焊接自动化技术发展情况分析

马国兵

摘 要：焊接是一种以加热、高温或者高压等形式对金属以及热塑性材料进行接合的方式。它是当前工业加工生产过程中的主要手段，在汽修、工厂生产以及航天等领域都有着广泛的应用。但是，焊接技术对于人体有着一定的危险性，如烧伤、触电、视力损害等，会在一定程度上会造成严重的后果。基于这种现状，在计算机技术以及自动控制技术发展的前提下，运用电子技术改善焊接的工艺性能，提高它的机械化和自动化水平，成为了有关人员的主要研究方向。这对于焊接工艺的发展有着非常重要的影响。

关键词：焊接自动化技术;发展情况;分析

引言

焊接在工业生产中是一种重要的加工方法，随着中国经济和科技的高速发展，焊接方法与设备也得到了快速发展。因此想要提升焊接效率就要增大焊接电流和焊接速度，在大电流电弧运行时，可能会出现集中现象，焊接工艺的稳定性就会受到影响，因此在大电流、低电压下稳定工作的焊接電源就是高速熔化极气体保护焊研究的重点之一。

1焊接自动化技术发展的意义

焊接自动化既指各种自动化焊接方法的应用，也包括提高焊接自动化水平的过程，因此各种机械化、半自动化焊接方法的推广应用都属于这一范畴。低成本含义包括2个方面：一是以较少的投资实现焊接自动化;二是焊接自动化程度提高后，生产成本显著低于改进前的人工焊接。为了降低自动化改造的成本，企业需要改变固有观念，不断学习、不断创新。焊接自动化的改造涉及整个焊接生产环节，除了焊接机器人的投入外，还有许多配套工作要进行。为了降低改造成本，笔者认为，可以从焊接工装的快速切换改造入手。将人工焊接工装改造成适用于自动化焊接线生产的工装，需要在工装底部加装快换座及增加信号装置，实现工装的快速切换。钣金企业可以通过内部技术创新、自主加工制作完成这部分工作。快换底座的增加，例如厂商报价为2000元/个，自主加工安装为800元/个，节约1200元/个;对于I/O箱的增加，厂商提供的方案是1套工装配置1个I/O箱，通过技术创新，可以实现一个I/O箱可配对多套工装的功能。以某焊接生产线自动化改造为例，机器人厂家最初设计是一个I/O箱只能配一套夹具工装，通过企业自主研发，增加了I/O箱的夹具识别端口，实现一个I/O箱可配对多套夹具工装的功能，再把I/O箱安装在每个工位的固定底座上，实现1个固定底座对应多套夹具的功能，将I/O箱的需求从94套减少到12套，改造成本降低了364000元;快换座通过自主设计、自主采购、自主加工、自主安装的方式完成了改造，降低改造成本49200元。通过引入“机器人焊接线+自主改造”的方式，可以以较低的成本实现焊接自动化的改造。

2焊接自动化技术发展现状

传统焊接技术虽然可基本满足正常焊接的需求，但其焊接过程中涉及的电弧引燃、电弧长度调整、电弧熄灭等均需通过手工方式进行，造成较高的人力资源成本，且影响企业生产效率提升。焊接自动化技术融入机械制造领域后，企业通过生产参数预设，在计算机程序的控制下即可高效、精确完成机械工件的自动化焊接。因不涉及人为操作，焊接误差率可降到最低，且焊接过程迅速，能够缩短设备的生产周期。在我国，焊接技术应用可追溯至20世纪初，当时焊接技术即在我国机械制造领域得到广泛应用，但与发达国家相比，我国焊接技术的发展还要受到钢结构技术的限制，有关技术体系建设还不完善。工业领域的快速发展给焊接技术性能提出更高要求，促使其不断朝向自动化、智能化的方向发展。

3焊接自动化技术的发展应用

3.1激光焊接

众所周知，齿轮是汽车制造过程中非常关键的一个环节，在最早时期，激光焊接技术在汽车制造中的应用便是齿轮的焊接，齿轮的重量、运转速度以及制造过程有着严格的要求，正是因为如此严格与苛刻的要求，才使得激光焊接技术凭借自身具有热影响区域小、焊接质量高、灵活性高以及适应性强等显著性特点，被应用到齿轮的生产与加工中。时下，随着制造行业领域的不断发展，很多新材料和新技术被引用到汽车制造过程中，激光焊接技术成为了当前制造行业领域中一种极具制造优势的焊接手法。

3.2超声波钎焊技术

目前新能源已经成为中国制造业重点发展对象之一，新能源在交通工具上的应用将越来越普遍，在新能源电动车和汽车，电子器件所占比例越来越大，传统的钎焊工艺已经无法解决其核心部件的焊接问题，超声波钎焊解决了电子变压器铜包铝的焊接问题。

4焊接自动化技术的未来发展趋势

4.1智能控制

对焊接全过程做智能化控制是焊接自动化技术的基本功能。数字技术、信息技术、智能控制技术的快速发展实现了钻采设备焊接过程的智能控制。焊接过程中，在系统控制面板输入操作指令，由计算机系统自动完成工艺参数计算、配置等操作，以对焊接全过程做智能化跟踪。目前智能控制面临的主要问题为控制精度，需要做进一步的研究。

4.2网络化发展

在现代科学技术快速发展的前提下，焊接自动化技术中的接口非常普遍。在这个过程中，它也将朝着网络化的方向发展。所谓的网络化就是指在通信技术和计算机技术的应用下，可以实现不同焊接项目在信息、数据上的有效连通，可以通过终端电子设备的方式将焊接项目联系到一起，从而实现焊接过程中的远程监控模式。这个过程可以实现焊接技术的一体化控制，实现不同领域上的资源共享，及时发现在工作过程中可能存在的漏洞，具有一定的现实意义。此外，焊接自动化技术在我国起步比较晚，还没有形成一定的成熟体系，网络化的发展也有效避免了“信息孤岛”现象，从而在工厂生产中可以实现更多的优势。

5质量控制

（1）钻采设备焊接多采用埋弧自动焊接工艺，过程中为避免埋弧焊将板材直接打透，可采用手工焊接与自动焊接相结合的方式，以手工焊接进行打底。同时，彻底清理坡口位置及两侧的杂质，避免污染物影响焊接质量，作业面清洁干燥后，可开展正式的焊接作业。（2）焊接过程的焊缝控制可分段进行，确保各段长度合理，在模块焊接作业完毕后，及时检查工件形变情况，确保达到有关技术指标的要求。（3）在立焊作业中，可选用二氧化碳气体保护焊工艺，采用从下到上的焊接顺序，过程中需在目标板材的反面设置水冷铜作为衬垫。（4）为有效控制焊接过程放热，可采用分层焊接的方式，以在提高作业效率的同时，确保焊接质量。

结束语

目前焊接技术已经比较成熟。但是多层多道焊工艺存在过程繁琐、效率低的缺点，在一定程度上限制了其更为广泛的应用。虽然，利用激光、电子束等高能束焊接技术能量密度高、热输入低的特点，进行复合板的一次性熔透焊接，在提高复合板焊接效率等方面，已经表现出了很好的潜力，但是在如何选择、设计以及添加过渡层金属来进一步提高接头的质量等领域，仍亟待深入而系统的研究，这也将是该领域未来重点发展的方向之一。

参考文献

[1]汪锡波.焊接自动化技术在石油钻采设备制造中的应用研究[J].中国石油和化工标准与质量，2020，40（20）：178-180.

[2]王艳.焊接自动化技术发展情况分析[J].科技经济导刊，2019，27（21）：48.