我国焊接技术的发展趋势

我国焊接技术的发展趋势

国外专家认为:“到2020年焊接仍将就是制造业的重要加工工艺。它就是一种精确、可靠、低成本,并且就是采用高科技连接材料的方法。目前还没有其她方法能够比焊接更为广泛地应用于金属的连接,并对所焊的产品增加更大的附加值。

世界上钢及其它金属产量、品种的不断增长及其对制品质量、性能要求的日益提高,特别就是随着我国的入世及世界制造加工基地向我国不断转移,作为工业缝纫与线(材料)的焊割机与焊丝、焊条的数量、质量与品位及其自动化生产水平,也将有限大提高。按每亿吨钢材需求25万台焊机,我国每年消耗钢材3亿吨(焊接结构约1、2吨),需要焊机约75万台,不难预测,今后8~10年内它们将会继续保持高速发展。为适应国内外市场急速发展与激烈竞争的需求,焊接设备与制造业将以市场为目标,进行传统、通用产品改造、产品结构的调整、质量认证与规范管理,组织化规模化、专业化、自动化的批量生产;同时加强对现代焊接技术的研究开发,特别就是发展高效、节能、高性能、优质与多丝高速焊接设备、重大装备及其数字化控制技术与新焊接材料,取代进口,争取出口。

1、焊接自动化技术的现状与展望

随着数字化技术日益成熟,代表处动地接技术的数字焊机、数字化控制技术业已稳步进入市场。三峡工程、西气东输工程、航天工程、船舶工程等国家大型基础工程,有效地促进了先进焊接特别就是焊接自动化技术的发展与进步。汽车及零部件的制造对焊接的自动化程度要求日新月异。我国焊接产业逐步走向“高效、自动化、智能化”。目前我国的焊接自动化率还不足30%,同发达工业国家的80%差距甚远。从20世纪未国家逐渐在各个行业推广自动焊的基础焊接方式——气体保护焊,来取代传统的手工电弧焊,现已初见成效。可以预计在未来的10年,国内自动化焊接技术将以前所未有的速度发展。

2、高效、自动化焊接技术的现状

20世纪90年代,我国焊接界把实现焊接过程的机械化、自动化作为战略目标,已经在职各行业的科技发展中付诸实施,在发展焊接生产自动化,研究与开发焊接生产线及柔性制造技术,发展应用计算机辅助设计与制造;药芯焊丝由现在的2%增长到20%;埋弧焊焊材也将在10%的水平上继续增长。其中药芯焊丝的增长幅度明显加大,在未来20年内会超过实芯焊丝,最终将成为焊接中心的主导产品。

(2)高效、节能并能够自动调节焊接参数的智能型逆变焊机将逐取代手弧焊与普通晶闸管焊机,而且焊机的操作趋向于简单化、智能化,以符合当今淡化操作技能的趋势(3)在汽车上、造船、工程机械与航空等领域,适用于不同场合的智能化焊接机器人较为广泛的应用,大幅度提高了焊接质量与生产效率。

可喜的就是我国很多待业部门与大型个业已经意识到这些问题,船舶工业已经率先提出,到2005年,船厂的高效率焊接要达到80%以上,其中二氧化焊接自动化的发展相对来说较好,国内的焊接厂商先后为一汽、东风、长丰、徐工、成都神钢、美的、格兰仕等多家著名的汽车生产厂、家电生产企业研究制了几十台(套)自动化焊接专机线,整个生产过程由PLC可编程控制器作为中心控制环节,大量采用非接触传达室感器件与光电编码控制环节。该生产线通过焊接工位机械实现了自动化操控,运行规范、可靠,在保证产品质量的基础上,极大地提高了生

产效率,减少生产人员达80%以上。该生产线被日本专家评价为后桥壳生产亚洲自动化程度最高生产线之一。推进焊接自动化进程,学习、吸收、借鉴、提高就是十分重要的环节,应加强现有世艺的学习与提高。由于现有工艺多为手工操作,有其局限性,但如果在学习的基础上利用现代自动化技术进行嫁接改造,往往就可以实现一定的突破。

国外如欧美、日本等发达国家早在20世纪80年代便在石油,化工、造船、建筑、电力、汽车、机械等行业采用数字控制的小车式自动气保焊机,代替人工进行焊接生产。近年来,国内几家企业开发了几种类似的自动焊接小车,但在结构与功能上均属低端产品,在数字控制、焊接参数预置与专家系统自动调用等方面均为空白。在吸收与借鉴国外先进、成熟基础之上,代表自主知识产权的第一代数控小车式自动焊在国内问世。该焊具有携带方便、安装简单、操作灵活、智能化程度高等特点,通过微机控制的多种焊接模式与专家程序,可在不同焊接位置满足多种焊接工艺要求焊缝的焊接。数字化控制小车自动焊机的研制与市场推广,一方面为石油、化工、造船、电力等行业提供了同国外同等技术档次的国产自动焊接设备,另一方面为国内成功自主研发高端数字化焊机找到了一个切入点,对推动焊接行业在专用自动焊接设备的发展,具有里程碑的重大意义。

3、焊接自动化技术的展望

电子技术、计算机微电子住处与自动化技术的发展,推动了焊接自动化技术的发展。特别就是数控技术、柔性制造技术与信息处理技术等单元技术的引入,促进了焊接自动化技术革命性的发展。

(1)焊接过程控制系统的智能化就是焊接自动化的核心问题之一,也就是我们未来开展研究的重要方向。我们应开展最佳控制方法方面的研究,包括线性与各种非线性控制。最具代表性的就是焊接过程的模糊控制、神经网络控制,以及专家系统的研究。

(2)焊接柔性化技术也就是我们着力研究的内容。在未来的研究中,我们将各种光、机、电技术与焊接技术有机结合,以实现焊接的精确化与柔性化。用微电子技术改造传统焊接工艺装备,就是提高焊接自动化水平淡的根本途径。将数控技术配以各类焊接机械设备,以提高其柔性化水平,就是我们当前的一个研究方向;另外,焊接机器人与专家系统的结合,实现自动路径规划、自动校正轨迹、自动控制熔深等功能,就是我们近期研究的重点。

(3)焊接控制系统的集成就是人与技术的集成与焊接技术与信息技术的集成。集成系统中信息流与物质流就是其重要的组成部分,促进其有机地结合,可大大降低信息量与实时控制的要求。注意发挥人在控制与临机处理的响应与判断能力,建立人机圣诞的友好界面,使人与自动系统与谐统一,就是集成系统的不可低估的因素。

(4)提高焊接电源的可靠性、质量稳定性与控制,以及优良的动感性,也就是我们着重研究的课题。开发研制具有调节电弧运动、送丝与焊枪姿态,能探测焊缝坡开头、温度场、熔池状态、熔透情况,适时提供焊接规范参数的高性能焊机,并应积极开发焊接过程的计算机模拟技术。使焊接技术由“技艺”向“科学”演变辊实现焊接自动化的一个重要方面。本世纪头十年,将就是焊接行业飞速发展的有利时期。我们广大焊接工作者任重而道远,务必树立知难而上的决心。抓住机遇,为我国焊接自动化水平的提高而努力奋斗。

4、桥梁焊接技术发展趋势