自动焊接技术在机械加工作业中的应用

自动焊接技术在机械加工作业中的应用

蒋鸿森 

攀枝花技师学院  617000

摘要：随着我国科技水平的提高，自动焊接技术被广泛应用到机械加工作业中，大幅提升了机械设备的产品质量和技术指标。通过分析自动焊接技术的应用特点与应用优势，对自动焊接技术在机械加工作业中未来的发展趋势和应用前景进行了展望，以期为提高自动焊接技术的智能化水平和加工精度提供一定参考。

关键词：自动焊接；机械焊接；机械制造；应用

自动焊接技术是指操作人员通过数控系统远程控制自动焊接设备，按照设定程序对机械部件进行焊接作业，具有生产效率高、焊接质量稳定、节省材料和能源、人力成本低等优势。将自动焊接技术应用于机械的加工、制造与维修中，可以进一步提高我国机械设备的产品质量和技术指标，降低企业的生产成本和用户的使用成本。

一、自动焊接技术分类

自动焊接技术综合了自动化控制技术、装卡定位技术、传感器技术等先进技术的优势，整个焊接作业过程完全依照预先设定的程序执行，不会被人为操作误差影响，因此能够更好地保障焊接质量，提高作业效率。运用自动焊接技术进行机械设备被的加工与维修，可实现高质量、高效率的焊接作业，进而达到大幅提高产品质量的目的。自动焊接技术的常见类型有 MIG/MAG 焊、激光-电弧复合焊、TIG 焊、等离子弧焊。

（一）MIG/MAG 焊MIG/MAG 焊是指采用惰性气体作为保护气，将焊丝作为熔化电极的一种电弧焊方法，具备焊接质量好、焊接作业效率高等优点，主要应用于不锈钢、耐热钢、铝、铜、钛、钛合金的焊接作业。

（二）激光-电弧复合焊激光-电弧复合焊技术整合了激光热源焊接与电弧热源焊接的技术特点，采用激光-电弧复合焊技术进行作业，具备热源能量密度高、能量利用率高、电弧稳定性高、工装精度低等优势，是一种应用前景十分广阔的新型焊接技术。

（三）TIG 焊TIG 焊又称为非熔化极惰性气体保护电弧焊，其热源为直流电弧，工作电压为 10～95 V，但电流可达 600 A。由于 TIG 焊接作业的气密性较好，能有效减少压力容器焊接时焊缝中产生的气孔，所以一般用于压力容器的打底焊接作业和 0.5～4.0 mm厚不锈钢的焊接作业。

（四）等离子弧焊等离子弧焊是指利用等离子弧高能量密度束流作为焊接热源的熔焊方法。等离子弧焊具有能量集中、作业效率高、焊接速度快、应力变形小、电孤稳定等特点，适合应用于焊接各种难熔、易氧化及热敏感性强的金属材料(如钨、钼、镍、钛等)。

二、应用优势

（一）提高生产效率

将自动焊接技术应用于机械加工作业中，可以有效提高焊接作业的效率与精度，进而提升产品质量。在实际应用过程中，操作人员只需正确设置相关加工参数，就可确保焊接过程的精准无误，还可有效避免外界因素的干扰，保障焊接作业质量。如果一条或几条生产线上的人工焊接作业全部用自动焊接替代，将显著提高企业的生产效率，大幅降低企业的时间成本和人力成本。

（二）保障产品质量

相较于人工焊接，应用自动焊接技术进行机械的焊接加工作业，更能保持作业的一致性，操作人员只需精确设置焊接设备作业的速度、角度、电流、电压等参数，就可确保焊接作业的一致性，避免了因人为操作失误而导致的焊接偏差，降低了焊接缺陷发生的概率，提高了焊接的精度和稳定性，确保了产品的质量。

（三）减少材料浪费

传统的人工焊接作业过程中，操作人员为提高焊缝强度，会尽可能增加焊接深度，这样会造成焊条、电能等资源的极大浪费。应用自动焊接技术进行焊接作业时，由于自动焊接设备可以很好控制电弧强度，能有效提高热能的利用率，可大幅节省电能。此外，应用自动焊接技术还可以提高焊条以及其他耗材的利用率，提升企业的经济效益。

三、应用场景

（一）自动化焊接专机

自动化焊接专机是为特定的焊接接头和特殊工件专门设计的自动化焊接设备，一般由机床本体、控制系统、人机界面组成，综合了计算机技术、数据库技术、专家系统的优势，经常被用于大型机械设备的批量生产作业，可以显著提升生产效率与产品质量。目前，自动焊接技术在自动化焊接专机中的应用极为广泛，通过在控制系统中装配光敏传感器、触觉传感器、视觉传感器等多种高级传感元件，可实现对自动焊接作业的实时检测、运算分析、自动编程、参数调用，大幅提升了整个焊接工作的质量。

（二）焊接机器人

焊接机器人主要由机器人和焊接设备两部分组成，自动焊接技术主要应用于焊接机器人的焊接设备之中，具有稳定性、高效性、柔化性等优势，可大幅提高作业效率和作业安全性，在机械加工领域有着广阔的应用前景。比如，采用焊接机器人进行汽车车身焊接作业，通过机械手臂循环作业，快速完成各个位置的焊接，不仅点焊效率高，而且还能够大幅减轻人员工作强度。自动焊接技术在焊接机器人中其他方面的应用也有着突出的优势，比如可以自动进行调试工作、快速处理不同的焊件等。

（三）自动焊缝跟踪系统

自动焊缝跟踪系统由传感器、控制系统、控制机构组成，通过应用自动焊接技术，可以实时监测焊缝位置，并根据监测结果自动调整焊枪的角度和位置，让焊枪和工件之间保持恒定的距离，可有效解决工件热变形造成的焊接质量问题，通过数字化自动控制系统针对焊缝空间变动进行调整，从而提高焊接作业的稳定性和完整性。目前，常用的自动焊缝跟踪系统需要配置激光传感器，用于控制送丝量与送丝角度，及时纠正焊缝偏差，确保丝口和焊接板在焊接过程中始终处于同一水平面上。

四、发展趋势与未来展望

（一） 精密化、高效化

随着我国工业的快速发展，对机械设备的综合性能的要求越来越高。自动化焊接技术在提升机械设备的产品质量和技术指标方面起着至关重要的作用，未来自动焊接技术将进一步朝着精密化、高效化的方向发展。

（二）智能化、网络化

目前，自动焊接技术在焊接机器人和自动焊缝跟踪系统中的成功应用，已充分体现出其在兼容性上优势。随着人工智能技术、信息技术、5G 技术、物联网技术的飞速发展，自动焊接技术的智能化、网络化升级已是大势所趋。通过与人工智能技术的融合，可以进一步优化整个自动焊接流程，进一步提高自动化作业水平；通过与 5G 技术、物联网技术的融合可以实现对自动焊接作业过程的远程控制。

相较于传统焊接技术，自动焊接技术在提高焊接效率、保障焊接质量、提升产品质量、降低焊接成本方面有着得天独厚的优势。相关从业人员在机械加工作业过程中，需要结合作业需求，进一步提高自动焊接技术的应用水平，以保证企业的生产效率和产品质量，提升我国机械加工制造行业的整体竞争力，为我国工业的现代化、智能化升级助力。

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