工程機械焊接工藝的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

吳雪飛 段紅濤 王生章

摘要：本文首先簡單介紹工程機械制造所涉及到的主要焊接工藝，其次從焊接設備、焊接工藝操作、焊接組織形式等方面對工程機械焊接工藝的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析，最后對工程機械焊接工藝節(jié)能環(huán)保、自動化兩方面發(fā)展趨勢進行研究。

關鍵詞：工程機械;焊接工藝;發(fā)展現(xiàn)狀

0? 引言

工業(yè)行業(yè)的發(fā)展對于我國城市化建設、國民經濟的提高有著重要作用。新時期背景下，如何提高生產效率、降低能源消耗，已經成為工程機械制造企業(yè)未來發(fā)展中的重要研究內容。為此，本文以機械焊接工藝為切入點，對現(xiàn)階段我國工程機械制造的主要焊接工藝、工程機械焊接工藝的發(fā)展現(xiàn)狀以及其未來發(fā)展趨勢進行研究。

1? 工程機械制造主要焊接工藝

現(xiàn)階段，隨著科學技術的不斷發(fā)展，我國工程機械行業(yè)取得了很大進步，各種先進焊接工藝層出不窮。根據焊接方式進行劃分，主要可分為三大類：①全自動焊。所謂全自動焊，指的是借助自動化技術實現(xiàn)機器人自動焊接。全自動焊不僅能夠保證焊接質量的穩(wěn)定性，并且還能夠減少人工操作，降低人力資源成本;②半自動焊。與全自動焊原理相似，主要借助焊接專機進行焊接操作，但需要工作人員輔助操作，與全自動焊相比自動化程度稍低。例如開環(huán)控制型自動焊接專機、自適應控制自動化焊接專機等;③手工焊接。顧名思義，手工焊接主要以人工為主，依靠焊接變位機進行焊接操作。手工焊接對于焊接人員焊接水平要求較高，且各個焊接工作環(huán)節(jié)都需要焊接人員獨立完成，操作難度大、勞動強度高。

現(xiàn)階段，很多工程機械制造企業(yè)為提高整體焊接質量與焊接效率，在一些關鍵結構件的焊接方面已經實現(xiàn)了流水線作業(yè)的工作模式，并在實際生產制造過程中合理分配全自動焊接、半自動焊接與手工焊接，保證整體生產工序節(jié)拍穩(wěn)定，達到均衡生產的目的，以此實現(xiàn)生產效益的有效提高。

2? 工程機械焊接工藝發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 焊接設備發(fā)展現(xiàn)狀

我國是一個工業(yè)大國，工業(yè)行業(yè)的蓬勃發(fā)展不僅能夠提高國家整體經濟水平，并且還能夠實現(xiàn)對民生的改善，推動城市化建設進程，具有十分重要的現(xiàn)實意義。與海外發(fā)達國家相比，我國由于起步較晚，在焊接設備、焊接工藝、焊接方法等方面存在很大差距。傳統(tǒng)的機械焊接設備只能將其應用于材料連接當中，設計原理非常簡單，并且其應用范圍也十分有限，設備做工粗糙，不僅整體美觀度不夠，其焊機效率還非常低。新世紀以來，隨著我國科學技術水平的不斷提高，工程機械焊接設備制造方面取得了很大突破，已經逐漸實現(xiàn)了智能化、自動化，拉近了與國外發(fā)達國家之間的距離。從目前來看，我國手工焊接、自動化焊接等方面均取得了較為理想的進步。首先，在手工焊接方面，焊接變位機得到了大力研發(fā)與推廣，在很大程度上提高了人工焊接質量與焊接效率，能夠達到仰焊、立焊、橫焊所無法實現(xiàn)的效果。另外，在自動化焊接設備方面，智能技術、自動化技術在工程機械制造領域中的應用，衍生了焊接機器人、自動焊接專機等先進焊接設備。借助這些先進焊接設備，只需要在其中錄入參數即可讓其自動進行焊接操作，不僅降低了人工勞動量，并且還在很大程度上提高了焊接的穩(wěn)定性與精準度，使得工程機械制造行業(yè)的生產效率得到大幅度提高。現(xiàn)階段，焊接機器人在我國工程機械行業(yè)已經得到了廣泛的應用，使一些金屬、汽車零件的制造更加標準化、精確化。

2.2 焊接工藝操作現(xiàn)狀

工程機械焊接過程中應用的連接工藝分為很多種，例如螺紋連接工藝、銷連接工藝、配焊連接工藝等。目前來看，我國工程機械領域中最為常用的兩種工藝便是螺紋連接工藝與銷連接工藝。其中，螺紋連接工藝在拆卸、連接方式等方面有著很大優(yōu)勢，但與銷連接工藝相比，螺紋銜接工藝的應用范圍較少。銷連接工藝在一般機械焊接生產過程中都會有所應用，應用范圍十分廣泛，借助銷連接工藝，能夠在很大程度上提高機械焊接質量與焊接效率，是我國工程機械領域中最為重要的焊接工藝之一。另外，配焊連接工藝的應用，能夠在一定程度上降低機械焊接的難度。總而言之，在焊接一些操作難度相對較低的工程機械時，若無法準確把控其零部件的具體位置，則需要焊接人員對相關零件進行適當調整，保證焊接能夠順利進行。但是，在配焊過程中，難免會使機械設備表面出現(xiàn)一定損傷，因此應該根據實際情況進行工藝的合理選擇，并在應用配焊工藝之間做好防范約束工作，保證提高焊接效率的同時，能夠在最大程度上保證焊接質量。

2.3 焊接組織發(fā)展現(xiàn)狀

目前來看，我國工程機械焊接的基本組織形式主要分為以下兩種：①固定式焊接。固定式焊接可以劃分為分散固定式焊接、集中固定式焊接兩種方式。在實際應用過程中，集中固定式焊接主要應用于小批量生產的機械工程當中，若機械設備生產規(guī)模較大，則需要采用分散固定式焊接方式。分散固定式焊接方式實質上是對焊接過程進行節(jié)點劃分，另外，在實現(xiàn)組件焊接、部件焊接、整體焊接的同時，還能夠大幅度提高機械生產效率，是企業(yè)工程機械制造過程中常用的一種焊接組織形式;②移動式焊接。顧名思義，所謂移動式焊接，就是指在焊接地點、焊接人員等方面具有一定的變動。一般情況下，移動式焊接會不斷出現(xiàn)焊接設備地點轉移的情況，并且焊接人員也有著一定的不固定性。從實際應用情況來看，移動式焊接主要應用于規(guī)模更大的焊接生產過程中。例如，汽車制造企業(yè)的流水線焊接。

3? 工程機械焊接工藝發(fā)展趨勢

3.1 節(jié)能環(huán)保

基于可持續(xù)發(fā)展理念，節(jié)能環(huán)保已經成為我國工業(yè)發(fā)展的重要趨勢和原則。現(xiàn)階段，我國不斷提出各種節(jié)能減排目標，并應用于諸多行業(yè)當中。因此，工程機械焊接工藝也應該朝著節(jié)能、環(huán)保的方向發(fā)展。由于我國工程機械焊接起步較晚，雖然近年來取得了較為理想的成果，但與一些發(fā)達國家相比仍有很大差距，因此應該更加側重于在節(jié)能環(huán)保高效技術焊接技術方面的研究與發(fā)展。

首先，振動時效處理技術的應用。振動時效最大特點便是節(jié)能環(huán)保、應用成本低，其主要借助受控振動能量實現(xiàn)對機械工件的處理，能夠在很大程度上降低工件的殘余應力。與傳統(tǒng)的熱時效處理技術相比，振動時效處理在成本、能源消耗等方面能夠達到其十分之一，具有十分理想的應用效果。不僅如此，振動時效處理還具有周期短、效率高的優(yōu)勢，通常在30-60分鐘之間便可完成。現(xiàn)階段，時效振動處理已經完全取代了亞共振處理，解決了亞共振處理技術工藝操作復雜、噪音大、應用面窄等弊端，是保證工程機械焊接工藝節(jié)能環(huán)保發(fā)展的重要技術。

其次，隨焊錘擊法的應用。隨焊錘擊法是指通過對焊縫、近縫區(qū)的不斷錘擊，從而達到降低金屬塑性影響的工藝技術。隨焊錘擊法在工程機械焊接中的應用，能夠在很大程度上提高焊接質量，大幅度節(jié)約焊接能源與成本，對工程機械制造企業(yè)而言具有十分重要的作用。在實際焊接過程中，由于機械試件、焊接條件的不同，隨焊錘擊法還在原有基礎上實現(xiàn)了能夠調節(jié)的隨焊錘擊方式。新型隨焊錘擊方式能夠對錘擊頻率進行有效控制，能夠保證處理金屬焊接過程中產生的殘余拉應變得到有效釋放，對于焊接接頭疲勞強度有著很大提高。另外，對于可調節(jié)隨焊錘擊方式還在能夠有效控制錘擊的力度、錘擊距離。故而，在進行機械焊接的過程中，若焊接材料與環(huán)境發(fā)生變化，能夠進行隨時調整，在很大程度上提高了工程機械的焊接效率。

3.2 自動化發(fā)展

自動化是工程機械焊接工藝未來發(fā)展的重要趨勢，雖然現(xiàn)階段我國工程機械制造自動化取得了一定成果，但仍有很大發(fā)展空間。

首先，精密高效化。未來發(fā)展過程中，精密高效化是自動化機械焊接技術的重要發(fā)展方向，除需要加強相關研究力度之外，還應該根據行業(yè)情況制定一定的政策支持。機械制造發(fā)展是促進城市化建設的重要推動力，因此，應該不斷提高對機械制造產品關系數與質量要求，不斷對生產制造設備進行優(yōu)化與更新。除此之外，還應該加強管理，保證各個機械焊接環(huán)節(jié)的質量，提高自動化技術的精準度，在最大程度上實現(xiàn)自動化焊接技術的精密化、高效化。

其次，柔性化。柔性化是自動化焊接技術發(fā)展的重要關鍵，需要根據機械產品的實際需求進行有序管理。未來發(fā)展過程中，應該合理利用土地資源，在滿足實際生產需求的基礎上，節(jié)約生產成本。另外，還應該加強對焊接設備提出更高的要求，明確具體生產焊接需求，保證焊接設備的選擇具有合理性、科學性，充分體現(xiàn)出自動化技術的柔性化。

最后，網絡化。現(xiàn)階段，大多數自動化焊接技術都是通過計算機直接控制焊接設備，部分規(guī)模較大的生產企業(yè)采用局域網的方式實現(xiàn)流水線生產。但隨著科學水平的不斷提高，未來發(fā)展過程中對于通訊管理有了更高的要求，在實際焊接過程中，應該朝著一體化自動焊接設備的方向發(fā)展，實現(xiàn)對自動化設備的網絡化管理。這樣，不僅能夠在一定程度上提高安全程度，并且還能夠降低人工工作量，降低人力資源成本。

4? 結束語

綜上所述，現(xiàn)階段，我國在工程機械焊接工藝方面取得了較為理想的發(fā)展成果，在很大程度上提高了機械制造企業(yè)的產品質量與生產效率。智能化、自動化等先進技術的應用使機械焊接工藝發(fā)生的重要改革。在未來發(fā)展過程中，應該堅持自動化發(fā)展路線，在現(xiàn)有的自動化焊接技術的基礎上實現(xiàn)柔性化、高效化、精密化發(fā)展，同時秉承可持續(xù)發(fā)展理念，應用振動時效處理、隨焊錘擊等方式實現(xiàn)機械焊接的節(jié)能環(huán)保。

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