焊接自动化技术现状及发展趋势

焊接自动化技术现状及发展趋势

孙文会

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摘要：我国焊接自动化技术的发展的现状我国的焊接自动化技术的发展与应用起步较晚。50年代初期，国家建设了一批大型现代化骨干企业，首先从研制自动焊接装备开始发展焊接自动化技术。随着科学技术的进步和我国工业化的发展，我国的焊接自动化技术水平不断发展与提高，50年来已取得了很大的成就。

关键词：焊接自动化；现状；发展趋势

1我国焊接自动化技术的发展现状

（1）各种机械化与自动化焊接机及切割机愈来愈多地替代了手工操作的焊机与切割机。“九五”计划时，国产自动和半自动焊接机占焊机总量的5.7%，加上进口自动和半自动焊机达6.7%左右。特别是电站锅炉、压力容器等焊接结构所需的专用自动焊机及数控切割机，经过“七五”和“八五”期间的不懈努力，研制、开发的系列成套焊接设备基本上满足了国内生产的需要，部分改变了依赖进口的被动局面。

（2）各种焊接辅助机械化与自动化装置及技术也得到了发展，多自由度转胎架、变位器、机械手等研制成功，并先后用于焊接生产过程。到“八五”计划末期，在汽车、锅炉、船舶、工程机械和重型机械等行业中，建成的不同规模的原材料和毛坯预处理生产线已超过20条。

（3）发展焊缝对中技术，建立焊接生产线。发展焊缝自适应控制技术，建立焊接中心。到80年代后，我国的汽车、摩托车、锅炉、压力容器、船舶、工程机械和重型机械等行业的大中型骨干企业，都开发了自动化程度不同的各种焊接生产线及焊接中心技术。

（4）焊接计算机技术的应用和焊接机器人的采用，发展了现代焊接自动化技术。在汽车、摩托车、锅炉、压力容器、船舶、工程机械和重型机械等企业中，发展了成套焊接装备、焊接机器人、焊接中心、焊接柔性制造系统、计算机辅助设计与制造技术及检查技术等。

2我国焊接自动化技术的发展趋势

现代自动化技术主要依靠计算机控制技术来实现。焊接生产自动化是焊接结构生产技术发展的方向。现代焊接自动化技术将在高性能的微机波控焊接电源基础上发展智能化焊接设备，在现有的焊接机器人基础上发展柔性焊接工作站和焊接生产线，最终实现焊接计算机集成制造系统CIMS。在我国焊接自动化技术50年的发展基础上，本文着重在以下3个领域展望我国焊接自动化技术的发展趋势。

2.1成套焊接设备微机自动化控制技术的发展

在焊接设备中发展应用微机自动化控制技术，如数控焊接电源、智能焊机、全自动专用焊机和柔性焊接机器人工作站。微机控制系统在各种自动焊接与切割设备中的作用不仅是控制各项焊接参数，而且必须能够自动协调成套焊接设备各组成部分的动作，实现无人操作，即实现焊接生产数控化、自动化与智能化。微机控制焊接电源已成为自动化专用焊机的主体和智能焊接设备的基础。如微机控制的晶闸管弧焊电源、晶体管弧焊电源、逆变弧焊电源、多功能弧焊电源、脉冲弧焊电源等。

微机控制的IGBT式逆变焊接电源，是实现智能化控制的理想设备，目前我国正大力发展和推广应用。数控式的专用焊机大多为自动TIG焊机，如全自动管管TIG焊机、全自动管板TIG焊机、自动TIG焊接机床等。在焊接生产中经常需要根据焊件特点设计与制造自动化的焊接工艺装备，如焊接机床、焊接中心、焊接生产线等自制的成套焊接设备，大多可采用通用的焊接电源、自动焊机头、送丝机构、焊车等设备组合，并由一个可编程的微机控制系统将其统一协调成一个整体。发展成套焊接设备的微机控制自动化技术，优化选择目前已较成熟的微机控制焊机研究成果，在制造工艺上加以改进，使之便于批量生产，形成规模，产生效益，可以收到事半功倍的效果。微机控制晶闸管焊接电源，具有制造容易、成本低廉、过载能力强、维修方便等传统优点，其数控功能中除波控功能差一些外，可实现静、动特性优化控制，焊接参数编程记忆控制与自适应控制，还可实现一机多能。这种焊机在今后仍将是埋弧焊、TIG焊等通用或专用焊接设备的基本组成部分。

2.2焊接设备智能控制技术的发展

焊接设备如焊接变压器、硅弧焊整流器、晶闸管式弧焊整流器、脉冲弧焊电源、逆变焊电源等。将微机控制焊接电源与焊接过程的传感技术结合起来，发展了视觉跟踪、熔深控制等智能焊接设备。近年来，我国正在努力发展各种气体保护设备的计算机智能控制技术，如波控技术、脉冲焊SYNERGIC控制技术、电弧参数模糊控制技术、一元化控制技术等。应用微机控制系统将一组焊设备有机结合起来，就可以实现低成本的自动化焊接生产。若采用可编程序控制器就容易将现有的焊接设备或焊接生产线改造成逻辑顺序控制的自动化成套焊接设备。此时，如结合应用微机控制焊接电源等技术就可以进一步达到实时控制焊接过程的智能化功能。

3几点思考

焊接自动化技术是先进制造技术的重要组成部分之一。发展我国的焊接自动化技术，以下几点值得注意。

（1）现代焊接自动化技术是一个高新技术群。电子技术、计算机技术、自动控制技术、信息和软件技术迅速地引入焊接领域，不断提高焊接生产的自动化程度，实现焊接过程控制的智能化，焊接生产系统的柔性化以及焊接生产系统的集成化，以面向全球的技术竞争并赢得市场。

（2）焊接自动化技术是先进制造技术的一个重要组成部分。发展焊接自动化技术符合我国社会主义的基本原则。它的发展离不开国家的支持和政府和宏观调控。国民经济的发展对推动焊接生产自动化的发展应用影响较大，政府的推动是焊接生产自动化技术发展最重要的因素。

（3）要重视焊接生产自动化技术的研究，但这种研究应以服务于提高自动化程度、减轻工人劳动强度、提高产品质量为目的。要有广泛的人员参与，扎扎实实抓好自动化技术应用项目基础工作和从实际出发的推广应用工作。发展以人为中心地位的人—机—环境系统技术，以发挥焊接自动化系统的最佳效益。

（4）焊接生产自动化是一项系统工程，只有在实现所有主要的和辅助的工序综合自动化的基础上，才能获得焊接生产的全盘自动化。因此，应重视发展焊接生产除焊接工序本身外的与焊接相关的各辅助工序的自动化技术，提高自动化的整体水平。

（5）发展焊接自动化技术，需从可持续发展与环境保护方面统筹考虑。焊接行业实施可持续发展战略势在必行，也是振兴和发展焊接行业的根本战略。而清洁化生产是实施可持续发展的基本要求，洁净焊接环境保护技术是21世纪焊接行业发展的必由之路。高温、燥声、弧光、有害气体等对人体及环境的危害，只有通过发展焊接生产自化装备及其自动控制系统，实现焊接生产过程的自动化才能解决。

（6）技术引进是实现技术进步的捷径。发展我国的焊接自动化技术，既要充分利用对外开放的有利条件，加大引进国外先进制造技术的步伐，以最小的代价获得最大的引进效益，又要把技术引进的重点放在消化吸收与发展创新上，尽快实现焊接自动化系统软件及附件等国产化和更新换代，研究开发出有自主产权的焊接自动化技术。我国是一个幅员辽阔、工业生产部门繁多、情况差别较大的发展中国家，依赖国外技术不切合实际，靠引进国外技术发展焊接自动化是不可取的。只能是引进一部分先进或较先进的技术，通过消化、吸收、再创新，才能立足于发展中国特色的焊接自动化技术。高度重视先进制造技术的发展并为之不懈的努力，在不久的将来，我国的焊接生产自动化技术发展一定能再创辉煌!

参考文献：

[1]国家自然科学基金委员会.机械制造学（热加工）[M].北京：科学技术出版社，1995.

[2]林尚杨.我国机械制造业中焊接机器人的应用现状及发展趋势[A].第八次全国焊接会议论文集（第1册）[C].北京：机械工业出版社.1997.