工程機(jī)械焊接工藝特點(diǎn)與應(yīng)用趨勢(shì)探討

文/王文華，鄭州向心力通信技術(shù)股份有限公司

1 工程機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)件及其特點(diǎn)

工程機(jī)械產(chǎn)品中焊接結(jié)構(gòu)件占據(jù)主要位置，一般約占整個(gè)機(jī)械設(shè)備重量的50%到70%，機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量、性能和穩(wěn)定性。工程機(jī)械的焊接結(jié)構(gòu)件主要包括車架類結(jié)構(gòu)件、轉(zhuǎn)臺(tái)類結(jié)構(gòu)件以及壁架類結(jié)構(gòu)件三種。焊接結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)和制造能力已經(jīng)成為工程機(jī)械制造企業(yè)的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，這也是提高焊接質(zhì)量和水平的重要組成。

隨著工程機(jī)械加工行業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)的加劇，專業(yè)化、智能化、自動(dòng)化已經(jīng)成為目前工程機(jī)械加工生產(chǎn)的主要發(fā)展方向，這也對(duì)工程機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)件有了更高的要求，工程機(jī)械焊接件主要有以下特點(diǎn)，一是尺寸大、厚板焊接焊縫多，為了提高大型工程機(jī)械設(shè)備的使用性能，工程機(jī)械行業(yè)中應(yīng)用大尺寸和厚板焊接焊縫較多，這就對(duì)焊接焊縫形成的質(zhì)量要求更高;二是，高強(qiáng)度焊接結(jié)構(gòu)件和薄板的增加，高強(qiáng)度鋼材的使用對(duì)減輕工程機(jī)械設(shè)備重量、提高工程機(jī)械設(shè)備性能幫助很大，但是這些材料焊接性能較差，這對(duì)焊接工藝和焊接設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性提出了更高要求;三是，由于工程機(jī)械設(shè)備逐漸應(yīng)用于更多的行業(yè)和領(lǐng)域，并具有更廣泛的運(yùn)用范圍，因此對(duì)于焊縫結(jié)構(gòu)的要求形式多樣。

2 我國(guó)焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

焊接技術(shù)最早起始于我國(guó)的古代，當(dāng)時(shí)主要用于制造兵器。隨著19世紀(jì)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)能集中熱源來(lái)焊接金屬的氧乙炔火焰和電弧，使得焊接使用范圍變廣，緊接著鋁熱劑技術(shù)發(fā)明使得鋁熱焊接技術(shù)得到廣泛的使用。隨著20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，氣焊技術(shù)和電弧焊技術(shù)的出現(xiàn)推動(dòng)了工程機(jī)械焊接行業(yè)的出現(xiàn)，也使得工程機(jī)械生產(chǎn)效率的變高，期間焊條的研發(fā)和使用使得焊接技術(shù)得到更進(jìn)一步的提高，電弧焊接技術(shù)一度成為工程機(jī)械焊接的主要工藝。由美國(guó)科學(xué)家發(fā)明的將焊接技術(shù)和電氣技術(shù)融合的自動(dòng)電焊接機(jī)的出現(xiàn)，標(biāo)志著機(jī)械焊接技術(shù)從手工階段轉(zhuǎn)入自動(dòng)焊接階段，機(jī)械焊接行業(yè)也進(jìn)入了快速發(fā)展的階段，新的技術(shù)和工藝相繼出現(xiàn)，20世紀(jì)以來(lái)，氣體保護(hù)狀態(tài)下的電弧焊、二氧化碳保護(hù)下的焊接、混合氣體焊接、自保護(hù)電弧焊接等先進(jìn)的焊接技術(shù)不斷出現(xiàn)，并開(kāi)始應(yīng)用于航天航空、軍事、建筑等多個(gè)國(guó)家關(guān)鍵領(lǐng)域。

3 我國(guó)工程機(jī)械焊接工藝技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)

3.1 利用低溫機(jī)械焊接工藝技術(shù)

實(shí)際的研究數(shù)據(jù)表明在鋼結(jié)構(gòu)的焊接過(guò)程中，如果焊接的溫度很低，發(fā)生鋼結(jié)構(gòu)的焊接事故，主要是其焊條在這種低溫下會(huì)發(fā)生斷裂。同時(shí)在這種情況下，脆斷的事故會(huì)受到溫度的影響。針對(duì)機(jī)械焊接的事故進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)焊接的溫度以及其預(yù)熱所需的溫度應(yīng)該給予高度的重視，同時(shí)在焊接的期間應(yīng)該明確預(yù)熱的重要性，這樣才能保證焊接的質(zhì)量。

3.2 利用機(jī)械焊接振動(dòng)時(shí)效的工藝技術(shù)

利用焊接振動(dòng)時(shí)的工藝技術(shù)及在實(shí)際的焊接中，使用振動(dòng)技術(shù)讓其外力作用內(nèi)部周期，實(shí)現(xiàn)了作用力的改變，將內(nèi)部的各種工件相互疊加，這樣就會(huì)改變了粘性力。這種方式作用可以防止其內(nèi)部發(fā)生變形，并且作用的過(guò)程中保證其內(nèi)部的平衡的狀態(tài)。這樣就可以實(shí)現(xiàn)工件材料的有效的利用。為了實(shí)現(xiàn)振動(dòng)數(shù)據(jù)變化的有效作用，可以從從以下幾點(diǎn)出發(fā)對(duì)其進(jìn)行管理。

首先就是降低振動(dòng)機(jī)械焊接的頻率，全面的將機(jī)械焊接的頻率下調(diào)，這樣讓原有的頻率一致控制在范圍內(nèi)。其次，選擇合適的激振頻率。在新的材料的作用下，如果激振力小，會(huì)產(chǎn)生非常少的晶粒；相反，如果激振力大，產(chǎn)生的晶粒會(huì)非常多，進(jìn)而將激振的時(shí)效延長(zhǎng)，同時(shí)，對(duì)時(shí)效也產(chǎn)生了巨大影響。

3.3 機(jī)械焊接反變形工藝技術(shù)

機(jī)械焊接的連接過(guò)程中，將焊接的反變形和工藝技術(shù)逐漸的提升，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的提升，具體包括以下幾種情況，就是在橫向、縱向收縮變形和角變形、彎曲變形和波浪變形等。焊接的過(guò)程中發(fā)生變形是很常見(jiàn)，如果可以利用焊接的變形來(lái)對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接技術(shù)的提升，那么對(duì)機(jī)械焊接的發(fā)展就具有促進(jìn)作用。對(duì)于殘余角變成方式的有效控制是，在機(jī)械焊接之前利用結(jié)構(gòu)性反彈變形焊接的方式加以解決。

3.4 焊接的自動(dòng)化和焊接機(jī)器人

為了推進(jìn)工程機(jī)械焊接工藝的發(fā)展，應(yīng)該不斷的進(jìn)行探索創(chuàng)新，當(dāng)前焊接機(jī)器人和自動(dòng)焊接機(jī)的使用，能夠代替焊接技術(shù)人員對(duì)一些操作復(fù)雜、危險(xiǎn)性大的工藝進(jìn)行完美的操作，不僅保證了人們的身體健康降低勞動(dòng)力，也能夠保證焊接工藝達(dá)到滿意的程度，產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性都能夠提高。對(duì)于機(jī)械焊接工藝，有時(shí)工作環(huán)境比較惡劣會(huì)對(duì)人身體造成一定的損傷，不被當(dāng)前操作技術(shù)人員所接受，并且現(xiàn)在用人成本費(fèi)用比較高，因此，使用焊接機(jī)器人和自動(dòng)焊接機(jī)能夠有效解決用人問(wèn)題，降低投入的成本提高生產(chǎn)力，能夠?yàn)槠髽I(yè)帶了更大效益推動(dòng)企業(yè)的發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，焊接工程是一門新的技術(shù)，也是一門新的金屬工藝。這項(xiàng)技術(shù)被應(yīng)用在航天制造、工程機(jī)械生產(chǎn)等各種電氣工程中。但是目前科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步逐漸在焊接的工程中沒(méi)有對(duì)其產(chǎn)生進(jìn)步的作用，新的焊接技術(shù)受到了各種施工的工藝的影響，導(dǎo)致在制造業(yè)中國(guó)焊接工藝沒(méi)有能有效的發(fā)揮。并且焊接的技術(shù)對(duì)實(shí)際的焊接安全有著直接的影響。在這種情況下，我們應(yīng)該認(rèn)識(shí)到焊接工藝的重要性，提高焊接技術(shù)的可靠性，積極的對(duì)焊接技術(shù)的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)其焊接質(zhì)量的提升，保證焊接工藝的提升。