自动化焊接技术在机械制造中的实践

自动化焊接技术在机械制造中的实践

赵海涛     孙常新

中车青岛四方机车车辆股份公司     山东省青岛市   266000

摘要：在市场经济飞速发展的今天，传统的人工作业模式已经不能满足市场的需要。自动化焊接取代人工焊接，可以全方位地提升焊接质量，同时还可以提高生产效率，降低生产成本，加强安全风险防控，这是一项十分符合现代机械制造使用和发展需求的一项重要技术，值得加大研究、推广和应用的力度。

关键词：自动化焊接技术；机械制造；实践应用

21世纪，机械加工工艺日趋智能化和自动化，在机械产品加工过程中，会依托自动化技术与智能制造模式，借助计算机网络平台量化机械加工流程，结合机械产品质量标准，设定网络程序，根据机械加工进度，下达相关指令，并全面采集机械加工生产信息，对机械加工生产流程予以全面监督，持续推进机械加工工艺的转型与升级。

1 自动化焊接技术概述

自动化焊接技术主要指将自动化工艺和机械化工艺有机融合，并应用到焊接工序上，提高焊接作业的效率。与手工焊接相比，这种方法具有显著的应用优势，手工焊接效果容易受到人为影响，在实际焊接期间，焊接人员必须前后左右准确移动，如果在焊接过程中出现失误，将影响焊接效果，导致焊接质量达不到相应的标准要求。自动化焊接技术在实际使用期间就可以将焊接工具安装于相应的设备上，可以完成较为复杂的焊接工作，也可以将其中存在的一些误差现象发生率降至最低，利用传感技术和焊接技术进行精准的定位，将误差范围控制在0.1mm内，由此可见，精度高是自动化焊接技术的主要特点。同时，通过将自动化焊接技术与传统机械焊接设备高度集成，就可以在信息技术的帮助下，实时监控整个生产过程，实现离线生产作业和远程监控，大大简化施工流程和提高生产效率，当设备出现异常情况时，也可以通过计算机软件了解故障问题，在了解其问题发生原因的基础上进行改进，就可以方便机械设备的维修保养。和常规焊接工艺比较，自动化焊接技术有着非常好的优点，比如传统焊接工艺对人员专业知识能力的要求很高，在焊接活动中必须随时提高警惕，以保证焊缝质量，一旦焊接工序发生问题，就会埋下大量的安全隐患，对后续作业的顺利进行产生非常负面的作用。

2 自动化焊接技术的应用优势

（1）提高焊接质量。焊接质量是衡量焊接作业的一个重要指标。与传统的人工焊接技术相比，自动化焊接技术采用了机器来操作，它可以利用先进的设备来进行大电流和高热流的集中焊接，并且可以精确地控制焊接点和焊接速度等，将人为因素造成的焊接错误降低到最低，从而保证了焊接的质量。自动化焊接技术能适应各种工艺要求，通过调整工艺参数，保证不同工况下的焊接质量。

（2）提高生产效率。对自动化焊接技术的合理运用，可以改变焊接工况，提高焊接速度。相对于人工焊接，自动化焊接可以在大电流、高热环境下，利用机械设备进行快速、精确的焊接，提高了生产效率。将自动焊接技术应用到机械制造中，可以显著地提高生产率，同时也可以通过对工艺和装备的持续更新来促进生产效率的不断提高。

（3）改善焊接环境。在传统的人工焊接方式下，必须由操作者手工操作。人工焊接时，会产生大量的烟尘、有毒气体等，从而造成焊接环境的逐渐恶化，对操作者的健康构成了极大的威胁。当操作者的身体受到这种影响时，他的情绪就会发生变化，这会影响到人工焊接的质量和速度，严重的时候还会引起安全事故。采用自动化焊接技术可以有效地解决上述问题。自动化焊接技术不需要工人到现场进行人工作业，不会受到焊接环境污染的影响；另外，自动化焊接技术可以通过一套标准的流程和先进的技术来实现对焊接过程的有效控制，降低了焊接材料的浪费和产生的污染，并可以对污染物质进行合适的处理，以提高焊接环境。

3 自动化焊接技术在机械制造中的实践

3.1 焊接机器人

焊接机器人具有高度智能、灵活的特点，使用焊接机器人对较复杂的机械及相关焊缝进行焊接，既能充分凸显焊接机器人的应用优势，又能满足多数焊缝的高难度、高质量、高品质和复杂的焊接要求。但是，在焊接机器人具体使用流程上为提升其效果，就需要技术人员根据企业实际需要做好安装、底部连接等有关准备工作，提高人员作业的安全性，在整个焊接作业中，技术人员也应重视焊接机器人在自动焊缝跟踪能力方面的不足，研究焊接机器人的基本构造与特点，从而为机械制造产品提高强有力的技术支持。

3.2 自动化焊接技术在航空航天制造中的应用

自动化焊接技术在航空航天制造中的应用至关重要。它被广泛用于飞机结构件、发动机部件和航天器的焊接制造。自动化焊接技术具有高精度、高效率和高一致性的特点，能够确保焊接质量和结构强度，提高产品的可靠性和安全性。在航空航天领域，要求材料轻量化，自动化焊接技术能够实现不同材料的连接和复合焊接，满足复杂结构需求。此外，自动化焊接可以大幅减少人工操作，提高生产线的安全性和作业环境的清洁度。通过自动化焊接技术，航空航天制造商能够实现更精密、高效和可靠的焊接过程，提高航空器的品质和性能。这将推动整个航空航天行业的发展和进步，满足人类对空间探索和航空运输的需求。

3.3 自动化焊接专机

开环控制型焊接专机在焊接程序方面，此设备主要是通过事先设定的参数以及控制系统指令所控制的，成本投入少、技术要求低、结构简单是其最为显著的优势。但是，相比于其他焊接专机类型，此设备唯一的劣势便是必须要在焊接操作前，以加工元件的实际情况为依据，提前设置好相应的参数，同时在实施焊接操作的过程中无法随时调整参数指标，一旦在操作过程中发觉有设计不合理、焊缝自身存在问题等现象，只能停止设备进行维修或者重新设置好操作参数方可再度启动设备。自适应控制型焊接专机与开环控制型焊接专机相比，此设备具有良好的自动化程度，主要是因为此设备中装配了电子检测线路与传感器，可以实时跟踪机械工件焊缝焊接的轨迹导向，以此来提升焊接的水平及质量。在运用此设备的过程中，同样需要预先设定好工艺参数、操作程序，方可达成自动化焊接的目标。但是，此设备在加工、焊接一些较大难度的机械工件时，所配置的焊枪摆动器与弧长跟踪器可以将电子检测线路、传感器的数据作为依据，确保焊枪时刻紧随机械工件的表面做起伏、凹凸等动作，确保机械工件表面与焊枪之间实时保持相等的距离，不仅能够保障电弧的稳定性，也确保焊接技术水平与相关工艺要求相符。

3.4 主体、控制器以及焊接电源的应用

当前自动化焊接设施主要是借助六轴关节型结构来完成自动焊接的流程。交流伺服机作为控制器，它主要的作用是在自动化焊接系统当中接受信息指令及时输出动力来实现自动化焊接工作的稳定、高效的进行。焊接电源则是焊接系统当中不可或缺的重要元素。在对焊接电电源进行选择时，必须要选用具有相当高的稳定性的产品品牌。无论是焊接电源、主体或者控制器三方面元素中任何一方出现问题，都会导致整体的焊接系统受到效率上的影响。

4 结束语

综上所述，我国现代工业制造业在发展进程中，生产机械工件中的焊接环节至关重要，通过自动化焊接技术的引进与应用，可以提升机械产品焊接的质量。因此，相关从业人员必须要对各类自动化焊接技术的优势及用途进行充分的了解，不断优化应用方法，从而提高机械产品焊接的安全与精密系数，对长远化、智能化发展机械制造业起到良好的推动作用。

参考文献：

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[2]肖传栋,于海霞,许少娟. 自动化焊接技术在机械制造中的实践 [J]. 科技资讯, 2023, 21 (20): 74-77.

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