动力。但随着工业社会的发展不断深入，工程机械内部构造越来越复杂，部件趋向大型化，市场对工程机械制造的要求也就不断提高。为了抢占市场，工程机械生产中的焊接手段应该相应提升，从传统手工焊接为主向焊接自动化为主转型。焊接自动化可以有效地代替人工，相比于传统手工焊接，焊接自动化不仅能够加快工程机械的生产速度，更能够提高工程机械的质量，提高焊接的精准度。

关键词：工程机械；自动化焊接；技术发展

在工程机械制造中，焊接是最为常用的制造工艺，随着自动化技术的不断发展，以及焊接技术的不断优化，自动化焊接设备开始被广泛地运用于工程机械制造中，使得设备和工件的焊接加工效率更高，加工质量更好。本文对自动化焊接设备的优点和结构进行分析，希望能进一步提高工程机械制造的效率。

1自动化焊接的优势

1.1实现技术优化

在工程机械制造行业的加工中，在对各类材料进行焊接加工时，普遍都是通过自动化焊接设备来完成的。自动化焊接设备在对薄壁材料、非金属材料等进行加工时，利用激光焊接技术，可缩小其中的接缝宽度，提高加工深度，并确保所加工的部件不会出现变形的情况。因此，一些对技术要求较高的零部件，就可利用自动化焊接设备来加工。此外，利用这类设备对工程机械制造中的零部件进行加工时，由于电弧基本是聚集在焊剂层以下的，所以加工过程中散失的热量比较少。由此可见，自动化焊接设备的环保性能比较好，且能够减少原料的用量，节约成本。

1.2完善工作要求

不限工作环境：工程机械焊接有时对人体有直接的伤害，例如弧焊。人体由于生理原因，不能够在特殊的工作环境中长时间作业，这也成为企业生产过程中的障碍。相比于人工，自动化设备具有持续性工作的优越性，且不会因为工作环境的恶劣而降低生产效率。

精准度高：工程机械随着市场的要求而不断发展，一步一步走向大型化和复杂化，这要求整个制造过程的精准。焊接自动化代替了传统手工焊接，在生产中能够使得焊接的精准度满足工程机械的生产要求。

2自动化焊接技术的应用

2.1窄间隙埋弧焊机

窄间隙埋弧焊机在锅炉压力容器的自动化焊接当中同样有着重要的应用。从具体的分析来看，此种焊机的使用需要明确三部分的内容：第一是激光跟踪。这是一种使用到的高新技术，主要是利用激光摄像头对图像进行判别，然后对焊缝进行跟踪，从而达到自动化焊接的目的。目前，激光跟踪在较多的自动化焊接技术当中都有了利用。第二是窄间隙焊枪。此种焊枪是窄间隙埋弧焊机应用中需要重点使用的焊机，目前有摆动和可靠导电两种基本的功能。第三是控制系统。窄间隙埋弧焊机的控制系统也是需要重点研究的内容，而从目前的分析来看，此控制系统采用的是PLC、触摸屏和AC交流伺服共同组成的控制系统，此控制系统可以进行人机对话，所以操作十分的方便，对于焊接的准确性把握也十分的突出。

2.2全位置自动焊接小车

全位置自动焊接小车出现以前，平直自动角焊小车只能在水平角焊缝上进行电焊，局限范围比较大，对于一个分段制造部门来说，水平角焊缝实现自动化那还远远不够，因为我们更多的焊缝是立焊和仰焊。于是全位置焊接小车便应运而生，这种焊接小车利用钢板可以被磁铁吸附的特点，能够在钢板位置吸附，除非该位置过于狭小，在全位置自动焊接小车的推广过程中，我们遇到的困难要远比平角焊小车大的多。

由于外板通常都有一定的抛势，又没地方顶住焊接小车，所以焊这种焊缝需要两根轨道进行固定，在调试机器的时候时间比较长，所幸外板焊缝通常都比较长，基本和平角焊缝长度一样，所以尽管调试时间比较长，但是调试成功以后基本可以一劳永逸，在进行了前期的实验以后，使用这种方法，外板焊缝成型既好看，烧起来又省力，而且机器烧的东西探伤方面完全无压力。有了这些经验，推广别的焊缝就变得简单起来，比如说甲板企口焊缝——把自动焊接小车横放在围壁上向下焊企口焊缝，又比如仰焊——把自动焊接小车仰放在二层甲板上向上焊仰缝，开了口子以后，各种焊缝都可以尝试，全位置自动焊接小车的功能被极大的应用起来了，焊工也变得省力，焊工的等级也不需要太高了，焊出的焊缝成型好看，质量又好，比一个多年的老师傅焊的好多了，提交报验的时候也就顺利多了，事实上，只要是用这种机器焊接的焊缝，船东也基本认可并给予免检。

2.3OTC机械臂自动化焊接

OTC机械手臂又称关节机器人，多数有6轴，6个关节可联动、也可以单个的运动、也可沿着X\Y\Z三个坐标方向移动，从而实现三维柔性工作。OTC机械手包括控制装置、悬式示教作业操纵按钮台、操作箱和机器人主体等几个部分。

OTC自动化焊接机械臂的主体结构及动作原理如下：控制系统：由微型计算机和控制箱组成。控制箱主要包括焊枪位置控制模板、输入/输出接口电路以及功率驱动电路等组件；微型计算机不单单是指主机和键盘，还应该有配套的显示器和输入/输出设备。焊枪位置控制模板：焊枪位置由相应的机械电弧摆动模板、弧压控制模板以及调控信号等组件进行调控。在管道360度自动焊接的过程中，操作员应该多注意焊枪位置，根据焊接需要随时调整焊枪的位置。焊枪焊接方式：用来调控焊接工艺参数的旋钮由专用的焊接电源进行控制，调控按键主要分布在机头或专门的箱盒内。在焊接时，可对照所需的工艺参数，用旋钮和相应的按键进行参数调整。

3发展中存在的问题及解决

虽然工程机械焊接自动化的发展已经是蔚然可观了，但其发展的过程中还存在一定的问题，这些问题成为焊接自动化技术前进的障碍。应该在未来的发展中逐步解决这些问题。

3.1问题

国内大部分中小企业对工程机械焊接自动化技术还不敏感。况且，部分市场对于自动化产品的推广力度还不够。这就导致了工程机械生产的断层、市场利益分配不均以及整体技术水平的落后。在自动焊接设备的市场上，由于国内技术相对于发达国家较落后，想购进高质量的自动化设备就需要付出更高的成本。这严重限制了对整体行业覆盖高端自动焊接的进度。

3.2方法

首先应从企业自身的角度出发，积极学习先进的焊接自动化技术，加大对技术开发的投入，通过掌握核心的科技来自主研发高质量的焊接自动化设备。第二，自动焊接设备的制造商应该通过商业的手段充分推销高质量的产品，做到物美价廉。这样既能够提升自动焊接设备的生产制造水平，又能够使工程机械焊接自动化的水平得到提高。

综上所述，随着自动化焊接设备的不断推广，其在工程机械制造过程中有广泛的应用，在提升工程机械制造水平上有着极大作用。与人工焊接模式相比，这类设备无论是在质量方面，还是在技术方面，都能表现出明显的优势。因此，将自动化焊接设备用于对机械零件进行加工，不仅能够提高生产效率，还能提高加工工件的精度，最终改善机械设备的制造质量。

参考文献：

[1]李东光.自动化焊接技术及其发展探讨[J].中国高新技术企业，2015，（20）：78-79.

[2]曲琅博.管桩端板多工位机器人自动化焊接系统设计[D].大连理工大学，2016.

[3]杨鸿强.探讨自动化焊接设备在工程机械制造中的运用[J].企业技术开发，2016，35（20）：67-68.