自動焊接在工程機械焊接中的應用分析

楊東山

（廣西威翔機械有限公司，廣西 柳州 545000）

隨著近年來現代科學技術的長足進步與發展，自動化焊接技術水平也得到了明顯提升，自動化焊接技術和工藝技術共同被廣泛應用到了工程機械制造中。結合當前國內工程機械焊接的發展進程來看，行業發展對焊接技術的要求不斷提高，無論是出于人力成本的考慮，還是經營成本的考量，從事工程機械相關的企業都迫切想要尋找到更加有利且高效的焊接技術以提升自身的競爭力。對此，在科學技術不斷發展的今天，自動焊接技術也得以更好的發展，且獲得了極大的應用空間。通過應用此項技術，不僅能夠有效提升工程機械制造的整體質量以及效率，同時對于保障制造生產的全過程安全也有著突出的作用。對此，將自動焊接應用到工程機械焊接中，企業應當充分認識到加強設備和技術融合的重要性，并且將自動焊接技術的優勢更好地發揮出來。

1 自動焊接技術的原理

自動化焊接技術應用三重核心技術原理：其一是焊接原理，其二是機械運動原理，其三是自動化控制原理，將以上多項技術原理充分融合并形成具有較高綜合性的一項加工技術，擁有廣泛的應用領域，從而能夠保障在焊接的過程中提升自動化水平。此外，自動焊接技術的有效應用主要涉及兩大結構，如工件夾緊結構、焊槍夾緊結構，甚至還涉及脫料結構等，通過應用多重結構升級和改革從而實現對整個焊接設備和工件實現定位升級，并且在安裝上也更加簡單，當以上工序均完成之后再通過使用轉動結構還有導軌床體等進行結構改造和工序簡化，在使用過程中應用氣動尾頂滑臺結構等核心設備進行焊槍對工件的左右、前后、上下等多個方向的運動。如今自動化焊接技術廣泛結合了以上所述多項技術原理，同時還引入了人工智能技術，并且在數字技術方面也得到了一定的應用，對于有效促進自動焊接技術的升級和發展有著極大的作用。目前比較常用的自動焊接技術如埋弧焊、激光焊、等離子弧焊等。廣泛應用自動焊接技術對于提升焊接質量和水平有著極大的促進作用，同時在降低技術投入成本、節省企業開支等方面作用明顯。

2 工程機械焊接對自動焊接技術的需求

如今，隨著我國科學技術地迅猛發展，過去常用的手動焊接技術已經難以滿足時代快速發展的需求；隨著國內自動化焊接技術的不斷發展，它也被應到了機械加工行業及多個領域，成為不可或缺的一項技術。此外，利用自動化焊接技術能夠更加靈活地運用到機械領域中，其主要優勢在于：第一，能夠有效降低人工投入方面的成本。我們從企業運營成本角度來看，隨著時代的不斷前進，企業面臨的人工成本也在不斷上升，鑒于此項技術擁有較高的工作質量效率，對于企業而言，應用此項技術能夠很好的緩解企業面臨的人工高成本壓力。第二，能夠把焊接過程中可能發生的危害降到最低。過去我們常用的手動焊接一般伴有煙塵和弧光及高溫現象等的出現，發生此現象也會對操作員的身體和心理健康造成極大的影響。此外，對于長期從事焊接類工作的人員來說，使用其他方式的焊接技術將會讓操作員陷入巨大的勞動強度中，勞動量將難以估量。通過引進自動化技術，不僅能夠有效降低操作員的工作量，減輕其工作壓力，同時還可以在提升操作員的身心健康方面起到很大的促進作用，能夠極大的緩解操作員的工作壓力，而且也能夠提升操作員的焊接效率。第三，對于提升焊接質量作用明顯。相比較其他工種，焊接員每天面臨的工作量和工作強度都是非常高的，如果單純地依賴人工進行操作，焊接的質量以及效率將難以保證。隨著我國科學技術的不斷發展，不僅人們的物質水平在逐漸提升，對于事物的質量需求更在持續增強，對焊接產品的需求也是如此，必然會朝著更加精細化和高質量的方向發展。第四，采用自動焊接技術能夠為我國機械焊接領域創造更多可能。隨著我國現代電子科技和網絡技術的持續發展，將先進的電子技術和網絡技術廣泛應用于自動焊接技術，提高自動焊接技術的智能化和數字化水平，切實提升自動化技術的應用效果。此外，應用自動化焊接技術有效規避機械可能發生的受熱過高導致形變現象。因此，當前階段使用的焊接設備往往需要配套具有一定靈敏度的類傳感設備，從而保障在焊接期間發生的誤差能夠降到最低。

圖1 駕駛室骨架機器人自動焊接設計圖

3 自動焊接在工程機械焊接中的應用

3.1 自動化焊接專機設備

這一設備被廣泛應用到從事批量生產的工作中，其主要作用在于提升生產效率以及加工質量。此外，此項設備還能很好的做到曲線甚至是直線焊接，大大提升了焊接的效率及質量。此外，自動焊機設備的關鍵焊接方式是雙絲焊，其主要應用場所也相當多，這也是目前市面上銷量較高的一款焊接設備。比如，當我們在對裝載機設備實施焊接的過程中，可以將雙絲焊接應用到骨架焊接以及主臂焊接中。此外，與手工單絲焊接相比，雙絲焊接往往具有更高的生產效率，是單絲焊接的2 倍以上。不僅如此，雙絲焊的熔深也更深，其焊縫性能更高。將其應用到焊接中能夠很好的降低焊件出現變形的現象，能夠更好地保證焊接質量，而且應用此設備的成本也會比較低，整體操作更加便捷，有著更高的安全性等，這種設備比較常用在機械加工中。

3.2 焊接機器人設備

使用焊接機器人設備其最大的特點是其柔性化及數字化特征明顯，同時其焊接質量也較為穩定，擁有更高的精準度，且此設備在具體使用上擁有更加簡單的使用步驟，而且被廣泛應用到機械制造中，企業使用此設備能夠幫助其促進競爭力和生產力雙提升，特別是對于很多復雜性非常高的焊接工作，其作用更加明顯。然而，我們也應當充分考量到在應用此設備期間所遇到的操作難度要比其他設備大很多，甚至在價格方面也要高出很多，且設備結構方面也更加復雜等，對于企業而言，往往不會選擇購買此項設備，其被應用到大批量生產中的可能性偏低。此外，在應用此項設備之前還要提前準備諸多事項，工作基礎要求相對較多，比如打底、焊以及組裝等，同時還要借助人力來輔助操作。其主要原因在于焊接機器人設備難以實現對焊縫進行自動化監督與跟蹤，存在接觸和尋位質量欠缺的問題。所以，機器人設備具體在功能層面和結構層面等都應當持續改進并做深入研究。

3.3 后機械焊接引入自動化焊接技術

在實施焊接工作期間，將雙絲自動化焊接機械充分應用到制造環節，需要對動臂和動臂板衡量間主焊縫根據二者具體的實施部位做出劃分，從而促使其表面擁有更好的光滑程度，而且外形也將更加美觀，特別是能夠很好的解決過去采用手工焊接期間可能出現的產品生產過程中發生的痕跡現象，能夠很好的提升焊接產品表面的光滑度。當產品獲得了更好的光滑度的情況下，當焊接表面處于受力狀態的情況下，焊接應力能夠更好地均勻分布在各個區域，從而有效規避出現因為外界因素的干預導致焊絲存在質量偏差的問題發生。此外，引入自動化技術，也能夠很好地解決手工焊接存在的問題。

圖2 側罩機器人自動焊接設計圖

4 雙絲自動化焊接技術在機械焊接中的應用

4.1 高效應用焊接的優勢特征

在焊接的過程，針對操作員來說，事先要明確好焊接的具體操作順序，保持電弧擁有較高的穩定性，還要對各項焊接參數進行很好的控制，保持其穩定性。雙絲自動化焊接技術的優勢特征還表現在可以有效規避來自2種相同相位電弧之間產生干擾的可能，通常情況下使用脈沖MIG 用于焊接，有時候MAG 模式也用于焊接，能夠很好地保障兩個電弧不會發生交替化燃燒的現象。在保證良好的焊接狀態的情況下，采用協同控制設備能夠更好的控制電源電流輸出波形之間可能存在的相位差進行控制，并且保證能夠始終控制在180°以內。當我們認識到焊接的優勢特征的情況下，則應當充分發揮出其優勢，結合企業的實際運營狀況，配備相應的焊接設備及技術，以有效提升焊接的整體質量和水平。

4.2 實現多機共用

在應用此項技術的過程中，可以通過應用2 臺獨立的電源實現同時供電，且不需要借助控制器設備操作，所有的設備都同時擁有獨立送絲的功能，配備相應的獨立送絲設備，并且每一臺設備都能夠單獨開展工作，只需要對單獨的設備進行控制和操作即可。這種做法最大的優勢在于能夠對單獨的設備進行控制，而不會對其他設備產生干擾，一旦其中一個設備出現故障，可以盡快更換。所以，在具體使用期間，借助同步器設備能夠對2 臺單機設備進行控制，且保證輸出的統一性，保障不同設備的焊接進程能夠統一，且焊接質量和效率均能同步。當我們最初開展焊接工作的時候，可以借助同步設備實現雙絲焊接，且有助于提升其精準度，且對于焊接的穩定性也能夠有效提升。此外，為了更好地提高焊接速度和減少熱量輸入，還應在2根焊絲之間采用單獨的輸送方式，有效避免發生飛濺的現象，進一步保障焊縫質量得以提升。

4.3 應用一體化焊槍設備

當我們使用雙絲自動焊接設備進行機械焊接時，使用焊槍設備的接觸噴嘴，必須在事先檢查其是否具備較高的緊湊性，我們應充分應用其獨特性特征，確保2 條焊絲可以非常準確地送入2 個電噴嘴，并且獲得的電流傳輸也可以具有更高的安全性和可靠性。在這方面，當我們使用集成焊槍設備時，首先要做的是提高整個應用系統的可靠性，也是為了保障焊接的效率，并且焊縫質量也能更高。

4.4 應用各類設備的具體操作

當我們在應用雙絲自動化焊接設備進行機械焊接期間，需要對每一個單獨的電源進行參數控制，事先對各個獨立電源進行性能檢查，在這之后配備30 個以上的用于調節參數的設備實施控制；還可以借助同步器設備，其目的是為了確保電源供電能夠統一輸出，發揮出良好的協調作用，因此，整個焊接過程可以同步。此外，焊接機器人設備或遠程傳感器設備的控制面板也可用于輸入所有焊接數據，能夠更好地保證原本計劃的焊接工作可以更加完美地完成，在數據匹配方面同步性以及匹配度也會更高，能夠很好地降低設備故障的發生率，減輕企業的經營成本壓力。所以，在進行焊接的過程中，通過應用邏輯菜單可以很好地顯示相關數據并做好控制，在具體的操作以及識別方面都更加便捷。

5 結語

總的來說，通過應用自動化焊接機械可以很好地提升工程機械制造的整體質量和效率，對于工程機械制造的水平也有極大的提升作用。所以，在當前階段，工程機械制造技術設備實施升級及革新的過程中，我們應當特別對自動化焊接機械做好科學化改進，不斷學習和借鑒國外先進技術，實現對我國自動焊接技術的有效提升，并將國外先進的技術優勢運用其中，考量多種應用模式。從而保障自動焊接的技術優勢能夠獲得更好的發揮，并且能夠保障工程機械制造行業得到長足發展，也能夠更好地滿足當前社會對于工程機械發展的需求。