自动焊接在机械焊接中的运用探究

自动焊接在机械焊接中的运用探究

杨党年  

奇台中等职业技术学校  新疆省昌吉州奇台县 831800

摘要：当前，随着工程机械向轻量化、大型化不断发展，其对工程机械用高强钢的性能要求越来越高。当前的机械产品生产加工，均朝着更加精密化的方向发展。而机械焊接技术作为机械产品生产加工的核心技术，同样需要注重与时俱进，不断进行优化升级，从而提高焊接的自动化、智能化水平，有效满足机械产品加工生产要求。因此，通过加强自动焊接在机械焊接中的应用研究，促使自动焊接发挥出更大的作用价值，有效保障机械焊接实现更好发展。

关键词：自动焊接；机械焊接；运用

引言

在当前的工程机械领域中，复杂结构加工中焊接施工技术的应用非常广泛。在世界工业的发展过程中，焊接结构件发挥着十分重要的作用。相较其他的加工方式，大型结构件加工中应用焊接方式在有效控制材料消耗的同时，也能在复杂、高难度结构件中体现出较强的加工工艺优势。虽然目前结构件的焊接施工工艺已经取得了长足进步，但是，在实际进行焊接施工的过程中，结构件经常会因焊接残余应力等导致出现变形，成品结构件的加工制造质量也会受到严重影响。

1自动化焊接技术的优点

通常情况下，自动化焊接设备本身由众多设备与零件组成，而这些设备与零件能够很好地对集中热量进行处理，且该设备散热性能较好。焊接工作在进行操作时，往往会产生大量的热量，而这就往往会产生设备温度过高或是热流过高的现象，这些都不利于焊接工作质量的提升，同时也会对所焊接的机械设备本身的质量产生一定的影响。而自动化焊接设备能够对热量进行很好的处理，提高焊接工作的质量。除此之外，自动化焊接设备与传统的人工焊接工艺相比，可以在很大程度上提高电弧的穿透性能，这样就可以让焊接工作节省大量的时间，提高焊接工作的工作效率。同时，自动化焊接设备有多种精密的机械工艺组成，在进行焊接工作时，能够将各种参数进行精密的控制，它既可以对焊机的范围进行控制，还可以对焊接的轻重程度进行控制。

2自动化焊接设备的特点

自动化焊接设备的特点可以概括为以下3点：第一，拥有组合化和大型化的特点。根据现实焊接工作的需要，当前已研制出各种不同类型的自动化焊接设备，这些自动化焊接设备再进行研发与组装时，往往是根据不同工作的需要，使焊接工作更加专业化，焊接效率更高。第二，智能化与数字化的特点。在对各种工件进行焊接时，必须要充分考虑到焊件的形状以及焊接缝隙误差，同时还要关注在进行焊接工作时所发生的热变形现象，这一特征就要求焊接设备要有较高的传感技术，同时还要有严谨的控制系统为焊接工作提供有力的技术支持。第三，质量更好与精度更高的特点。自动化焊接设备有着严谨的控制系统，在进行焊接工作时，能够对各种焊接参数进行精准的控制，这样就使得焊接工作的工作质量与焊接精度得到了较大幅度的提升。

3自动焊接在机械焊接中的运用

3.1气体保护焊

气体保护焊是一种广泛应用于机械制造领域的技术。电弧是该项技术中的重要热源，它对该项技术的实现具有重要的保障作用。该项工艺的使用，对保护气体的焊接质量有很高的要求。在实际的焊接中，电弧附近会产生大量的气体使电弧与绕组熔池之间绝缘，从而使其充分发挥保护功能。通过采取有效的防护措施，可以防止电弧的产生，从而最大限度地提高焊接的质量和水平。在气体保护焊接工艺中，通常使用二氧化碳作为保护气体，其成本较低，综合价值较高。

3.2电阻焊接技术

电阻焊技术通常在表面通电的时候进行操作，通过电阻产热的效果来使得焊接处融化，从而实现焊接工作。电阻焊技术能够在短时间内完成焊接，因此具有良好的工作效率，同时对于最后的工作质量也有着良好的保障。因此该技术能够适用于一些使用频繁的设备电器中，例如汽车焊接、家电维修制造等。但是这种技术的相关设备后期维护成本较高，同时前期投入成本较大，因此不利于广泛推广。

3.3焊接机器人内载多关节机械臂的设计

焊接机器人是一种为从事弧焊应用所设计的机器人，因此一般情况下焊接机器人具备6个自由度和高刚性以及高精度，使得焊接机器人具备良好的响应性与稳定性。随着现代技术水平的提高，焊接机器人在各行业中得到了广泛的应用。在对其机械臂进行相应的设计时，首先需要考虑焊接工艺、机械臂构型以及尺寸参数等，对机械臂臂杆进行相应的优化设计。

3.3.1建模分析

精度是焊接机器人的机械臂尺度的重要指标之一，直接决定了机器人在焊接作业时，焊缝的质量是否可以达到实际的要求。不过，机械臂在应用过程中存在制造、检测等方面误差，还存在运算过程中由于重力、插补等因素所产生的误差。因此，在对焊接机器人的机械臂设计时，首先应考虑机械臂的精度，从而实现对机器人的合理设计。然后利用误差建模的方式，实现对机械臂的静态位置误差进行分析，并利用多关节补偿方法，对机械臂存在的误差进行补偿。

3.3.2误差补偿

一般情况下，针对焊接机器人的机械臂误差补偿方法可以将其分为2种:单关节补偿法和多关节补偿法等。单关节补偿法只是一种追求精确的方法，也是一个理想的方法，但在实际应用过程中依然存在些许问题，甚至遇到复杂的情况，无法实现对机械臂误差的补偿。因此，在针对机械臂的误差补偿时，常常会利用多关节补偿的方式，实现对机械臂的误差补偿。不过，多关节补偿法并不精确，仍存在一定的误差，但能够满足机械臂对精度的要求。所以，在针对六自由机械臂进行多关节补偿时，为了消除机械臂和关节中存在的误差，可以通过对每个关节进行微调的方法进行补偿。

4自动焊接施工变形控制措施

从大型结构件的生产实际可以发现，一些工程机械大型结构件的焊缝布置往往要比资料文献中的描述复杂的多。由于大型结构件外形尺寸、焊缝数量、焊缝布置当时等都会存在一定差异，因此，在焊接施工后产生的焊接变形量以及变形方式也会存在较大差异，针对不同焊接变形需要采取不同的方式进行有效控制。从总体上看，要想实现工程机械大型结构件焊接变形的有效控制，不仅都需要在设计环节对的焊缝数量、焊缝截面进行有效控制，同时，也要尽可能在保证焊接质量的同时保持焊缝位置的对称性。针对大型结构件的焊接工艺布置和参数选用需要从以下几个方面着手：（1）首先要对焊接施工的热输入进行控制，例如，可以选择多层焊或者二氧化碳保护焊等，在焊接施工过程中也要尽可能采取跳焊或者分段焊接的方法。（2）保证焊接顺序合理性，针对大型结构件要尽可能采取由内而外、从中间向两端、先短后长的对称焊接方式，这样才能保障焊接过程中工件保持均匀受热。（3）针对不同材质构件的焊接要提前进行预热，焊接施工后要及时进行回火处理，这样才能有效消除焊接应力。（4）在焊接过程中，要以工件材质、板材厚度、焊接位置、焊缝类型等为基础来实现焊接施工工艺参数的合理选择，同时要对焊接施工中的电流输出进行有效控制，以此实现焊接热输入的有效控制。

结语

相较于传统焊接技术，自动焊接技术有着显著的优势，如能够提高焊接效率、保障焊接质量、优化焊接技术水平、降低焊接成本。因此需要在实际焊接生产过程中，注重加强自动焊接技术的应用，促使其发挥出更大的作用价值。最后，还应注重对自动焊接技术的发展前景进行展望分析，这对推动自动焊接技术的发展有着非常重要的意义。

参考文献

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[2]郭余龙，刘宇锋，浦杰，等.自动焊接在工程机械焊接中的发展[J].石化技术，2020，27（2）：285；299.