工程機(jī)械焊接中的焊接切割裝備應(yīng)用

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摘要：目前，自動(dòng)化焊接設(shè)備已逐漸成為機(jī)械企業(yè)占領(lǐng)市場的核心競爭力。為了在激烈的市場中占據(jù)強(qiáng)勢地位，工程機(jī)械企業(yè)需要使用先進(jìn)的現(xiàn)代化焊接設(shè)備和切割設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械制造高效焊接的目的，最終通過不同類型的焊接設(shè)備和切割設(shè)備來最大化產(chǎn)品性能，并提高產(chǎn)品的質(zhì)量。本文重點(diǎn)論述了自動(dòng)焊接設(shè)備和切割設(shè)備在工程機(jī)械制造中的應(yīng)用，僅供參考。

關(guān)鍵詞：焊接與切割裝備；工程機(jī)械制造；高效焊接；應(yīng)用

引言

機(jī)械制造行業(yè)對(duì)現(xiàn)有制造工藝進(jìn)行不斷創(chuàng)新，可以整體提高工程機(jī)械制造水平，最終達(dá)到生產(chǎn)更多高端焊接和切割設(shè)備目的。筆者通過對(duì)當(dāng)下焊接技術(shù)分析，推測焊接技術(shù)未來的發(fā)展方向應(yīng)該是逐漸朝著智能化焊接和自動(dòng)化焊接方向發(fā)展。因?yàn)槟壳坝?jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)步比較快，因而也會(huì)帶動(dòng)工業(yè)上的一大批技術(shù)朝著智能化、自動(dòng)化的趨勢轉(zhuǎn)變。所以，如果能把握好智能化和自動(dòng)化的東風(fēng)，那么焊接和切割裝備在工程機(jī)械制造中必將大放異彩，高效焊接也一定會(huì)徹底取代傳統(tǒng)焊接模式。目前，已經(jīng)有工業(yè)機(jī)器人在逐漸取代人力開始進(jìn)行高效焊接了。所以智能化和自動(dòng)化的浪潮已經(jīng)不是夢想，而是現(xiàn)實(shí)。工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)必會(huì)大大降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，解放勞動(dòng)力，降低企業(yè)成本，為新的工業(yè)改革添磚加瓦。計(jì)算機(jī)技術(shù)的改革，也讓焊接電源和數(shù)字化逐漸劃上等號(hào)，隨著數(shù)字化浪潮的推進(jìn)，焊接電源也會(huì)越來越依靠數(shù)字化信號(hào)。因?yàn)閿?shù)字化信號(hào)相對(duì)于傳統(tǒng)的信號(hào)來說優(yōu)點(diǎn)確實(shí)很多，不僅可以讓焊接電源在實(shí)際操作中的精確度提升，還可以保證焊接的質(zhì)量。模擬信號(hào)相對(duì)于數(shù)字信號(hào)來說，確實(shí)很落后了。可以看出，高效焊接技術(shù)必將取代常規(guī)的焊接技術(shù)。現(xiàn)在的高效焊接技術(shù)，囊括了計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、人工智能技術(shù)等等多種技術(shù)。隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這樣的焊接技術(shù)也勢必會(huì)越來越先進(jìn)，焊接的速度和質(zhì)量也會(huì)越來越好。筆者在整理了諸多資料后發(fā)現(xiàn)，隨著各項(xiàng)技術(shù)的逐漸成熟，智能設(shè)備的成本反而會(huì)不斷下降，將直接降低焊接的經(jīng)濟(jì)成本，進(jìn)一步為企業(yè)降本增效。

1工程機(jī)械制造高效焊接概述

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，企業(yè)智能化和自動(dòng)化不斷推進(jìn)，因此工程機(jī)械制造業(yè)面臨新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。所以，只有順利完成轉(zhuǎn)型，工程機(jī)械制造業(yè)的焊接設(shè)備制造和切割設(shè)備的制造才能順利完成時(shí)代考驗(yàn)。為了提高焊接質(zhì)量，機(jī)械制造企業(yè)需要正確學(xué)習(xí)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，以改善傳統(tǒng)的工程機(jī)械制造業(yè)。因?yàn)楦咝У暮附釉O(shè)備可以全面提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，可以最大限度發(fā)揮產(chǎn)品零件的作用并助推公司占據(jù)市場地位。企業(yè)在引進(jìn)各種類型的現(xiàn)代焊接設(shè)備和切割設(shè)備時(shí)，最需要注意的就是如何提高生產(chǎn)效率，從技術(shù)的角度來看，即高效焊接。所謂高效焊接，從字面來講就是比常規(guī)的焊接方式更高效的一種技術(shù)。這種技術(shù)可明顯提高生產(chǎn)效率，因此極具發(fā)展前景。從原理上來分析，焊接本身就是采取了高溫高壓的手段來把多種材料結(jié)合在一起，這就是焊接。而高效焊接更加復(fù)雜，甚至?xí)凑蘸附拥牟牧喜扇《喾N焊接方式。

2板材切割機(jī)的使用

作為一種主流的切割機(jī)，板材切割機(jī)毫無疑問讓材料變成完美的焊接產(chǎn)品。這樣的步驟是高效焊接中不可缺少的，因?yàn)橹挥星懈盍己玫牟牧喜拍軐?shí)施更加高效的焊接，現(xiàn)今主流的切割機(jī)器就是等離子切割機(jī)和激光切割機(jī)[1]。

2.1等離子切割機(jī)

這種切割機(jī)是利用等離子小孔的原理采取的切割手段。這樣的切割機(jī)相對(duì)比較精確，而且可以切割中等甚至厚鋼板，因而近年來越來越受到人們的喜愛。切割完成后，工作人員還需要進(jìn)一步處理，比如對(duì)孔加工和凹槽加工，等離子切割機(jī)采用的主要技術(shù)是精細(xì)等離子小孔切割技術(shù)。一般來說，等離子切割機(jī)通常用于切割中厚板。切割完成后，相關(guān)人員必須對(duì)切割后的半成品進(jìn)行進(jìn)一步的處理，例如孔加工和凹槽加工。

2.2激光切割機(jī)

在對(duì)材料進(jìn)行切割的過程中，最重要的就是精確度，最新的激光切割可以解決這個(gè)問題。激光切割主要應(yīng)用于三維形狀的零件。由于切割類型相對(duì)比較多樣化，可以在多種場景中使用，是目前最高效的切割方式，因而被廣泛應(yīng)用[2]。

3焊接與切割裝備在工程機(jī)械制造高效焊接

中的應(yīng)用高效焊接作為多種技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，雖然相對(duì)于傳統(tǒng)焊接技術(shù)復(fù)雜了很多，但是效果也更能適應(yīng)當(dāng)下的環(huán)境，因而可以在競爭激烈的市場下快速發(fā)展，并且在機(jī)械制造和自動(dòng)化領(lǐng)域中被廣泛的應(yīng)用。下面討論高效焊接技術(shù)的應(yīng)用。

3.1工程機(jī)械制造中焊接的應(yīng)用

目前，現(xiàn)代焊接技術(shù)和工藝已廣泛用于產(chǎn)品和零件的制造中。但是，對(duì)于工程機(jī)械設(shè)備，大型零件的焊接仍然存在很多問題，因?yàn)榇蠖鄶?shù)大型零件是通過焊接多個(gè)零件來制造的，并且焊接技術(shù)和工藝的進(jìn)步可以很好地促進(jìn)焊接過程。技術(shù)可以很好地改善零件的物理和機(jī)械性能。組合式組合焊接工裝夾具已逐漸被工程設(shè)備制造公司廣泛使用，可以在工程機(jī)械制造中發(fā)揮良好的作用。同時(shí)與焊接微小零件相對(duì)比，大的零件存在的問題相對(duì)更多。因?yàn)楹附又写蟮牧慵ǔＪ怯尚×慵唇佣傻?，所以?duì)于大零件的焊接來說，更加需要時(shí)間和技術(shù)。因此，傳統(tǒng)的焊接無法很好的滿足焊接要求，漸漸被高效焊接所取代。工程機(jī)械焊接中，高效焊接裝配夾具能輕松解決傳統(tǒng)焊接中零件拼接的問題。因此，通過使用焊接夾具，大型零件的焊接過程可以更智能化，對(duì)于機(jī)械化生產(chǎn)過程中的應(yīng)用更有利[3]。

3.2自動(dòng)化焊接與切割裝備的應(yīng)用

根據(jù)有關(guān)調(diào)查研究，自動(dòng)焊接采用雙絲焊接技術(shù)，可以大大提高焊接生產(chǎn)效率。因此，自動(dòng)化焊接與切割裝備的應(yīng)用可以很好地改善焊縫性能，并且可以直接用于自動(dòng)焊接設(shè)備中[2]。與焊接機(jī)器人相比，焊接自動(dòng)化機(jī)器在焊接直縫具有一定優(yōu)勢。它不僅可以提高焊接效率，而且可以提高焊接產(chǎn)品的質(zhì)量。工程機(jī)械制造中的焊接裝配夾具的技術(shù)設(shè)計(jì)中仍然存在某些問題。例如，夾具的設(shè)計(jì)和制造過程很復(fù)雜，零件的夾緊方法常常需要工程師具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。因此，需要進(jìn)一步的研究來提高生產(chǎn)精度。從智能化的角度來看，因?yàn)槠髽I(yè)生產(chǎn)過程知識(shí)的積累和應(yīng)用可以成為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的重要技術(shù)，因此可以通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來進(jìn)行建模。同時(shí)由于用于精密薄壁零件制造的夾具設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的項(xiàng)目，因此它需要受到許多因素的影響，例如較高的生產(chǎn)成本和較低的可行性。所以，企業(yè)需要在有限技術(shù)的基礎(chǔ)上改進(jìn)零件和夾具的仿真技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)鋁合金薄壁零件的精密設(shè)計(jì)。此外，研究人員還需要通過模擬完整的夾緊環(huán)境來模擬和優(yōu)化零件的夾具設(shè)計(jì)方案。

3.3數(shù)字化智能焊接電源的應(yīng)用

信號(hào)可分為兩類：模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。傳統(tǒng)機(jī)械制造中使用的大多數(shù)信號(hào)都是模擬信號(hào)。使用模擬信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)是可以快速收集和傳輸它們。然而，使用模擬信號(hào)也具有某些缺點(diǎn)，即難以保證信號(hào)的準(zhǔn)確性，并且更加難以判斷信號(hào)的準(zhǔn)確性。在這種情況下，機(jī)械制造業(yè)的信號(hào)已經(jīng)從模擬逐漸變?yōu)閿?shù)字。在將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過程中，需要注意以下兩個(gè)方面：信號(hào)采集的保真度，信號(hào)轉(zhuǎn)換精度[3]。在焊接過程中，焊接質(zhì)量與電源性能有很大關(guān)系。將焊接的電源性能從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，可以大大提高焊接質(zhì)量。通過使用數(shù)字信號(hào)，焊工可以遠(yuǎn)程控制焊接電源。簡單來說，工業(yè)焊接最重要的就是電源的性能，因?yàn)檫@決定著工業(yè)焊接的整體質(zhì)量，所以，必須從傳統(tǒng)的模擬信號(hào)改成先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)。這樣的情況下，焊接電源就可以用數(shù)字化來直觀的顯示焊接過程中的各種參數(shù)，并最大化發(fā)揮焊接電源的作用，整體提高焊接的效率和質(zhì)量，減少了焊接工作人員對(duì)于焊接過程中各種參數(shù)的影響，對(duì)于焊接的整體質(zhì)量提高有極大幫助[4]。

3.4智能化焊接設(shè)備

智能化焊接設(shè)備是未來焊接的趨勢。目前隨著科技的進(jìn)步已經(jīng)漸漸成為可能。從技術(shù)手段來看，作為一種嵌入式程序，和常規(guī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有著明顯區(qū)別，因?yàn)檫@種程序本質(zhì)上是為了滿足焊接系統(tǒng)的需要而設(shè)定，因此可以完美解決人力所面臨的困擾，比如說工作強(qiáng)度大等問題。所以智能化焊接設(shè)備的出現(xiàn)，可以為企業(yè)節(jié)約勞動(dòng)力，為企業(yè)員工減輕工作強(qiáng)度，因而極具發(fā)展?jié)摿屯茝V價(jià)值。智能化和自動(dòng)化是不分家的，智能化的出現(xiàn)會(huì)讓焊接技術(shù)從手動(dòng)變?yōu)樽詣?dòng)，進(jìn)而大大提升焊接效率。目前主流的智能焊接技術(shù)是雙絲焊接技術(shù)。這種技術(shù)產(chǎn)生的熔深要更深一些，因而對(duì)于焊接來說更加精細(xì)，產(chǎn)生的效果也會(huì)更好。這樣焊接質(zhì)量自然就會(huì)更高。此外，雙絲焊接的應(yīng)用也比較廣泛，在直線和曲線甚至不規(guī)則的焊接中，雙絲焊接都可以應(yīng)用。毋庸置疑，焊接自動(dòng)化伴隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，已經(jīng)成為了成熟的焊接體系。焊接中最重要的就是構(gòu)建模型。然而隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展，這樣的困難也不再是困難，因?yàn)槎喾N多樣的應(yīng)用程序可以輕松解決這樣的難題，依靠這樣的應(yīng)用程序，工作人員可以毫不費(fèi)力制造出較復(fù)雜的模型。然后通過這種模型，工作人員就可以使用焊接技術(shù)來進(jìn)行焊接。這可以簡化夾具的設(shè)計(jì)和制造[4]。當(dāng)然，目前來看，這樣的應(yīng)用程序還存在一些缺陷，但是瑕不掩瑜。而且可以預(yù)想，隨著技術(shù)的不斷優(yōu)化，缺點(diǎn)也會(huì)不斷減少。

4結(jié)語

綜上所述，焊接技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展直接提升了企業(yè)的生產(chǎn)效率，也為工程機(jī)械制造行業(yè)的高效焊接創(chuàng)造了新的發(fā)展機(jī)遇。這樣的焊接技術(shù)對(duì)于企業(yè)和員工來說也是雙贏。高效焊接技術(shù)包括智能焊接設(shè)備、焊接組合夾具、自動(dòng)焊接技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助建模和數(shù)字化焊接電源等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，可有效提高焊接效率。因此，工程機(jī)械制造領(lǐng)域需要重視現(xiàn)代科技的應(yīng)用，學(xué)習(xí)新知識(shí)，從而推動(dòng)我國工程機(jī)械制造業(yè)的智能化發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)我國工程機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。

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[4]宋恒昌，劉菲菲.焊接與切割裝備在工程機(jī)械制造高效焊接中的應(yīng)用[J].化工管理，2018(16)：150.

作者：劉瑩 單位：慶陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院