自动化焊接技术的研究与思考

自动化焊接技术的研究与思考

董立广

库尔勒中泰纺织科技有限公司

摘要：目前我国科技水平和经济水平的快速发展，机械制造业也逐渐成为推动中国经济发展的重要行业，并在科技发展、技术升级等多因素的推动下走入社会公众的日常生产生活。在此背景下，机械制造想要提高生产效率，获得更大的经济利润，必须要不断创新，不断提高自身的技术水平。对此，本文以自动化焊接技术为例，深入分析自动化焊接技术在机械制造业的意义，并对目前自动化焊接技术的发展现状、应用策略进行简要叙述。由于机械制造自身具有较高的复杂度，其加工工艺以及工艺流程都较为复杂，因此精度更高、自动化程度更高的技术需求更为迫切。基于此，自动化焊接技术在机械制造中有着良好的发展前景。为了实现机械制造的高精度、高质量发展，自动化焊接技术的应用必须更加先进，相关企业以及行业内部必须不断研究自动化焊接技术在机械制造中的应用新方向以及应用策略。

关键词：自动化生产技术；智能应用；新型焊接工艺

引言

新时期下，数字化焊接设备与智能化技术正在飞速发展，但也存在许多亟待解决的问题。焊接是非线性的复杂过程，因此需要不断完善视觉传感与焊接控制算法，与此同时，遥控焊接、智能化控制、多传感器信息融合也会成为焊接行业未来的发展方向。

1自动化焊接技术的优势分析

与传统人工焊接技术相比，自动化焊接技术的精密度更高，能够有效节约企业的生产成本，对于自动化焊接技术的优势，本文分析研究如下：(1)自动化焊接技术取代传统人工焊接技术，对误差的控制以及产品制造、焊接的精准度都有所提升，是保障机械产品加工质量以及加工流程稳定运行的重要技术支持。传统人工焊接与焊接人员的技术水平有着直接的关系，人工操作的不稳定性为机械制造带来了一定的安全隐患，而自动化焊接技术的应用能够有效降低相关安全隐患，工作人员只需要预先设定好焊接指令就能够完成产品焊接，减少意外情况的发生。(2)自动化焊接技术也能够有效降低企业的生产损失，提高企业的生产利润。传统人工焊接不可避免地会出现产品由于质量问题导致的损耗，而自动焊接技术能够有效避免人工损耗，实现高质量生产。

2自动化焊接技术应用策略

2.1完善优化建筑钢结构焊接及切割工艺

从建筑工程钢结构焊接技术的发展方向来看，必须对建筑钢结构焊接及切割工艺进行优化。为了在钢结构建设中发挥焊接技术的作用，最大化呈现出钢结构的性能和价值，多种不同的创新技术都会应用到钢结构施工过程当中。由于焊接和切割钢结构都具有一定难度，所以应朝着智能化的方向进行发展，选择智能化切割和焊接的方法，如此不仅能对焊接质量进行掌控，还可以在节约成本的同时保证安全性。

2.2熔池视觉技术

优秀的焊工通过观察熔池形貌的变化特点来调整焊枪姿态，最终达到提高焊缝焊接质量的目的。这从侧面反映出熔池的视觉形貌与焊接质量密切相关。有学者为了克服飞溅、弧光对熔池传感造成的影响，使用脉冲激光器对熔池进行照射，经窄滤光的CCD获得清晰度良好的熔池图像，以此来控制焊缝的成形。另有学者利用CCD视觉检测技术采集PMIG焊熔池，并对熔池的二维几何信息进行提取。还有学者利用传感技术采集了铝合金的TIG焊熔池，利用焊熔池的亮度差来检测熔池的边缘，增强了熔池边缘的稳定性，通过椭圆逼近法获得熔池的长度、宽度与面积。此外，还可以通过阴影恢复形状法、结构光三维视觉法、双目立体视觉法来对熔池的三维图像进行重建。利用阴影恢复技术获得熔池的三维形貌，然后借助线性化近似求解极大地简化了计算流程，提高了处理速度。国外学者采用双目立体视觉法恢复了GMAW管道焊接熔池，熔池恢复后，表面的凹凸感十分明显，细节更加丰富，与熔池的真实形貌高度吻合。也有学者提出：利用三维视觉法检测熔池信息，用波长为337nm、瞬时功率为50kW的脉冲激光来照射熔池，与此同时使用摄像机拍摄，获取的熔池表面反射图像十分清晰，最后利用图像处理技术提取出结构光激光条纹的栅格轮廓，然后计算得出熔池表面的三维信息。

2.3控制焊接技术

影响大型钢结构焊接变形的因素较多，不能忽视焊接技术及规范操作等因素的影响。要求技术人员本着认真负责的工作态度，综合分析大型钢结构的焊接条件和质量标准等情况，选用恰当的焊接技术，严格按照标准要求去规范焊接操作。在不影响焊接质量的情况下，建议采用较低的线能量，以切实规避焊接变形情况。埋弧自动焊有焊接收缩小与焊接速度快及热利用率高等优势特征，更利于控制焊接变形问题。而气焊有焊接速度慢与受热范围较大等特点，后期发生焊接变形的可能性较大，不利于钢结构焊接工程质量的有效把控。二氧化碳气体保护焊比手工电弧焊的效率更高。在大型钢结构焊接中，焊接工件受热后会偏向一侧收缩变形。因此，建议采取反变形法焊接技术。焊接前，弯曲放置焊接工件，侧歪弯曲角度以留出焊接收缩变形的余量。工件向外侧摆放稍超过焊接角度，工件在焊接中会受热收缩，并刚好回到焊接的角度位置。在大型钢结构焊接中应用反变形法焊接技术时，需适当调整工件的角度，但通常无法满足工件的高精度焊接要求。可采取刚性固定法焊接技术，通过固定焊接工件的方式，实现对焊接变形的有效控制，并借助外力防止焊接工件受刚性力与热应力的破坏。应用刚性固定法焊接技术时，需加强对焊接过程的把控，尽可能地避免出现焊接变形情况。在钢结构的焊接中，加强对焊接顺序的把控，做到先点焊再拉焊的正确焊接。

2.4自动化焊接专机

在机械制造中，机械产品的加工生产不仅有严格的工艺流程，更需要大规模、大批量的生产才能满足产品生产的数量要求，这需要生产设备在保证生产精密度的前提下不间断作业，而为了提高产品的生产效率以及生产质量，企业一般会采用自动化焊接专机来辅助产品生产。在产品加工工艺流程中，自动化焊接技术的精准度高、精密性好，技术人员只需要设定好相关数值以及设备参数即可辅助产品生产，因此自动化焊接技术是机械制造中的重要应用之一。而随着自动化焊接技术与其他技术的融合发展，自动化焊接专机也从原本单一的辅助焊接转变为增加传感器、电子电路等精密仪器设备，令其能够自动化跟踪并监控产品加工工艺在焊接流程的误差以及精密度的重要机械设备。随着机械产品的数量、种类不断扩大，自动化焊接专机也拥有了更多的应用空间，例如，当前自动化焊接专机不仅能够跟踪、控制产品焊接过程，更能够结合产品的加工工艺对焊接专机进行调整，与自动焊接、旋转机械相结合，提高产品焊接的质量以及整体效果、生产效率。

结语

创新意识在建造生产中是很重要的。从节点预制来看，技术新方法的应用对于特殊节点或特殊结构形式建造效率提高，质量提升都有很大的好处，降低安全风险，节能减排，降低生产成本，符合公司现阶段降本增效的大环境。通过应用新工艺、新设备，提高了焊接质量和生产效率，降低了成本及工作强度，减少了浪费，达到环保无污染要求，最终达到自动化生产的目标。与此同时，在现有技术的基础上，改善或进一步提高，实现信息化和自动化的结合，并早日智能化工厂的建设，才能更进一步提高效率。

参考文献:

［1］徐锦华.浅论建筑钢结构焊接关键技术［J］．中国金属通报，2021(05):204－205.

［2］李庆.超高层建筑钢结构施工技术分析［J］．工程建设与设计，2021(06):156－157.

［3］童林浪，建筑钢结构低合金高强钢焊接关键技术.安徽省，长江精工钢结构，2020－12－08.