工程機械焊接工藝現狀與發展趨勢

劉全德

摘 要：焊接技術是工程機械制造中的關鍵技術，自誕生以來，一直受到很多學科最新發展的影響和引導，在新材料以及信息科學技術的影響下，出現了數十種焊接的新工藝，并且使得焊接工藝正從手工焊向自動焊以及智能化過渡。隨著自動化焊接技術的發展和新焊接工藝的研究與應用，將進一步提高工程機械產業的制造水平。

關鍵詞：機械焊接；焊接工藝；發展趨勢

1 前言

隨著工程機械產品質量的不斷提升，結構件的拼箱精度和焊接質量逐漸成為焊接工藝研究重點之一。傳統結構件的拼點方法一般為人工劃線，此種方式簡單易行，但劃線工作量大，生產效率低、受制于劃線人員的技能、熟練程度不同，導致結構件拼點誤差較大、產品一致性較差，不利于后續工序自動化焊接的實施。針對這一問題，工程機械各企業都設計開發了適應自身結構件特點的拼點工裝，但一般來說設計較為簡單、精度較低，通用性較差。

2 工程機械焊接工藝現狀

2.1 焊接方法及其工藝現狀

焊接是一門重要的基礎工藝，雖然只有不足百年的歷史，但它的發展十分迅速，尤其是20世紀以來，隨著科學技術的不斷進步，各種新的焊機技術應運而生。目前，普遍采用的焊接方法有埋弧自動焊與CO2/MAG氣體保護焊。埋弧自動焊電流密度大，焊接時熔深大，焊接速度是手工電弧焊的5～6倍，焊縫外型美觀，焊接質量穩定可靠，埋弧自動焊多用于中厚板長直焊縫或環焊縫。在工程機械結構件焊接工藝中，采用自動（半自動）CO2氣體保護焊工藝約占70%左右（以重量計），氣體保護焊同樣具有埋弧自動焊電流密度大、焊接時熔深大的優點，此外，它還采用了富Ar混合氣體，熔渣和飛濺很少，大大節省了清理時間，提高了生產效率。

2.2 焊接設備使用現狀

改革開放前，國內工程機械結構件的焊接主要采用的是在地板或焊接平臺上翻個的方式，生產效率低下，焊縫美觀度不足。改革開放以后，外資企業陸續在國內設廠生產，帶來了新的焊接裝備，為我國焊接事業的發展帶來了新的契機。此后，國內開始著手焊接變位機的研究與開發工作，使焊接變位機的使用逐漸普遍。隨著市場競爭的日益激烈，焊縫的外觀質量成為用戶評價產品質量的重要指標之一，而變位機的使用可以取得立焊、橫焊、仰焊等難以達到的效果，有效提高了焊接的質量，提高了生產效果和安全系數。

3 工程機械焊接技術水平發展分析

當前，節能減排成為當前社會經濟發展的重要共識，推動工程機械焊接技術的節能降耗。目前，在焊接領域中，為有效提升焊接結構質量，采用了更為先進的焊接技術，例如二氧化碳氣體保護焊工藝，并對其進行持續更新，實現自動與半自動逆變二氧化碳氣體保護焊機與埋弧自動焊等先進工藝。其所具有的高效、優質、節能等諸多特點，并在二氧化碳氣體保護半自動焊接基礎之上，通過對規則焊縫工藝水平的提升，進一步使其性能得到提升，推動了自動化與智能化焊接的發展。隨著焊接技術的進步，新的工藝正在不斷投入實踐中，有效提升了焊接工藝的質量與水平。例如，采用脈沖氣體保護焊機配富Ar氣體的無飛濺焊接，提升了焊接部位的美觀性；利用雙絲氣體保護焊接，在降低焊接成本的同時，提升了焊接速度，保障了焊接質量。未來的焊接技術發展，將會以中、大功率為發展的重要方向，實現焊接的智能化與自動化。

4 提升工程機械焊接設備發展分析

焊接技術的進步帶動了焊機的發展，焊接設備正在朝著高效、節能、環保等多方面發展。二氧化碳焊機與傳統的手工電弧焊接相比，在生產效率得到提升的同時，具有更低的生產成本，而且焊接出來的設備極具美觀性。焊接設備的發展將會以計算機技術為依托，實現自動化與智能化，利用焊接機器人代替人工操作，將極大節約人力資源成本，提升機械制造業整體科技水平的提升。針對于工程機械的特殊領域，利用焊接專機操作性更高，成本更低，有利于養護工作的進行。

5 我國工程機械焊接工藝技術的應用趨勢

（1）機械焊接反變形工藝技術。在實際的焊接過程中，機械焊接反變形工藝技術是鋼結構焊接期間的重要難題，具體包括以下幾種情況：橫向、縱向收縮變形和角變形、彎曲變形和波浪變形等。在實際的焊接過程中，如果遇到機械焊接變形的情況，可以使用機械焊接正反變形、機械焊接矯正工藝技術以及合理機械焊接技術等加以控制。對于殘余角變成方式的有效控制是，在機械焊接之前利用結構性反彈變形焊接的方式加以解決。在實際的焊接過程中，對H型梁進行焊接期間，如果有翼緣板角變形的情況，那么在機械焊接之前利用反變形焊接方式進行矯正，有利于機械焊接工作效率的提高。

（2）利用低溫機械焊接工藝技術。依據相關實踐表明，在實際的鋼結構焊接過程中，如果出現鋼結構焊接事故，究其原因是低溫致使焊接條脆斷，尤其是在鋼結構中焊接條缺陷的情況下，出現脆斷的事故更加嚴重。機械焊接質量的好壞不是由機械焊接環境溫度決定的。針對低溫機械焊接進行有效分析，對焊機環境溫度以及預熱溫度的提高予以高度重視。同時，在實際進行異種鋼機械焊接期間要重視提前預熱，因為這是機械焊接質量好壞的重要因素。

（3）利用機械焊接振動時效的工藝技術。利用機械焊接振動時效工藝技術是指，在實際的機械焊接過程中，采用的是振動時效焊接技術，通常利用外力振動的方法將工件的內部產生周期性作用力，然后，通過作用力以及工件的余應力進行有效疊加，進而產生的粘性力變化的過程。利用這個方式可以避免工件的內部發生變形，使工件內部的作用力處于平衡狀態，進而將工件材料的疲勞極限有效發揮，最終使工件材料的價值可以全面發揮。較為合理的振動數據變化對于焊機技術的處理效果具有重大意義。

6 結語

工程機械焊接工藝是構成產品質量保證體系的一個不可缺少的組成部分。通過不斷完善技術基礎文件的制定，并在產品制造過程有效地貫徹實施，達到有效提高焊接質量的目的。通過研制從準備工序、焊接到質量監控全部過程自動化的專用焊接專機，并實現焊接數據的信息化傳遞將為提高工程機械的焊接生產水平提供重要的裝備支撐，為工程機械焊接工藝的發展作出重大貢獻。

參考文獻：

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