自動焊接在機(jī)械加工中的應(yīng)用
摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)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(jī)械加工中的大規(guī)模應(yīng)用，在很大程度上提高了機(jī)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(jī)械加工中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)論述。
自動焊接；機(jī)械加工；應(yīng)用
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)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(jī)械運(yùn)動原理等進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合的一種加工技術(shù)，它實(shí)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(jī)構(gòu)、脫料機(jī)構(gòu)、焊槍夾緊機(jī)構(gòu)、焊槍氣動調(diào)節(jié)機(jī)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(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)臺、氣動尾頂滑臺機(jī)構(gòu)等裝置實(shí)現(xiàn)了焊槍與工件的前后、左右、上下運(yùn)動。
當(dāng)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(yùn)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(jī)器人焊接等都是自動焊接常用的設(shè)備與方法[1]。
二、機(jī)械加工行業(yè)對自動焊接的需求
在當(dāng)今這個科學(xué)技術(shù)如此發(fā)達(dá)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(jī)械行業(yè)造成了非常深遠(yuǎn)的影響，自動焊接技術(shù)已經(jīng)成為機(jī)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(jī)械加工領(lǐng)域中以下四個方面的需求。
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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(dāng)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(rèn)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(qiáng)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(qiáng)度，還進(jìn)一步緩解了人工焊接對工作者帶來的壓力與危害。
?。ㄈM足了較高的焊接質(zhì)量要求
對于高強(qiáng)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(xì)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(jì)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(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)。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(jì)算機(jī)系統(tǒng)、軟件、數(shù)據(jù)庫的配合，實(shí)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(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用較少 [3]。本文主要從自動化焊接專機(jī)與焊接機(jī)器人兩方面來探討自動焊接在機(jī)械加工中的應(yīng)用。
?。ㄒ唬┳詣踊附訉C(jī)的應(yīng)用
自動化焊接專機(jī)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(jī)采用的主要焊接方式，比如在推土機(jī)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(jī)的使用大大提高了機(jī)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(jī)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(diǎn)，在機(jī)械加工中的應(yīng)用較為廣泛。自動化焊接專機(jī)具有很高的性價比。
?。ǘ┖附訖C(jī)器人的應(yīng)用
焊接機(jī)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(diǎn)，在機(jī)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(jī)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(jī)器人成本高、操作難度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格高等特點(diǎn)，暫時還不能大規(guī)模地用于生產(chǎn)。另外，在采用焊接機(jī)器人進(jìn)行焊接時的焊前準(zhǔn)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(jī)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(diǎn)，焊接機(jī)器人在結(jié)構(gòu)和功能方面還需要不斷進(jìn)行研究改進(jìn)。
四、結(jié)語
隨著機(jī)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(jī)和焊接機(jī)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(jī)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(jìn)了其的劣勢。自動焊接在機(jī)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(shí)際情況，要不斷地引進(jìn)學(xué)習(xí)先進(jìn)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(jìn)。
參考文獻(xiàn)
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