自動焊接在機械加工中的應(yīng)用
摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，自動焊接在設(shè)備和工藝方面有了新的發(fā)展和突破。自動焊接在機械加工中的大規(guī)模應(yīng)用，在很大程度上提高了機械加工的生產(chǎn)質(zhì)量與效益。本文主要對自動焊接的工作原理、優(yōu)勢以及在機械加工中的應(yīng)用進行了相關(guān)論述。
自動焊接；機械加工；應(yīng)用
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，計算機信息化程度的提高和自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展，使得焊接自動化技術(shù)也發(fā)生了巨大的變化。目前，自動焊接作為一種高效、節(jié)能、環(huán)保的焊接方式，其應(yīng)用越來越受到人們的重視。
一、自動焊接技術(shù)的工作原理
自動焊接技術(shù)是將焊接原理、自動控制原理、機械運動原理等進行了有機結(jié)合的一種加工技術(shù)，它實現(xiàn)了焊接過程的自動化。在自動焊接技術(shù)中，通過工件夾緊機構(gòu)、脫料機構(gòu)、焊槍夾緊機構(gòu)、焊槍氣動調(diào)節(jié)機構(gòu)等裝置完成了對工件和焊接設(shè)備的安裝與定位，再通過導(dǎo)軌床體、轉(zhuǎn)動機構(gòu)、轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)臺、氣動尾頂滑臺機構(gòu)等裝置實現(xiàn)了焊槍與工件的前后、左右、上下運動。
當前，自動焊接技術(shù)不僅采用了上述的各種原理和技術(shù)，同時大量運用了數(shù)字化技術(shù)和人工智能化技術(shù)，使得自動焊接技術(shù)向更高的一個技術(shù)平臺延伸。埋弧焊、等離子弧焊、激光焊、激光復(fù)合焊、MIG/MAG焊、TIG焊、機器人焊接等都是自動焊接常用的設(shè)備與方法[1]。
二、機械加工行業(yè)對自動焊接的需求
在當今這個科學(xué)技術(shù)如此發(fā)達的時代，以往那種手動焊接技術(shù)已經(jīng)很難滿足時代發(fā)展的需要，隨著自動焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，該技術(shù)對機械行業(yè)造成了非常深遠的影響，自動焊接技術(shù)已經(jīng)成為機械加工領(lǐng)域中不可缺失的一部分。我國于五年前就已經(jīng)成為了世界上最大的鋼材消耗國，用鋼量已經(jīng)超過了2億噸，2014年我國的焊接材料生產(chǎn)總量為568萬噸，其中僅埋弧焊絲的產(chǎn)量占比約10.5%，59.6萬噸，年均增長率保持在10%左右。截止目前為止，從我國焊接領(lǐng)域的現(xiàn)狀來看，自動焊接及時滿足了機械加工領(lǐng)域中以下四個方面的需求。
（一）降低了人工成本
從企業(yè)的成本方面來講，自動焊接技術(shù)因其工作效率高，大大降低了人工成本。在當今這個人工成本高漲的時代，自動焊接技術(shù)大大緩解了企業(yè)的用人成本，因此降低了企業(yè)的投入成本。
（二）降低了焊接危害
焊接技術(shù)被人們認為是一種對工作者身體有害的工種，手動弧焊中產(chǎn)生的弧光、煙塵、高溫對人體的健康有著較大的影響，同時長時間的焊接操作對于工作者來講是屬于高強度的勞動。隨著自動焊接技術(shù)的應(yīng)用，不僅降低了工作者的勞動強度，還進一步緩解了人工焊接對工作者帶來的壓力與危害。
（三）滿足了較高的焊接質(zhì)量要求
對于高強度的焊接作業(yè)要求，如果僅僅是依靠人工手動來完成，焊接質(zhì)量難以保證。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，對于需要焊接加工的產(chǎn)品也逐漸向精細化、多元化的方向傾斜。因此，自動焊接因其種種優(yōu)勢取代了人工手動焊接。
（四）滿足了企業(yè)競爭的要求
隨著我國市場化經(jīng)濟的不斷發(fā)展，企業(yè)之間的競爭力也在不斷的升溫，隨著機械加工與制造行業(yè)全球化的到來，一個企業(yè)焊接設(shè)備與焊接工藝的好壞直接決定了該企業(yè)的核心競爭力[2]。自動焊接作為一種高效、節(jié)能、環(huán)保的先進加工設(shè)備和工藝，無疑在很大程度上提高了企業(yè)的競爭力。
三、自動焊接在機械加工中的應(yīng)用
自動焊接設(shè)備是一種具有較高自動化程度的焊接設(shè)備，屬于自適應(yīng)控制類專機。它通過自身配備的傳感器與電子檢測線路，可自動跟蹤焊縫的軌跡導(dǎo)向，甚至還可以自動完成對焊接參數(shù)地設(shè)置與調(diào)整。此外，它還能夠利用諸如視覺傳感觸角傳感器、光敏傳感器等高等級傳感器，通過與計算機系統(tǒng)、軟件、數(shù)據(jù)庫的配合，實現(xiàn)對參數(shù)調(diào)整的智能化，且人工操作十分簡便。但是由于受到很多條件的限制，智能化焊接在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用較少 [3]。本文主要從自動化焊接專機與焊接機器人兩方面來探討自動焊接在機械加工中的應(yīng)用。
（一）自動化焊接專機的應(yīng)用
自動化焊接專機常用于一些大型設(shè)備的批量生產(chǎn)中，雙絲焊接是自動化焊接專機采用的主要焊接方式，比如在推土機的焊接生產(chǎn)中，雙絲焊接主要應(yīng)用于主臂和車架的焊接。自動化焊接專機的使用大大提高了機械加工的生產(chǎn)效率，雙絲焊接的效率一般是人工單絲焊接的.2倍，而且采用雙絲焊接，熔深較深，焊縫的力學(xué)性能更好。焊接自動化專機可用于直線、曲線等多種形式焊縫的焊接，焊接效率高，焊接過程中焊件的變形小，質(zhì)量易于保障，適合大批量生產(chǎn)作業(yè)，同時還具有操作簡單、成本低廉、安全可靠等優(yōu)點，在機械加工中的應(yīng)用較為廣泛。自動化焊接專機具有很高的性價比。
（二）焊接機器人的應(yīng)用
焊接機器人因其柔性化和數(shù)字化程度高、精度高、焊接質(zhì)量穩(wěn)定等特點，在機械制造企業(yè)的生產(chǎn)能力與競爭力方面起了非常重要的作用。焊接機器人在復(fù)雜的焊件中表現(xiàn)更為優(yōu)異，它能夠滿足復(fù)雜焊接件的加工要求。
但是，由于焊接機器人成本高、操作難度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格高等特點，暫時還不能大規(guī)模地用于生產(chǎn)。另外，在采用焊接機器人進行焊接時的焊前準備工作，如組裝、打底焊等，還得借助人工操作的方式完成[4]。另一方面，由于焊接機器人無法很好的自動跟蹤焊縫，接觸尋位的效果也不盡人意，窄小空間無法施焊等缺點，焊接機器人在結(jié)構(gòu)和功能方面還需要不斷進行研究改進。
四、結(jié)語
隨著機械制造行業(yè)的不斷發(fā)展，對產(chǎn)品質(zhì)量與性能的要求也越來越高，自動化焊接專機和焊接機器人等自動焊接設(shè)備具有高質(zhì)量、高效率等優(yōu)勢，越來越受到機械制造企業(yè)的推崇與青睞。由此，我們可以看出自動焊接技術(shù)不僅傳承了傳統(tǒng)手工焊接的優(yōu)勢，還不斷改進了其的劣勢。自動焊接在機械加工中的廣泛應(yīng)用，不僅使焊接產(chǎn)品的質(zhì)量得到了保障，降低了焊接的成本，還改善了焊接加工的環(huán)境，減少了對焊接加工者的傷害。因此，我們應(yīng)結(jié)合實際情況，要不斷地引進學(xué)習(xí)先進的自動焊接技術(shù)，使我國自動焊接的技術(shù)不斷地向更高水平邁進。
參考文獻
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[2] 聶新剛，顧瑩.移動式焊接專機[J].機械工程師，2013，（02）：88-89.
[3] 王斌. 試論自動焊接在機械加工中的運用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2013，（13）：117.
[4] 陳善本，呂娜.焊接智能化與智能化焊接機器人技術(shù)研究進展[J].電焊機，2013，（05）：28-36.
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