自動化焊接技術及其發展探討

王旭 陳峰

【摘 要】近年來，隨著科學技術的全面發展，我國的機械焊接行業取得了長足的進步，隨著社會建設對焊接技術提出的要求越來越高，借助先進科學技術全面提高焊接質量已成為業界關注和研究的重點。在本次研究中以自動化焊接技術為基礎，對實際發展情況進行分析。

【關鍵詞】自動化；焊接技術；發展

引言

從焊接自動化技術實際應用情況來看，我國缺乏自主開發能力，導致焊接自動化水平落后于發達國家。焊接自動化技術在石油工程維修中具有廣泛應用，尤其在大型儲罐建設中發揮重要作用。將焊接自動化技術發展現狀及主要趨勢作為出發點，以儲罐建設中焊接自動化技術應用為例，對焊接自動化技術進行分析。

1、概述焊接自動化技術現狀

科學技術和信息科學在不斷進步，許多智能化和數字化方面的技術也逐漸成熟，而且將這些技術運用在許多工業領域具有十分顯著的作用。其中焊接技術進入自動化的時代，有效推動我國的工業發展進入新型階段，尤其將自動化技術運用在汽車零部件焊接過程中，可以有效提升焊接質量以及效率，隨著該技術不斷發展和廣泛運用，對進一步拓展焊接產業具有十分重要的意義。結合當前汽車行業實施焊接的實踐，分析其具體的現狀：第一，焊接方式出現了二氧化碳這一高效化、節能化焊機以及埋弧焊機，對焊接工業發展以及生產都帶來積極作用；第二，通過自動化的方式調節焊接的參數，使得焊接工藝逐漸在智能化的背景下取得良好的效果，如智能型的逆變焊機，不僅操作簡單，在實際的運用方面也比較簡便；第三，先進技術代表焊接機器人使得自動化裝備的發展進入一個新的節點，同時該焊接方式的運用也逐漸提升該技術在市場中的份額。但是我們還必須清晰意識到一個問題，當前我國焊接的自動化水平仍然和發達國家之間存在差異性，出現不平衡發展的問題，集中表現為：焊機進入自動化的控制和智能化的控制有較大進步空間，將集成網絡與機器人焊接之間的融合也可以得到優化。

2、自動化焊接關鍵技術

2.1、組合化和大型化

現階段，對大型自動化焊接設備的研究更加的深化和具體，使得大量的自動化焊接設備在大、中、小型焊接結構生產中得到應用，比如中重型厚壁容器焊接中心、集裝箱外殼組裝焊接中心、箱型梁焊接生產線等。很多大型的焊接中心在占地面積上不亞于車間。

2.2、機械技術

相關機械設備進行信息傳遞要符合要求，機械技術根據設備的實際應用情況可知，要具備技術的實際應用要求。機械設備種類比較多，運輸管理過程中，固定裝置和轉換裝置等都需要要求，考慮到焊接設備操作的類型可知，在傳感處理過程中要明確裝置的類型。

2.3、高質量和高精度

正常情況下，焊接機器人與焊接操作機在行走機構的定位精度是在0.1mm左右，而焊接機器人同焊接機器人配套焊接變位機在定位精度上是在0.05mm左右。由此可見，自動化焊接設備在大型的工程機械制造中作用還是有目共睹的。

3、自動化焊接技術的發展趨勢

3.1、自動化技術的柔性化

自動化技術的柔性化是要求焊接自動化項目的關鍵，根據產品的實際應用要求可知，如何實現有序化管理是重點。以同類別的產品管理作為前提，土地資源可能存在緊缺的現象，土地的使用價格也比較高，為了節省成本，在后續應用過程中，要盡量壓縮廠房空間，滿足應用要求。生產設備的要求要不斷提升，一家生產多種產品的企業，需要明確設備的具體要求，以選購作為前提，需要了解產品設備的應用要求，自動化技術的柔性化意義才能體現出來。在自動化焊接設備管理過程中，要了解柔性化特點，改變應用程序后，適當對參數進行調整，能提升生產效率。

3.2、機械焊接過程的智能化

控制工程機械自動化焊接工藝的核心要素在于全流程智能控制，在計算機技術、數字化技術、傳感技術不斷發展的背景下，這些先進的技術元素已經在自動化焊接領域得到廣泛應用，智能化控制特點更加突出，能夠適應不同作業環境和高精度焊接要求。從當前國內機械工程自動化應用情況來看，除工藝需要升級外，操作人員素質也需要進一步提高，尤其是專家級的焊接人才尤其短缺，這就需要在機械工程生產中加強智能化控制技術的應用，如建立完善的專家系統、部署神經網絡等。

3.3、綠色化

為了可以更好地提升焊接自動化發展的綜合效率，人們還需要注重今后焊接發展的環保性以及可持續發展性。焊接行業要得到長久的發展，可持續發展已經成為一個必然選擇，因此，在今后的發展過程中，焊接方面需要大力度推廣一些清潔化的生產工藝，尤其是針對噪聲情況、高溫情況、有害氣體和弧光等給環境帶來的不良影響，都需要在焊接生產中給予減少甚至消除。此外，自動化技術的發展還需要積極利用其他外部良好的條件，如積極總結發展經驗，或者是向其他國家學習等，在引進技術方面注重創新，一方面使得焊接自動化的系統可以得到不斷更新換代，另一方面逐漸培養本國焊接自動化技術產權，充分保障工業發展。

3.4、自動化技術網絡化

原有的自動化技術是利用計算機直接對設備進行控制和管理的，設備比較多的企業，選擇簡單的局域網，計算機技術水平不斷進步，對通訊管理有嚴格的要求。在整個完善過程中要明確自動化焊接設備的一體化應用，根據負責區域和概況可知，網絡化管理階段，采用合適的操作模式后，能提升安全程度，工人不需要在繁雜的車間忙碌，僅需要進行遠程操作。

3.5、焊接自動化及機器人操作

工程機械的自動化焊機及機器人操作，能夠代替人工從事難度更大、環境更復雜、危險性更高的工作，從而使焊接人員勞動安全系數進一步增加，通過自動化技術提高工程機械質量。隨著人力資源成本的不斷增加，機器人作業前景更加樂觀，通過機器人作業有利于替代人工勞動，增加作業環境的適應性和專業性，從而使工程機械行業獲得更可觀的運營收益。、

4、焊接自動化技術在石油工程儲罐建設中應用

某石油企業大型儲罐建設項目詳細指標如下：5臺儲罐，其中3臺1萬立方級原油儲罐，2臺5千立方級原油儲罐。儲罐底板焊接工藝采用埋弧自動焊接技術，儲罐壁則采用二氧化碳自動焊接技術。

一般情況下，在大型儲罐建設項目開展過程中，采用焊接自動化技術的主要實施方法為埋弧自動焊接。在對儲罐底板與對接接頭進行連接時，主要有2種工藝：其一，埋弧自動平焊。其二，碎絲填充埋弧平焊。在進行焊接之前，第二種焊接方式要求將碎焊絲放在坡口內部，并保證其厚度合理，這樣做的主要目的在于充分提高操作速度，進而提升實際工作效率。通常，為避免埋弧焊接將儲罐底板打透，需先開展手工焊接，做好封底工作。在此基礎上，對坡口及其兩側一定范圍內進行清理，避免污染物影響焊接質量。充分干燥后，結合實際需要進行定位焊接。為充分保證焊接質量，焊工應該對每段定位焊接焊縫的長度進行合理控制。底板焊接結束后，對儲罐局部變形情況進行檢查，結果顯示：凹凸變形量最大值為30mm，滿足相關設計要求。真空試驗結果證實，滲透檢測結果合格。

結束語

自動化焊接技術的實際應用優勢明顯，考慮到項目的實際應用類型可知，在操作階段，要明確智能化應用優勢。自動化焊接管理具備發展潛力，發展方向和目前經濟形式相互對應，在整個管理階段需要了解理念要求，促進整體進步。只有做好技術分析工作，才能保證技術落實到位。

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（作者單位：精誠工科汽車系統有限公司底盤研究院）