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

侯艳华 

华电重工机械有限公司  天津市  300409

摘要：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。

关键词：自动焊接技术；机械加工作业；应用

1自动焊接技术的概念

自动焊接技术是指利用计算机、机器人和自动化设备等高科技手段，实现焊接过程的自动化和智能化的一种焊接技术。它通过预设的程序和参数，以及高精度的控制系统，实现对焊接过程的精确控制和自动执行。自动焊接技术的主要特点包括：（1）自动化程度高。自动焊接技术通过计算机控制和机器人操作，可以实现焊接过程的全自动化，减少了人工操作的介入，提高了生产效率。（2）稳定性强。自动焊接技术可以通过预设的焊接程序和参数，实现焊接过程的精确控制，保证焊接质量的稳定性和一致性。（3）精度高。自动焊接技术利用高精度的传感器和控制系统，可以实现焊接过程中焊缝的准确位置控制和焊接参数的精确调节，提高了焊接质量和工件的精度。（4）生产效率高。自动焊接技术可以实现连续、高速的焊接操作，大大提高了生产效率，同时减少了人工操作的疲劳和错误率。（5）适应性广。自动焊接技术可以适应不同材料、不同形状和不同尺寸的工件的焊接需求，具有较强的适应性和灵活性。

2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。

2.4MIG/MAG焊

MIG/MAG焊是一种常用的电弧焊方法。它使用惰性气体或活性气体作为保护气体，以防止焊缝氧化和污染。焊丝作为熔化电极，通过电弧的加热作用将焊丝熔化并与工件熔合。MIG焊适用于焊接不锈钢、铝、铜等材料，而MAG焊适用于焊接耐热钢、钛及钛合金等材料。MIG/MAG焊具有焊接质量好、焊接速度快、操作简单等优点，被广泛应用于工业生产中的焊接作业。

2.2激光-电弧复合焊

激光-电弧复合焊技术是一种整合了激光热源焊接和电弧热源焊接的新型焊接技术。该技术在焊接过程中同时利用激光热源和电弧热源，以实现更高的热源能量密度和能量利用率。激光-电弧复合焊技术具有许多优势。首先，激光热源具有高能量密度和集中度，可以使焊接过程更加快速和高效。其次，电弧热源具有较高的稳定性和可控性，可以提供更稳定的焊接过程。此外，激光-电弧复合焊技术还可以降低工装精度的要求，使焊接过程对工装的精度要求更低。激光-电弧复合焊技术在许多领域有广阔的应用前景。它可以用于焊接高难度材料、复杂结构的焊接、高速焊接等。在汽车制造、航空航天、电子设备等行业中，激光-电弧复合焊技术可以提高焊接质量、提高生产效率，并降低成本。

2.3TIG焊

TIG焊又称为非熔化极惰性气体保护电弧焊。它使用直流电弧作为热源，工作电压通常在10～95V之间，而电流可以高达600A。TIG焊的特点是使用一根非熔化的钨电极，通过惰性气体（如氩气）保护焊缝，以防止氧化和污染。这种焊接方法具有热输入可调、焊接速度慢、焊缝质量高的特点。由于TIG焊接作业的气密性较好，能有效减少焊缝中产生的气孔，所以常用于对气密性要求较高的压力容器的打底焊接作业。此外，TIG焊还适用于0.5～4.0mm厚度的不锈钢焊接作业，这是因为TIG焊的热输入较小，可以控制焊接过程中的热影响区域，从而减少变形和残余应力。

2.4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）。

3自动焊接技术在机械加工作业中的应用场景

3.1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。

3.2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。

3.3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。

4发展趋势与未来展望

4.1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。

4.2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。

5结语

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。

参考文献

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