自動化焊接技術中的難點探討

王文

摘?要：焊接技術作為一種傳統(tǒng)的成型加工工藝，在各行業(yè)中廣泛應用。焊接工件結構形式越來越復雜，對焊接技術的要求也大幅度提高，自動化焊接技術在機械制造行業(yè)中的使用優(yōu)勢則越發(fā)明顯，焊接工藝逐漸朝著智能化和專業(yè)化的方向發(fā)展。根據(jù)目前工業(yè)發(fā)展以及機械自動化的成型情況來看，焊接工藝已經(jīng)開始呈現(xiàn)出了精細化的趨勢，加強焊接過程中自動化模式的研究工作，具有理論和現(xiàn)實兩個方面的意義。因此，加強自動化焊接工藝的研究，無論是在理論上，還是實踐上都具有十分重要的意義。文章通過對關鍵技術的了解，對在自動化焊接過程中出現(xiàn)的難點進行分析。

關鍵詞：自動化焊接;技術分析;難點探討

自動化焊接是區(qū)別于以往的一種新技術，其本身是焊接技術的革新，主要優(yōu)勢在于實現(xiàn)焊接技術自動化過程，是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的產(chǎn)物。我國現(xiàn)有的自動化焊接應用還在起步階段，與國外技術水平還有一段差距。隨著智能科技的高速發(fā)展，焊接技術也在朝著自動化和智能化的方向前進。如今自動化焊接技術的應用代替了以前人工焊接，提高了制造效率和縮減了生產(chǎn)成本。自動化焊接技術應用越來越廣泛，但是目前很多企業(yè)實現(xiàn)自動化焊接，都面臨幾大難點。

1?概述

傳統(tǒng)的焊接技術多是采用手動方式進行焊接，而焊接自動化技術是在沒有外力干涉條件下，機械裝置按照提前設定的程序進行自動化和系統(tǒng)化焊接，整個焊接過程更為清晰，而且機械裝置在焊接和固定過程中，需要由焊槍氣動調節(jié)機構、脫材料機構、焊槍夾緊機構和工作夾緊機構等共同完成。由于自動化技術具有較強的綜合性，焊接自動化技術實現(xiàn)，可以有效地提高工程機械的發(fā)展。在實際焊接自動化技術實施過程中，需要對焊接流程和要求進行明確，但基于工作環(huán)境的不斷變化，還要重視產(chǎn)品生產(chǎn)穩(wěn)定性的提高，因此在焊接自動化落實過程中，要保證設備配置的齊備，并對自動化知識的實際要求進行了解，從而實現(xiàn)焊接自動化技術的合理應用。焊接自動化技術的實施，有效地推動了工業(yè)發(fā)展的進程，將其在實際焊接中進行應用，可以有效地提高焊接質量和焊接效率，而且對拓展焊接產(chǎn)業(yè)也具有極為重要的意義。隨著焊接自動化技術的發(fā)展，在焊接方式中出現(xiàn)了二氧化碳焊機和埋弧焊機，并利用自動化方式對焊接參數(shù)進行調節(jié)，加快推動了焊接工藝的智能化水平。而且焊接機械人的出現(xiàn)，使焊接自動化技術發(fā)展進入了一個全新的節(jié)點。目前我國焊機已開始向自動化控制和智能化控制方向發(fā)展，集成網(wǎng)絡與機器人焊接之間加快了優(yōu)化融合的進程，這對于焊接自動化水平的提升具有極為重要的促進作用。

2?自動化焊接技術難點

2.1?數(shù)據(jù)收集難點

對于目前的機械自動化技術來說，在自動化焊接的應用環(huán)節(jié)上，最為困難的就是數(shù)據(jù)收集。從自動化焊接的角度來看，無論是數(shù)據(jù)的匯總，還是機械化制造的技術優(yōu)化，都存在著比較困難的方面。由于自動化的數(shù)據(jù)提取技術可以說是實現(xiàn)自動化技術的關鍵所在，因此對于數(shù)據(jù)的收集整理應該成為重中之重。從當前的數(shù)據(jù)收集情況來看，自動化焊接在數(shù)據(jù)收集方面還有著不小的提升空間，需要在今后做進一步的完善。

2.2?大型自動化機器人難點

大型自動化機器人焊接應用遇到了獨特的挑戰(zhàn)，機器人和焊接電源以及焊絲必須協(xié)同工作，才能實現(xiàn)這些應用所需的高沉積速率，循環(huán)時間范圍從幾分鐘到40小時不等，增加產(chǎn)量以及縮短時間是提高生產(chǎn)率的關鍵。實施大型焊接自動化需要關注的變量太多了，也很復雜，其中很多事人為參與的因素，包括焊接工藝選擇，定位，焊接變形處理等，如何減少這些變化因素，比較困難。在大型焊接周期中選擇定位器可簡化比較難的任務，定位器有多種形式，傾斜旋轉定位器是雙軸系統(tǒng)，將部件從水平旋轉到垂直90度，而轉盤圍繞垂直軸旋轉部件。搭配定位器需要首先弄清楚一些問題，比如焊接會涉及多少機器人，零件是否需要在焊接過程中旋轉。理解和糾正機器人伸展問題，機器人尺寸要求，焊槍配置，夾具間隙和其他變量，需要進行仿真工程模擬，在構建集成系統(tǒng)之前預測自動焊接過程，模擬自動化系統(tǒng)，可改善內部設計流程，增強協(xié)作，加快測試，在系統(tǒng)設計開始之前，工深入研究自動化概念，優(yōu)化產(chǎn)品和流程，把一些復雜的流程給簡化。

2.3?焊接變形處理難點

在進行焊接的過程中，鍋爐焊接并不僅只有簡單直來直去的部位焊接，更有弧形以及橢圓角落需要進行細致的焊接處理，而目前的機器人，大部分都是直角狀的機器人觸手，因此，在進行焊接處理的過程中，很難與需要焊接的部位進行完美的契合，從而導致焊接變形上面的處理相對比較差。從上述內容中可以看出，如今的焊接變形處理也是自動化焊接機器人應用的難點之一。

2.4?上游基礎材料的難點

雖然焊接機器人在工作原理上相對較簡單，但是在很多傳感器等方面的設計上面，依舊有著技術上面的難點。由于在自動化機器人使用的過程中，很多高科技的設備都必須使用專門的材料，而材料的難獲取，也是影響焊接機器人工作效率和設計完善的關鍵所在。

3?自動化焊接技術的發(fā)展及趨勢

目前我國的焊接自動化普及率還不到35%，但是工業(yè)發(fā)達的國家自動化普及率已達80%，由此可見我國與發(fā)達國家的還有很大的差距。我國國情導致我國在這方面的技術相對落后直至從20世紀50年代才開始以研制自動化設備。20世紀90年代，隨著科學技術成果的轉化和我國工業(yè)化的時代的到來，各種機械化和半機械化的焊接機，逐步代替了傳統(tǒng)的手工焊接。到了近幾年工業(yè)4.0的時代到來，智能科技的飛速發(fā)展，解決了自動焊接中的一些問題，改變了一直以來依靠國外進口設備的情況，目前像壓力容器、無縫鋼管等都采用了自動焊接技術，在汽車和船舶，工程機械上都發(fā)展了自動化程度不同的生產(chǎn)線。

焊接成套設備的發(fā)展也促進著焊接自動方向的發(fā)展，近年來我國專用、成套焊接設備不僅整體制作水平有所提高，還在基礎件、配套件的選用上有所改進，并有許多新的突破，但是特別是特種設備和重大裝備的生產(chǎn)不能滿足需求。發(fā)展趨勢①焊接電源的穩(wěn)定性;②研發(fā)焊接新材料;③發(fā)展新的焊接技術;④遠程操作;⑤智能控制;⑥柔性制造系統(tǒng);⑦自動化控制系統(tǒng)的集成化。

4?結語

自動化焊接工藝生的提高可以來改善制造過程中的許多不同領域，需要認識到優(yōu)化自動化焊接工藝和對整體生產(chǎn)力的影響可能很小，例如橋梁和建筑行業(yè)的關注非焊接操作的效率改進，在降低制成本方面做出重大改進。這些非焊接區(qū)域將在未來幾年繼續(xù)受到關注，例如3D實體建模有望成為改進過程的核心，實現(xiàn)虛擬裝配，切割和焊接機器，金屬加工和焊接操作的計算機建模以及焊接順序的優(yōu)化，提供更全面的質量保證。提高生產(chǎn)率還可以來自細節(jié)的更高標準化，減少制造所花費的時間，使用新的焊接工藝增加自動化和機器人的使用，在引入能夠顯著提高生產(chǎn)率或降低成本的情況下才有道理，特別是在熟練勞動力短缺的情況下。

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作者身份證號：342225199011077054