自動化焊接設備在港口機械設備制造中的應用

胡建

[摘? ? 要]在我國港口事業快速發展的背景下，對港口機械設備制造水平要求不斷提升，傳統的焊接工藝效率低下，焊接質量不高，已不能滿足港口機械結構件焊接加工的實際需要。由于焊接工藝比較落后，產品的生產效率大大下降，無法保證焊接質量。自動焊接設備是焊接技術與自動化技術相結合的一種新型的焊接設備，廣泛應用于港口機械設備領域，效果良好。

[關鍵詞]自動化焊接;焊接設備;港口機械;機械設備;設備制造

[中圖分類號]TG409 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）12–00–02

Application of Automatic Welding Equipment in Port

Machinery and Equipment Manufacturing

Hu Jian

[Abstract]Under the background of the rapid development of my country's port industry， the requirements for the manufacturing level of port machinery and equipment have been continuously improved. The traditional welding process is inefficient and the welding quality is not high， which can no longer meet the actual needs of welding and processing of port machinery and structural parts. Because the welding process is relatively backward， the production efficiency of the product is greatly reduced， and the welding quality cannot be guaranteed. Automatic welding equipment is a new type of welding equipment that combines welding technology and automation technology. It is widely used in the field of port machinery and equipment with good results.

[Keywords]automated welding; welding equipment; port machinery; mechanical equipment; equipment manufacturing

1 自動化焊接設備優點分析

自動焊接設備是一種集焊接技術和自動化技術于一體的工程機械（圖1）。與傳統的手工焊接相比，自動化焊接的效率大大提高，可以降低企業的生產成本，為企業創造更多的利潤，很多企業都致力于研制新型自動焊接設備，正在逐步取代傳統的手工焊接。自動化焊接設備即焊接工作中運用自動化技術，能夠自行進行焊接工作和任務的，如焊接專機、焊接機器人等的設備。自動化焊接設備相對于傳統焊接設備，能夠極大地提高焊接的效率和質量，還可以改善操作工作的環境，有效保障工作人員的安全。

1.1 技術優勢

港口機械設備制造一般采用自動化焊接設備焊接各種材料，自動化設備采用新型焊接技術對薄壁及非金屬材料進行處理，可縮小接頭寬度，增加加工深度，防止加工件變形。對某些工藝要求較高的零件，可以采用自動化焊接設備。用自動焊接設備加工工程機械零件時，電弧主要集中在磁通層下，因此處理過程中損失的熱損失較小。自動化焊接設備環保性能較好，可減少原材料用量，節約成本。

1.2 質量優勢

從質量角度來看，自動焊接設備最重要的部件是采用數字電子系統對預設的執行步驟進行完全自動控制的機械組合。在港口機械產品的制造工序中，焊接設備所需的電流較大，熱量比較集中，可有效提高電弧的貫穿性，在劃線時還可提高劃線速度。與手工焊接相比，自動焊接設備能大大提高工程機械的制造效率。采用自動化控制系統對工程機械與焊機制造工藝過程進行控制，可有效控制焊接速度和焊接范圍。實踐中，為提高焊接質量，可根據生產需要調整焊接參數。自動焊接裝置用于制造具有高效率和穩定焊接質量的工程機械，使設備安裝在固定模具上。整個焊接工作是自動化的，大大提高了人工操作的效率和港口機械設備的效率。自動化設備主要依靠電力作業。用手工焊接生產，不可避免地會產生焊接質量問題，影響整體生產。采用自動控制裝置和數控電源，可使設備穩定運行。

1.3 成本優勢

在傳統的港口機械設備的制造工序中，需要大量的焊接人員進行生產作業。這一制造狀態將大大增加港口機械設備過程中企業的人工成本。與傳統的手工焊接相比，自動焊接裝置在港口機械設備中的應用，大大減少了相關焊接人員的數量，僅需購置和日常維護人員，大大降低了港口機械設備生產成本，提高企業的生產制造收益，提高企業的競爭力。傳統的手工焊接在焊接過程中易出現操作失誤和安全事故，對工作環境造成極大的不良影響，危及操作人員的安全。不但影響到機器的制造和企業的利益，也影響到員工自己的未來生活和發展。自動設備用港口機械設備，用自動機械代替人工，減少制造和焊接中的錯誤，提高制造的整體質量。與此同時，人員和工作量的減少也會大大減少，相應地改善了生產工作環境。

2 自動化焊接設備結構分析

2.1 焊接電源

在采用焊接電源自動焊接裝置進行機械零件焊接時，最重要的是保證加工安全。在選擇焊接電源時，要選擇逆變脈沖電源，確保數碼產品全部可用。如果電源連接到控制系統，必須確保接口支持它們之間的連接，并顯示相關的焊接參數。當輸入焊接參數時，可使用示教器。應根據實際焊接要求在線調整調整參數。與手工焊接不同，在采用自動焊接設備焊接時，必須提高所選焊絲和電流的技術指標。在焊機選型時，電流負荷率必須達到100 %。

2.2 主體與控制器

主控室自動焊接設備的主控制器是主控單元的重要組成部分。所使用的材料必須具有耐腐蝕的特點，不具有放射性。自動化焊體驅動主要是交流伺服驅動，其位置信息包括路徑測量系統，保持焊接的動態性能就能達到符合實際生產要求的焊接精度。全系統采用現場總線進行數字化控制，用數字控制器完成設備系統的全部控制功能，配電網絡對設備控制系統基本無電磁干擾，故焊接設備具有較好的可復用性。為避免控制器上的其他設備由于灰塵而誤動，必須對其進行除塵處理，以保證整個設備系統的可靠性。

2.3 檢測系統

自動化焊接設備檢測系統主要具有如下功能。①弧線追蹤功能。焊接過程中在采用弧線跟蹤傳感器，為了使焊槍在這個范圍內搖擺，必須預先設置好距離。測量電流值、電壓值，可進行焊接調節，還可自動校正編程位置偏差。②激光追蹤功能。在焊接過程中，要對焊接過程中產生的粉塵、煙塵、電磁等干擾，必須控制焊接接觸定位功能。每個焊接接頭的起始點必須在加工中確定。為提高確定起點的可靠性，在工件表面進行涂覆處理，以提高判定起點的可靠性。

2.4 焊接變位機及夾具

為了確保自動化焊接設備在港口機械設備中的應用，焊接定位器和緊固件可以在平焊或舟形焊接位置上形成焊接接頭，目前的自動焊接設備大多具有焊接定位裝置。所組成的每一個旋轉軸被用作自動焊接裝置的外部軸系統，在焊接過程中能夠實現與自動焊接設備的協調、互動。同時，定位器的高度也很重要。作為一個工件，其安裝與卸載是否方便有效非常重要。固定結構要有足夠的剛度。自動化焊接時，應選用具有高速裝夾功能的機構，以防止工件在裝夾、焊接過程以及裝夾和卸載過程中變形（見圖2）。

2.5 操作軟件及弧焊軟件包

為了使焊接設備完全自動化，操作軟件包和自動焊機裝置均配有操作軟件和弧焊軟件包，必須具有下列功能。①可實現軸與自動焊接裝置的焊接連接控制。②支持動態檢測和跟蹤功能的實現。③實現動態實時調整焊接參數的功能。④可靈活切換多種焊接工藝，如連續焊工藝、多層焊接工藝、多道焊接工藝等。⑤實現全焊接自診斷和保護功能。⑥具有足夠多功能的接口，可實現與相關外部設備的可靠連接。

3 自動焊接設備在港口機械設備制造中應用存在的問題

3.1 裝置技術水平不高

自動焊接設備出現和應用的時間并不長，實際上就是自動化技術衍生的自動焊接設備時代。國內自動化焊接設備總體技術水平不高，設備存在一些缺陷。由于設備技術水平不高，嚴重影響了自動化焊接設備在港口機械設備中的應用效果，不能充分發揮作用。

3.2 設備運行維護保養不足

自動焊接裝置比手工焊接操作效率和質量高，盡管干擾和限制較小，但作為機械的設備必然要長期使用，不可避免地從根本上影響了焊接和港口機械設備的質量和效果。目前我國港口機械設備企業在使用自動化焊接設備時，缺乏對設備的維護意識，使得該設備很難發揮其最大的價值。

4 自動焊接設備在港口機械設備制造中應用策略

4.1 提高設備的技術水平

首先，提高設備的應用價值，優化自動焊接設備在港口機械設備中的應用;提高自動焊接設備的技術內容，改進設備設計和詳細工作程序;最后，制作自動化焊接裝置的裝置整體適用性，克服目前應用的缺點，實現自動焊接裝置的功能要求。

4.2 重視自動化焊接設備的維護保養

在長期運行后，自動焊接設備受到設計、制造等因素的影響，必然會出現大小問題和故障。常規生產對機器的生產質量有不良影響。自動化焊接設備的日常維護與保養是企業及相關人員十分關注的問題，以保證焊接及工程機械的制造質量。

5 結束語

在推進工業4.0，制造智能化以及機械制造業快速發展和升級的背景下，焊接設備的創新和發展也取得了很大的進展。將自動化技術與焊接設備相結合，使焊接工藝更精確，效果更理想。焊接過程更可控，對提高焊接品質和其他方面都具有非同尋常的意義。同時，進一步加大自動化焊接設備的應用與推廣，也會使機械制造業的整體發展更加有前景，開發方向更加明確。

參考文獻

[1] 李濤，王慶濤，鄒方政，等.自動化焊接設備在工程機械制造中的應用[J].居舍，2017（33）：121.

[2] 潘培松.自動化焊接設備在工程機械制造中的應用研究[J].科學技術創新，2019（31）：152-153.

[3] 余維婷.自動化焊接設備在工程機械制造中的應用探討[J].百科論壇電子雜志，2019（8）：275.