试论自动焊接在机械加工中的运用

摘要：本文重点分析了自动焊接技术的工作原理，阐述了其在加工业中的应用以及其发展现状。

关键词：自动焊接；加工业；运用

中图分类号：TU85 文献标识码：A

一、自动焊接的工作原理

自动焊接指的是把焊接工作的整个过程加以机械化和自动化。之前手动焊接的过程中主要焊接方法是引燃电弧，通过送进来的焊条来维持足够的电弧长度，电弧前后左右移动都是靠手动进行的，操作时需要进行焊接的机加工部分，接着就是息弧动作。自动焊接机指的是由导轨床体、转动机构、转动转台、气动尾顶滑台机构来进行前后左右、转动等移动方法，所需机加工工件的安放与固定由工件夹紧机构和托料机构来完成，焊接装置由焊枪气动调节机构和焊枪夹持机构等于焊枪相关的技术机构来为按成，之后就是通过气动尾顶与专机电控系统来完成动作指令的发送输出。

目前，机械加工中多用的自动焊接机不仅仅具有机械化和电子化技术的支

持，同时还加入了数字化技术的运用，把焊接的加工技术指令向技术精度指令延伸，把焊接的动作指令向动作轨迹指令延伸，使得自动焊接技逐渐走向了一个更高的技术平台。自动焊接机上常用的焊接工艺方法有：埋弧焊、MIG/MAG焊、TIG焊、等离子弧焊、激光焊和激光复合焊等。

二、自动焊接的优势

2.1 生产效率高

因为自动焊接设备是由整个机械组组成的，而执行程序是由数字电子系统控

制的，所以自动焊接设备的使用电流比较大，而大电流所产生的电弧热量很集中，穿透能力非常强，这就就可以使焊接速度加快很多。与普通手动的焊接加工相比，自动焊接设备的加工效率要增高大概10倍。

2.2 技术水平高，加工难度大

自动焊接设备还能够对精密零部件、薄壁材料以及非金属材料进行焊接加工。因为这种方法不是人手持的焊接，所以在选择焊源介质时不会有局限，这就使得自动焊接技术水平能够得到进一步的发展和飞跃，比如，激光焊接在运用时，产生的焊缝宽度很小，热影响小，加工部件的变形小，但由于激光焊接的深度比高，电流超大，焊接速度十分快，所以焊缝也就更加平整美观，同时还能够对激光焊接的聚光焦点进行调控，这样加工的难度就会有所提高。

2.3 质量高且相对质量水准稳定

鉴于自动焊接设备的焊接指令是由数字中心统一发出的，焊接的速度和范围都能够进行控制，这就可以保持相对的一致性，恒定所加工工件的焊接质量水平，如果加工过程中出现问题或者产生了变化，都能够进行自动调节，并且保持相对的稳定性。自动焊接设备的焊剂保护效果相当好，一般情况下，熔池金属很少会受到空气的污染和腐蚀，再加上电流比较大，这种条件下的熔池金属也就能够充分的与渣进行反应，均匀的生成的焊液成分，这样加工出的焊缝金属性能稳定、质量较高，同时还具有美观性。

2.4 改善加工工作环境，同时降低加工者的劳动强度

自动焊接在焊接的过程中产生的焊接烟雾会被自动焊接设备的隔离罩阻挡住，有的自动焊接设备在焊接时不会产生很强烈的焊光，焊接时所产生的烟雾也很少，这样就会在一定程度上改善焊接加工人员在进行焊接作业时的工作环境；使用自动焊接设备进行焊接加工，不需要焊接作业人员长时间保持一个焊接动作，这样就减轻了焊接机加工人员的体力损耗，降低了焊接作业人员的劳动强度。

2.5 能源消耗低并节省原材料

部分自动焊接设备所产生的电弧是在焊剂层下面燃烧，这样所产生的热量就不容易散失掉，所消耗的电能相对也比较少，在这种自动焊接中，进行薄板焊接加工可以不用开坡口，这样一来焊条在加工时就不会金属飞溅，也没有焊头，从而也就节省了焊条或者是焊丝金属的消耗，进而节约了加工原材料。

三、我国自动焊接在机械焊接中的应用现状

这部分所提及的自动机械焊接指的是焊接机械手和焊接机械人。这种将自动焊接运用于机械手臂和机械人中的工作方法就如同机械加工中的加工中心，能够对输入加工程序进行加工，等同于多个自动焊接设备在同一个加工部件上进行不同的焊接工作。

一般情况下，这种自动化焊接机械手臂和机器人在流水线的生产加工中比较常用。这种加工方式运用了自动化原理，将多个机械手臂或机器人分布在同一条串联的流动工作线中，每一个动作组执行相同的动作指令，完成本工作线动作后再进行下一个工作线的加工，这些动作指令，对机械手臂或者机器人的控制以及流程安排也全部是运用了自动焊接的工作原理，有简单的单一的自动焊接组成整体的自动焊接组，由主数字控制系统统一进行指令，完成焊接加工程序。

山推机械工程股份有限公司是国内大型工程机械生产和加工行业的龙头企业，其自动焊接的应用方面在国内同行中处于领先地位，早在20世纪90年代，就已经开始应用焊接机器人和自动化焊接专机。山推机械工程股份有限公司对自动焊接技术的应用实例，证明自动焊接有效地改善了企业的生产效率，也转变了机械焊接行业的一些传统观念。最初在设计和制造焊接专机时，往往都是由机械加工企业自行完成，焊机的结构简单，功能单一，无法很好地满足机械加工多样化的需求。在应用焊接机器人的初期，也出现了一些错误，例如没有充分利用焊接机器人的灵活性。此外，最早的一批原装进口焊接机器人不但价格高昂，配件的兼容性也较差，使用成本高。随着国内焊接机器技术的发展，机器人系统的性价比得到了提高。自动焊接技术通常应用在焊缝开放性好，并且对焊缝要求十分严格的产品上，例如车架后段自动焊接时，工作体系由双机器人同时进行，双机器人一个对工件焊接加工，另一个进行上料或补焊的工序，这种模式有效提升了生产效率。目前应用的焊接机器供应商主要有IGM、昆山华恒、唐山开元等。

四、工程机械加工制造中自动焊接技术的发展趋势

对于推土机、挖掘机等工程机械制造生产而言，结构件是最为主要的部件，结构件的制造对工程机械生产十分重要，自动焊接在工程机械生产的应用前景十分广阔。笔者认为，自动焊接在工程机械加工制造行业的发展趋势主要有下列几个方面：

（1）焊接技术在工程机械加工制造、汽车船舶制造、电力设备加工、建筑等行业都有着广泛的应用。自动焊接技术正向着更高质量的方面发展。焊缝自动跟踪技术成为了其发展的热点。焊缝跟踪涵盖了多学科的技术，包括电子计算机、结构、材料、焊接、流体等多个领域，焊缝跟踪推动了自动焊接技术的发展，不仅提升了产品的加工精度，更显著减少了自动焊接工作的前期准备工作。

（2）随着工程机械制造行业的发展，客户对焊接质量的要求更为注重，生产企业对自动化焊接加工需求量也更大，以期让焊缝质量更为稳定，因此，对自动焊接设备数量的需求也更大。此外，由于焊接自动化机器设备在工程机械焊接加工中广泛的应用，必然需要让焊接结构设计和制造标准更为统一，以方便焊接机器进行自动焊接。

（3）工程机械加工中，自动焊接向着智能化发展方向不断前进，自动焊接机器人和焊接专机等其他硬件设备的不断发展，使得工程机械焊接加工更为智能。智能自动焊接系统的发展使得我们实时控制和监管自动焊接产品质量成为了可能。

五、结语

自动焊接在机械焊接中得到了有效的组合与联结，在机械焊接领域的应用也会被越来越多的机械生产加工企业所重视。利用自动焊接设备的工作动作组合原理，将多个自动焊接设备进行组合，再有一个自动化的数字系统统一管理，自动化焊接的运用使得自动焊接机械设备将焊接技术水平与焊接工艺推向了一个高峰，使得所能够应用到焊接技术的加工行业也得到了发展与扩大。然而我们也应该正视我国自动焊接技术应用中的一些问题，积极学习和引入国外自动焊接的先进技术，并结合自身的实际发展情况，有针对性地应用，以期更好地推动我国机械焊接水平的提升。

参考文献：

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[2]黄继强,李明哲,邹勇,等.工程建设中的管道焊接自动化［J］.电焊机，2010（10）