现代焊接自动化技术的现状与展望 董继春

现代焊接自动化技术的现状与展望董继春

发表时间：2018-05-16T16:24:46.953Z 来源：《基层建设》2018年第2期作者：董继春

[导读] 摘要：随着社会经济的快速发展，目前我国现代焊接技术取得了巨大的发展，在很多领域中都得到了广泛的应用。

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摘要：随着社会经济的快速发展，目前我国现代焊接技术取得了巨大的发展，在很多领域中都得到了广泛的应用。从信息技术、计算机技术以及数字技术所带来的重要发展契机入手，焊接技术在制造业中发挥了重要作用，因而越来越受到人们的高度重视。为了提高焊接技术，促进我国工业发展，需要对焊接技术给予高度重视，继续加强对焊接技术的研究，结合我国工业的实际发展情况，加大科技投入，不断提高我国焊接工艺，带动工业生产，促进国民经济建设。最后对现代焊接技术的未来发展进行了展望。

关键词：焊接自动化技术；发展现状；展望

引言：

着数字化技术日益成熟，代表自动焊接技术的数字焊机、数字化控帽技术业已面世并已稳步地进入市场。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，有为地促进了先进焊接特别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世纪末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。

一、现代焊接自动化技术发展现状

近年来，经济带动了制造业的发展，焊接技术也随之有了极大的进步，焊接产品的效率也越来越高，而现在如何在保证产品质量的前提之下实现焊接生产自动化和智能化已经成为焊接行业的重要任务。现代高新技术比如说智能控制技术、图像处理与传感器技术等融入焊接技术，使得现代焊接技术有了更为切合时代潮流的发展。

1，1焊接自动化与智能化发展

焊接行业的智能化发展主要是体现在焊接智能机器人的发展，焊接自动化水平在一定程度上可以理解为焊接智能机器人的发展水平。目前使用最为广泛的焊接机器人是示教再现型，即由人工引导机器人末端执行器（安装于机器人关节结构末端的夹持器、工具、焊枪、喷枪等），或由人工操作导引机械模拟装置，或用示教盒（与控制系统相连接的一种手持装置，用以对机器人进行编程或使之运动）来使机器人完成预期的动作，由于此类机器人的编程通过实时在线示教程序来实现，而机器人本身凭记忆操作，故能不断重复出现。这就形成了焊接智能机器人的自动化焊接过程。

1，2焊接工艺高效化

为实现焊接行业的进一步发展，需要优化现今的焊接工艺，将传统的焊接工艺转化为高速、高效、高质量的焊接工艺。而国内外也在焊接工艺的优化上投入了较多的精力，现今已经在活性化焊接工艺、多元气体保护焊接工艺上取得了不错的成效。而在焊接速度的研究也有了长足的进步，现今已经可以达到1，8m/min，大大提升了焊接产品的效率。而随着国外在数字化焊接电源和高新信息处理技术上的关注，中国市场也逐渐引入相关先进产品和技术。数字化焊接电源解决了原先较为刻板的刚性化控制，能够实现对焊接过程的柔性化控制以及多功能集成，而对焊接的精度、焊接过程系统的稳定性、产品的一致性、产品升级流程等方面都有更高的要求，能够对现代焊接技术的发展有更好的帮助，使得焊接工艺实现高速和高效化。

1，3焊接质量的优化保证

对于焊接产品来说，最为重要的就是焊接质量，若是焊接质量不尽如人意，对于产品日后的使用寿命是非常有限制的，而焊缝跟踪技术对于控制焊接质量是非常关键的。在焊缝跟踪技术方面，焊接行业投入的比较多，也已经有了较为成熟的技术。比如说较为先进的熔滴过渡控制现今由于引入了数字化焊接电源，并且在系统上使用了先进的电子元件，使得对熔淌控制上更为得心应手，在这方面的应用上也丝毫不输于国外先进水平，这在焊接行业是非常重要的部分，是保证焊接产品质量的重要技术。

1，4焊接技术现代先进发展

现代焊接技术随着与国外先进技术的不断交流与分享，已经达到一个较高的水准。激光焊接技术属于熔融焊接的部分，它是以激光束为能源，直接冲击在焊件接头上，这种焊接方式对于确定焊件位置的要求是非常高的，需要极为精确，需要保证焊件位置在激光束的聚焦范围内。激光焊接的最大可焊厚度是有限制的，一般渗透厚度超过19mm的工件是不建议激光焊接的，不仅对于焊接技术有较大的困难，对于焊件产品本身也不容易有较好的焊接质量。此外，激光焊接具有高反射性及高导热性，焊接性很容易受激光所改变，当使用极高能量的激光束进行焊接时，需要使用等离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除，以确保焊道的再出现，如此才能完成焊接过程。激光焊接在焊接技术上属于能量转换效率十分低，一般最高也只有10%左右，而且焊道在快速凝固的状态下，可能会有气孔及脆化的问题，特别是进行激光焊接所需的设备是较为昂贵的。为了消除或减少激光焊接的缺陷，使得焊接效率和焊接质量更高，焊接领域内先进工作者提出了一些较有建设性的意见，就是用其他热源与激光进行复合焊接，复合焊接的方式主要有激光与电弧、激光与等离子弧、激光与感应热源等，这种复合焊接的方式使得焊接能量转换效率更高，使得焊接质量更好，对于焊接技术的发展是极其有帮助的。

二、现代焊接自动化技术的展望

电子技术、计算机微电子信息和自动化技术的发展，推动了焊接自动化技术的发展。特别是数控技术、柔性制造技术和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。

（l）焊接过程控制系统的智能化是焊接自动化的核心问题之一，也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，包括线性和各种非线性控制。最具代表性的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和柔性化。用微电子技术改造传统焊接工艺装备，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，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，是我们近期研究的重点。

（3）焊接控制系统的集成是人与技术的集成和焊接技术与信息技术的集成．集成系统中信息流和物质流是其重要的组成部分，促进其有机地结合，可大大降低信息量和实时控制的要求。注意发挥人在控制和临机处理的响应和判断能力，建立人机圣诞的友好界面，使人和自动系统和谐统一，是集成系统的不可低估的因素。

（4）提高焊接电源的可靠性、质量稳定性和可控性，以及优良的动感性，也是我们着重研究的课题。开发研制具有调节电弧运动、送丝和焊枪姿态，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。之，使焊接技术由“技艺”向“科学”演变，是实现焊接自动化的一个重要方面。

结束语：

在我国仍处于工业占主导行业的状况下，现代焊接技术对于工业的推动发展作用是不言而喻的。随着经济技术的发展，越来越多的研究者和科学家将重点放在了探究焊接新材料的角度上，这对于我们现今焊接行业的现状来说是非常值得期待的，是尚未深入接触过的领域，若是能在新材料上取得让国内外瞩目的研究成果，这将是焊接领域几十年来的一场革命。

参考文献：

[1]刘晓强，现代焊接技术发展的现状及前景2011，3

[2]姚晓清，现代焊接技术发展的现状及展望

[3]郑文，现代焊接技术发展的现状及展望2012，4

[4]车志广，现代焊接技术发展的现状及展望，2014，5，