工業機械設備加工過程中的焊接工藝分析

拓守昌

（埃肯碳素（中國）有限公司，寧夏石嘴山 753000）

0 引言

在工程機械制造過程中，需要將各種原始零件組合起來，使用傳統的焊接工藝焊接機械設備具有一定的缺陷，在焊接過程中也出現了一些問題，如焊接效率并不高、工人在焊接過程中十分容易發生一些難以預防的焊接事故。隨著焊接技術的進步、創新以及發展，再加上自動焊接設備的出現和應用，使得機械制造過程中的焊接操作得到了轉變，目前已經基本實現了自動化。這一轉變不僅有助于大大提高焊接效率，更重要的是自動焊接設備還有助于避免事故和焊接錯誤，因此，分析自動焊接在工程機械制造中的應用非常重要。電氣電子設備及焊接工藝將有助于提高工程機械制造過程的科學性和準確性。

1 自動焊接技術的優勢

近年來，自動焊接技術成為應用廣泛的技術，同時也是工程領域研究的重點和大方向。在機械工程制造業中，應用自動焊接技術具有一定的優勢，主要體現在以下兩個方面。

（1）高質量。焊接本身就有可能產生過多的熱量，利用機械設備來完成焊接工作，可以處理一系列的工作以及集中工作過程產生的熱量，使機器更容易冷卻，滿足現在的行業需要。與傳統的手工焊接工藝相比，自動焊接技術可以有效提高焊接效率。在機械制造過程中，自動焊接系統能將焊接工作控制在可控范圍內，特別是焊接的規模和范圍，能有效防止焊接事故的發生。具體來說，焊接過程可以自動調整焊接參數，從而減少焊接的危險性。

（2）高技術水平。自動焊接設備非常適合于技術要求高的焊接作業，在目前工程機械制造階段，可以廣泛應用于各種非金屬材料的焊接過程。激光焊接等先進技術具有帶寬短、深度高、變形可能性小等特點，在焊接過程中可以用于加工元件。

2 自動焊接設備的性能優勢

目前自動焊接設備在工程機械制造業中的主要優勢有3個：①將從事焊接工作的人員從繁重的工作中解放出來，大大提高工程機械制造業的生產力；②在自動焊接設備的支持下，可以大大提高焊接全過程中對于操作的控制，有助于保障工程機械制造的順利進行，確保生產的穩定性和可靠性；③自動焊接設備代替了傳統的手工焊接，不僅改變了焊接方式、降低了工作的強度，還能有效避免焊接工作對相關人員的不利影響。

3 自動焊接設備結構及技術要求

近幾年來自動焊接技術迅速發展，促進了焊接行業的發展。自動焊接設備主要由自動焊機和焊機組成，而自動焊接設備的基本組成結構如下：

（1）控制器和主體。自動焊接設備的控制器和主體是設備的基本分類，通常由6 個關節型為基本結構。基本的條件為：有效壽命≥15 年；非放射性、耐腐蝕材料；剛性堅固式結構。自動焊接的主動力由交流點擊來實現，通信服務器獲取位置信息并通過軌跡測量系統傳輸。該系統具有良好的動態特性，保證焊接操作符合要求。在設計上（實際測量的位置重復精度在±0.1 mm 以內），全自動焊接設備的控制系統采用現場總線連接，利用全數字化技術實現數字工業控制功能。

（2）焊接電源。自動焊接設備需要焊接電源，這樣才能正常地為設備供電。與傳統的手工焊接工藝相比，自動焊接設備一般選用反饋電流，該焊接電源具有全數字化功能，可以計數和確定焊接指標，甚至可用于一些先進的自動化焊機。為保證焊接作業控制在規定范圍內，可對焊接人員設置合理的限制。它不僅可以顯示相關的參數，還可以顯示參考值。

（3）外部軸行走機構。根據焊接理論，外部軸行走機構安裝在電網上，可以有效增加焊接設備的覆蓋范圍，有助于提高焊接設備運行的效率和安全性。

（4）傳感系統。在焊接過程中傳感器系統主要有兩個功能：一是電弧跟蹤，它可以對自動設備進行檢測，操作人員也可以隨時檢測自動焊接設備的參數，防止因二次數據偏差過大而導致編程錯誤（激光跟蹤的目的是減少煙霧和降低反射對焊接工作的影響，以提高工程機械生產中自動焊接的精度和質量）；二是自動焊接設備接觸線的定位功能。

（5）操作軟件以及弧焊軟件包。為保證工程機械生產的科學性和安全性，需要在自動焊機上安裝操作軟件。首先，通過該操作軟件可以完成設備自動焊接的全過程。其次，操作軟件可以完成動態傳感工作，因為軟件具有一定的定位、跟蹤功能，因此，管理人員不再需要花費大量時間來管理和控制自動焊接和現場設備的工作。由于自動焊接設備操作不規范，可以及時進行糾正，避免機械設備的意外損壞。最后，通過軟件可以對參數進行動態控制。另個，利用焊接軟件還可以實現全自動焊接設備的自我保護，甚至可以根據設備存在的問題對其進行診斷，從而有效監控和降低設備的維護成本。

4 焊接缺陷產生的原因

在機械加工過程中，如果對材料的可焊性有深入了解以及選擇合理的焊接工藝，將非常有利于焊接質量的提高。

4.1 加工材料的相容性

所謂可焊性，是指在適當工藝的影響下，結合高質量焊接的困難程度。如果普通的焊接工藝也能保證焊接質量，說明加工材料的焊接能力較好。焊接工藝條件主要有：焊接的方式、方法；焊接材料質量以及規格。評定高質量焊接工藝的標準有：①焊接接頭的性能；②耐磨性。對于焊接工藝而言，評估相容性是一個重要環節，通常通過估計來進行。金屬材料的焊接性能主要取決于化學成分，其中碳含量就是一個重要的影響因素。材料的性能檢測需要依靠焊接性試驗等進行，這些試驗也可以測試出材料的焊接性能。

4.2 焊接材料的缺陷

在焊接過程中，由于各種因素會或多或少地出現一些焊接缺陷，只有對這些缺陷進行深入的分析，才能更好地了解缺陷，進而有針對性地采取措施。在焊接過程中，常見的缺陷有：①接近裂紋附近的焊接需求得不到滿足；②焊接周圍的焊接需求無法得到不滿足，這些缺陷的存在會影響機械設備的整體質量。在機械加工過程中，如果以上問題得不到解決，焊機的焊縫及附近會很容易出現裂紋，其主要原因是沒有做好保溫工作或采用了不符合標準的加熱程序。在實際操作中，如果出現故障現象，就會產生氣孔和夾渣，影響設備的加工質量。

5 焊接工藝實施要點

5.1 科學選擇焊接材料

科學、合理地選擇焊接材料是提高焊接質量的前提。在材料的選擇方面，應考慮焊接強度原則和有色金屬強度原則。此外，以下因素會對焊接接頭的性能產生明顯影響：①焊接方法；②焊接材料（在焊接材料中焊接最為關鍵的是焊接金屬）。除了材料的選擇，還要注意焊接接頭和模具。接頭的類型有多種，常見的有組合式、轉換接頭等。

5.2 注意焊接性能

在機械加工過程中，必須保證焊接工藝的標準化，因為這將對焊接質量產生重大影響，也是提高機械加工機械效率的基礎。在焊接過程中，應注意操作的組合，以確保截面的標準化。但是，如果焊接深度過低、焊接電流過低，則焊接質量會提高。此外，必須控制焊接速度，因為它也會影響焊接外觀，焊接速度過快將會產生無熔透或氣孔的缺陷，焊接速度太慢則會產生膨脹缺陷，所以在焊接過程中工作人員應控制焊接速度。另外，還應注意電弧張力的操作，確保操作規范。電弧電壓對焊縫的大小和形狀有很大影響，如果電弧電壓很高，焊縫將變得淺而寬，并且不會有熔透。因此，在選擇電弧電壓時，必須保證其完全適應焊接電流。

5.3 嚴格執行焊接技術要求

在機械加工過程中，焊接工藝的科學與否將直接影響到加工設備的質量。在焊接過程中，只有嚴格遵守焊接工藝，才能提高焊接質量。在實際操作中，既可選擇焊接方法，又可自行安排焊縫，但均應按有關標準進行。另外，在加工設備的過程中，要認真了解材料的結構和尺寸，以保證焊接質量。例如，在焊接過程中應直接控制焊條或焊絲，并嚴格按照規范和標準進行焊接。

6 相關建議

（1）消除SRB（Sulfate-Reducing Bacteria，硫酸鹽還原菌）。微生物腐蝕的主要原因是微生物的營養需求和產品的腐蝕，如IRB（Iron-Reducing Bacteria，鐵還原菌）對管道的腐蝕和SRB對硫化物的腐蝕。在水處理系統中也應該這樣做，以確保殺菌劑的質量和用量。

（2）輸油管道防腐處理。同時，繼續進行減振器噴涂、噴涂設備、井下管理等工作，確保連續噴涂，減少管道腐蝕，延長管道使用壽命。

（3）進行井下掛環腐蝕評價試驗。外部自然因素造成的損害。整個保護系統中。密封是系統密封過程中的關鍵步驟。必須選用優質的密封件，必須耐高溫、耐低溫，不能老化或破損，如果需要密封則必須對密封件進行清洗，以保證密封件的牢固性，保證密封件的有效性。最后選擇干燥季節處理密封件，密封工序完成后，膠凝前對氣孔部位及時進行復查和處理。

（4）腐蝕管道分析。根據《關于油田腐蝕與防腐研究的通知》，對腐蝕管道進行取樣，及時運至油氣設施進行檢測，并將數據輸入到油氣技術數據庫中，為后期的工作提拱數據支持。

（5）水井方面。首先，更換了使用壽命超過5 年的高壓后油管。同時采取了一系列檢井措施，實施了大修和附加費，更換了Cqffo3 輸油管道。提高輸油管道的利用率，提高其耐腐蝕性。

7 結論

隨著國民經濟和社會的發展，混合鋼焊接成為了當前的首要任務，相關人員必須對混合鋼焊接的基本技術有一個深刻的了解。相關企業和部門應積極借鑒先進的應用經驗，為最大限度地提高直縫鋼焊接的可靠性和效率，應重視混合鋼焊接的熱處理，控制混合鋼管的熱處理。在焊接過程中，應注意工藝細節，科學選擇焊接材料，嚴格遵守焊接技術要求進行操作，從而提高焊接和加工的質量。