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摘要:为了实现管道焊接工艺的高效率、高质量、经济性、安全性等需求,可采用新型的焊接工艺,即智能焊接工艺,来焊接还有很大发展空间,针对一些复杂的作业环境,需要不断进行技术突破及创新,实现真正意义的智能,在智能化的满足作业需求。管道自动焊接机器人是一种自动焊接设备,它可以有效代替人工焊接的方式,提高焊接效率。不过未来智能道路上越走越远。
关键词:管道;智能焊接;自动焊接机器人
随着工程建设水平的提高,相应的施工要求也越来越高。管线建设和运行与以往相比有更高的要求,比如在安全、经济、质量、效率等方面追去更高的标准。而传统的管道焊接工艺,并不能很好地实现这一愿望,不能有效提高质量和效率。正是有需求,所以才推动了焊接技术的发展,产生智能焊接这一新型工艺,在管道焊接过程中,可采用智能机器人进行自动焊接。智能焊接机器人的精度高、效率高、稳定性高,可以有效的减少物耗与功耗,提高焊接的质量、降低劳动强度、改善劳动环境、减轻对焊接技术人员的依赖程度等等,既可以提高焊接的效率和质量,又可以有效节约成本,为管道建设提供了可靠的技术保证。虽然智能焊接机器人很大程度上提高焊接效率,但其技术发展还有很大的提升空间,希望未来智能机器人在智能化道路上有更大的突破,逐步实现真正意义上的智能。
1 传统管道焊接工艺
1.1传统管道焊接工艺介绍
智能焊接虽有很大优势,但传统工艺运用还是比较多,明显存在一定的传统工艺。例如,有焊条、电弧焊以及氩弧焊。传统的管道焊接方式是以手工为主,传统管道焊接使用了焊具和焊条对管道的接口进行焊接,这种焊接方式效率低下,作业的质量精度得不到保证,而且费时费力,效率极低。受人工技术的制约。电弧焊和气焊,虽然技术水平有一定的提升,可以代替手工焊,但是在这种焊接工艺对焊接工人技术水平要求较高,焊接有一定难度,操作不便,效率也不高。还有激光焊,可以在水下焊接管道,能适应水下的水压和水流,但是对控制系统的要求高,花费的成本也高。总而言之,传统管道焊接在焊接作业时,不能有效提高效率和质量,而智能焊接更有优势。
1.2 传统管道技术弊端
传统管道技术存在许多弊端,比如可能存在管道未焊透,管道与管道之间会有气孔这些问题,最重要的是可以看到裂纹,未能充分的融合,这些都是传统管道技术存在的弊端,已不能满足当下的焊接要求。
2 管道智能焊接工艺
2.1 智能焊接工艺介绍
随着时代的发进步,传统的手工焊接技术显然不具有竞争力,无法满足高效率、高质量、高标准等等方面要求,而智能焊接技术刚好能弥补传统手工焊接工艺的不足,具有明显的优势。智能焊接技术是基于计算机的信息处理技术,就是利用机器,对人焊接技术加以模拟。智能焊接技术是多个学科领域交叉综合运用的结果,它可以运用到很多领域,而本次研究侧重于管道。采用管道自动焊接机器人这种自动焊接设备焊接管道,可以使管道之间的焊缝更好低融合,在提高效率的同时,质量也得到保证。智能焊接工艺可有效提高焊接技术水平,比传统焊接具有很多优势,可达到良好的效益。
2.2 智能焊接应用现状
智能焊接工艺具有高效率、高质量、安全性、经济性等优势,广泛应用于汽车、航天、船舶、机械加工、电子电气、食品等行业领域,是不可替代的一种工艺手段,是衡量一个国家制造水平及科技水平的重要标志之一,未来的继续发展比较可观。
2.3 相对管道传统焊接工艺优势
2.3.1 高效率
自动焊接机器人在进行管道焊接时,启动反应时间短,焊接速度较快,速度可达60-3000px/分钟,而运用传统的手工焊接技术进行管道焊接的速度,远远落后于自动焊接机器人的速度。整个机器在进行管道焊接作业过程中运行比较高效,中途不进行休息停顿,而人工焊接的话,可能会受许多因素的影响而停顿下来,整体下来效率会低很多。所以,相比交传统人工焊接,智能焊接更具有可持续性、高效性,从而提高整个工程的运行效率。
2.3.2 高质量
管道自动焊接机器人是可以模仿人类手臂功能的机器人,可以在可活动的空间内任意移动焊枪的位置,根据焊接需要调整至最合适的状态,进行管道焊接,与传统人工相比更具优势。传统焊接工艺有较多的技术限制,对质量影响较大,而进行机器人自动焊接,相应参数都可提前设置好,可以重复操作,精准度高,受人工影响较小,所以焊缝质量可以得到保证。
2.3.3 安全性
焊接加工有一定的危险性,对焊接工人人身安全存在危险隐患。而使用智能焊接机器人,可以有效代替施工作业人员的焊接作业。在恶劣的环境下,使用这种技术,可以解脱人们在复杂环境下劳作这种困境,机器人操作不存在这种安全隐患问题,保证人们的安全。
2.3.4 经济性
一个机器人焊接效率可以替代2到4名工人的效率,而且机器人可以进行无间断持续性操作,一天内不间断运作,不需要间断休息,有产品更新情况,不需修改机器人本身,只需修改相应程序即可,减少投资。
3 智能焊接机器人发展趋势及展望
3.1 发展趋势
3.1.1 多智能焊接机器人系统
施工作业环境是复杂变化的,所以,一台焊接机器人在复杂环境下的焊接施工会比较困难,焊接的效率比较低,需要多台焊接机器人,多个机器人之间进行信息交互,相互协调配合,相互配合,可以解决复杂的施工作业情况,会使得作业效率更高,保证高效率完成作业。
3.1.2 多传感器信息智能融合技术
随着焊接技术水平的不断提高,单一传感器也无法满足复杂环境下的作业要求,因为单单凭借一个传感器无法对环境中的干扰做出全面的判断,无法满足作业需求,借用错传感器智能融合技术,可以快速获得可靠信息。
3.1.3 虚拟现实技术
利用虚拟焊接技术,通过模拟现实环境,到达一种逼真的效果,有身临其境之感,可以提高焊接的质量。
3.2 展望
智能机器人发展前景越来越好,希望智能焊接今后在以上提到的发展趋势中,有更大的突破,以便在以后的复杂管道施工中,可以轻易克服难题,为管道建设提供可靠的技术保证。同时希望运用智能焊接工艺作业,不能只考虑焊接过程中的智能决策和控制,多方面考虑问题,要考虑整个焊接产业,从不同的角度和层面优化焊接方案,,使智能焊接更能保持活力。
4 结语
管道智能焊接工艺已得到广泛认可,相比较传统管道焊接工艺有很大突破,即可以提高质量和效率,又可以降低成本。但是管道智能焊接工艺还需进一步去研究,朝着更加智能的趋势发展。还有,在智能焊接作业时,不能只考虑焊接过程中的智能决策和控制,多方面考虑问题,优化焊接方案,从不同的角度和层面优化方案设计,要考虑到绿色、柔性化、个性化等方面。管道智能焊接工艺还需进一步研究相关技术,比如优化机器人焊接工艺、机器人感知以及机器人零件的通用性等等技术,实现真正意义上的机器人智能焊接。
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