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自動化焊接技術(shù)發(fā)展趨勢的幾個特點(diǎn)

瀏覽次數(shù):2151發(fā)布時間:2022-11-29

1. 提高焊接生產(chǎn)率是推動焊接技術(shù)發(fā)展的重要驅(qū)動力

   連接簡單的構(gòu)件以及制造毛坯是最初的焊接方式,隨著技術(shù)的不斷更新,焊接已經(jīng)成為制造行業(yè)中一項不可代替的基礎(chǔ)工藝以及生產(chǎn)精確尺寸制成品的生產(chǎn)手段。目前,焊接技術(shù)最需要的就是有效的保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性以及提高勞動生產(chǎn)效率。提高生產(chǎn)率的途徑有二:第一提高焊接熔敷率,焊條電弧焊中的鐵粉焊條、重力焊條、躺焊條等工藝以及埋弧焊中的多絲焊、熱絲焊均屬此類,其效果顯著。第二減少坡口斷面及熔敷金屬量,其中窄間隙焊接效果最顯著。窄間隙焊接采用氣體保護(hù)焊為基礎(chǔ),利用單絲、雙絲或三絲進(jìn)行焊接。無論接頭厚度如何,均可采用對接型式,所需熔敷金屬量會數(shù)倍、數(shù)十倍地降低,從而大大提高生產(chǎn)率。窄間隙焊接的關(guān)鍵是保證兩側(cè)熔透和電弧中心自動跟蹤處于坡口中心線上。為解決這兩個問題,世界各國開發(fā)出多種不同方案,因而出現(xiàn)了種類多樣的窄間隙焊接法。如果能夠在以下方面取得進(jìn)展,焊接方法的先進(jìn)性會得到更高的評價:提高熔敷速度、減少生產(chǎn)周期、提高過程控制水平、減少返修率、減少接頭準(zhǔn)備時間、避免焊工在有害區(qū)域工作、減小焊縫尺寸、減少焊后操作、改進(jìn)操作系數(shù)、降低潛在的安全風(fēng)險、簡化設(shè)備設(shè)置。高效快速優(yōu)質(zhì)焊接方法將成為主力軍。

2. 焊接過程自動化,智能化

   國外焊接技術(shù)發(fā)展速度快,國內(nèi)焊接技術(shù)發(fā)展存在較大差距。工業(yè)發(fā)達(dá)國家焊接機(jī)械化、自動化率水平,由1996年的19.6%增加到2008年的70-80%以上,目前焊接技術(shù)與現(xiàn)代制造技術(shù)、焊接科學(xué)與工程、焊接自動化與焊接機(jī)器人不斷融合,焊接技術(shù)已經(jīng)向自動化,智能化方向發(fā)展。焊接過程自動化,智能化以提高焊接質(zhì)量穩(wěn)定性,推進(jìn)焊接自動化進(jìn)程,學(xué)習(xí)、吸收、借鑒、提高是十分重要的環(huán)節(jié),應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)有工藝的學(xué)習(xí)和提高。但是我國目前的工藝大多數(shù)都為手工操作,存在一定的局限性。目前我國焊接的自動化率還不到30%,相對而言,焊接生產(chǎn)的機(jī)械化以及自動化水平非常低,但是如果能夠在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上利用現(xiàn)代的自動化技術(shù)進(jìn)行嫁接改造,往往可以實(shí)現(xiàn)一定的突破。20世紀(jì)90年代以來,我國逐漸在各個行業(yè)推廣氣體保護(hù)焊來取代傳統(tǒng)的手工電弧焊,現(xiàn)在已經(jīng)取得了一定的效果。目前我國在焊接生產(chǎn)自動化、過程控制智能化、研究和開發(fā)焊接生產(chǎn)線以及柔性制造技術(shù)、發(fā)展應(yīng)用計算機(jī)輔助設(shè)計以及制造技術(shù)等方面取得了很大的進(jìn)步。計算機(jī)技術(shù)、控制理論、人工智能、電子技術(shù)及機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展為焊接過程自動化提供了十分有利的技術(shù)基礎(chǔ),并已滲透到焊接各領(lǐng)域中,取得了很多成果,焊接過程自動化已成為焊接技術(shù)的生長點(diǎn)之一。焊接過程控制系統(tǒng)的智能化是焊接自動化的核心問題之一,也是我們未來開展研究的重要方向。

3. 熱源的研究和開發(fā)

   熱源是可提供熱能以實(shí)現(xiàn)基本的焊接過程的能源,熱源是運(yùn)動的。在焊接過程中,熱源以點(diǎn)、線、面等的傳熱方式來傳導(dǎo)熱能。焊接熱源具有如下特點(diǎn):能量密度高度集中、快速實(shí)現(xiàn)焊接過程、保證高質(zhì)量的焊縫和最小的焊接熱影響區(qū)。當(dāng)前,焊接熱源已十分豐厚,如電弧焊、化學(xué)熱、電阻熱、高頻感應(yīng)熱、摩擦熱、電子束、等離子焰、激光束等。焊接熱源的研討與開拓始終在延續(xù),焊接新熱源的開發(fā)將推動焊接工藝的發(fā)展,促進(jìn)新的焊接方法的產(chǎn)生。每出現(xiàn)一種新熱源,就伴隨一批新的焊接方法出現(xiàn)。焊接工藝已成功地利用各種熱源形成相應(yīng)的焊接方法。今后的發(fā)展將從改善現(xiàn)有熱源使它更為有用、便利、經(jīng)濟(jì)合用和開發(fā)新的更有效的熱源兩方面著手。改善現(xiàn)有熱源,提高效率方面,如擴(kuò)大激光器的能量、有效利用電子束能量、改善焊機(jī)性能、提高能量利用率都取得了較好成績。開拓更好、更有用的熱源,采用兩種熱源疊加以求取得更強(qiáng)的能量密度,例如在電子束焊中參加激光束等。

4. 節(jié)能技術(shù)

   隨著社會的發(fā)展,節(jié)約能源已經(jīng)成為各行各業(yè)首要考慮的問題,焊接行業(yè)也不例外。焊接產(chǎn)業(yè)發(fā)展節(jié)能、環(huán)保的焊接已成為必然的趨勢;同時,高效焊接工藝的應(yīng)用,對提高焊接效率,節(jié)約能源消耗意義很大。為了順應(yīng)節(jié)約環(huán)保的要求,手弧焊機(jī)以及普通的晶閘管焊機(jī)正在逐步被高效節(jié)能并能夠自動調(diào)節(jié)參數(shù)的智能型的逆變焊接取代,同時為了適應(yīng)當(dāng)今淡化操作技能的趨勢,焊接的操作也逐漸趨向智能化、簡單化。像這樣節(jié)能環(huán)保高效技術(shù)在焊接生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛。

5. 新材料,新技術(shù)發(fā)展

   材料作為21世紀(jì)的支柱已顯示出幾個方面的變化趨勢,即從黑色金屬向有色金屬變化;從金屬材料向非金屬材料變化,從結(jié)構(gòu)材料向功能材料變化,從多維材料向低維材料變化;從單一材料向復(fù)合材料變化,新材料連接必然要對焊接技術(shù)提出更高的要求。新材料的出現(xiàn)成為焊接技術(shù)發(fā)展的重要推動力,許多新材料,如耐熱合金,鈦合金,陶瓷等的連接都提出了新的課題。特別是異種材料之間的連接,采用通常的焊接方法,已經(jīng)無法完成,固態(tài)連接的優(yōu)越性日益顯現(xiàn),擴(kuò)散焊與磨擦焊已成為焊接界的熱點(diǎn),比如金屬與陶瓷已經(jīng)能夠進(jìn)行擴(kuò)散連接,這在以前是不可想象的,所以固態(tài)連接是21世紀(jì)將有重大發(fā)展的連接技術(shù)。新興工業(yè)的發(fā)展迫使焊接技術(shù)不斷前進(jìn),焊接新技術(shù)更迅速地投入使用可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能。任何一個重要的新技術(shù)、新方法(如STT、CMT、Cold Arc等),無不與焊接工藝相關(guān)。這說明逆變焊機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)競爭焦點(diǎn)已經(jīng)開始從電源技術(shù)、控制技術(shù)轉(zhuǎn)移到焊接工藝性能方面。熔化極氣體保護(hù)焊逐漸取代手工電弧焊將成為焊接的主流、逆變焊機(jī)、智能機(jī)器人、振動焊接技術(shù)、激光復(fù)合焊和低應(yīng)力無變形焊接新技術(shù)――LSND焊接法等,這些節(jié)能環(huán)保高效技術(shù)廣泛應(yīng)用于焊接中。

6. 機(jī)械化,自動化水平提高

   想要很好的完成焊接工作,得充分做好準(zhǔn)備工作,包括焊工個人業(yè)務(wù)熟悉、工件準(zhǔn)備和焊接設(shè)備的準(zhǔn)備等。因此人們也逐漸重視起了焊接設(shè)備(電焊機(jī))的放置車間即準(zhǔn)備車間的改造。提高準(zhǔn)備車間的機(jī)械化,自動化水平是當(dāng)前世界先進(jìn)工業(yè)國家的重點(diǎn)發(fā)展方向。如用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)焊接工藝裝備,是提高焊接自動化水平的根本途徑。將數(shù)控技術(shù)配以各類焊接機(jī)械設(shè)備,以提高其柔性化水平;焊接機(jī)器人與專家系統(tǒng)的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)自動路徑規(guī)劃、自動校正軌跡、自動控制熔深等功能。簡單來說就是數(shù)字化控制:把“粗活”做成“細(xì)活、快活”。

   焊接技術(shù)自誕生以來,一直受到很多學(xué)科最新發(fā)展的影響和引導(dǎo),在新材料以及信息科學(xué)技術(shù)的影響下,出現(xiàn)了數(shù)十種焊接的新工藝,并且使得焊接工藝正從手工焊向自動焊以及智能化過渡。焊接技術(shù)進(jìn)步的需求是在經(jīng)濟(jì)和社會等多方面因素影響下形成的,這顯著地促進(jìn)了高效材料和設(shè)備的開發(fā)以及自動化技術(shù)的應(yīng)用,規(guī)模生產(chǎn)和專業(yè)化生產(chǎn)開創(chuàng)新局面,高效快速優(yōu)質(zhì)焊接方法成為主力軍,一個明顯的趨勢是在傳統(tǒng)焊接過程中使用更先進(jìn)的控制和監(jiān)測技術(shù)。焊接新方法和先進(jìn)材料技術(shù)的引入,提高了焊接技術(shù)的水平,同時也提出了新的挑戰(zhàn)。


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