探讨先进焊接工装夹具在机械装备制造中的运用

张鹏

（中航飞机股份有限公司，西安710089）

1 引言

新时期，焊接技术获得了较大的发展，焊接工艺中的工装不仅影响焊接工艺的质量，还能够影响生产的效率。也就是说，正确使用焊接工装夹具是机械制造过程中安装和焊接零部件的重要基础和先决条件。因此，本研究主要从以下四个方面展开了论述。

2 焊接工装夹具相关理论介绍

焊接工装夹具依据不同的类别，可分为不同的种类。从使用柔性类别来说，其可分为通用夹具和专用夹具两种[1]。其中，专用夹具在机械装备制造中应用最为广泛，尤其是在制造复杂且精密的具有高价值的零部件时。而通用家具中，其最主要的类型就是模块化组合夹具，其是近年来应用较广的一种。总之，随着时代的发展以及技术的进步，焊接工装夹具在机械制造装备中的应用也日益广泛。总体来说，主要是由于其相比于传统的切削工装夹具，具有以下几个方面的优势：

①焊接工艺产品的对象主要是以零部件组成的装配体。因此，从本质上来说，焊接工装夹具是一种装配工艺夹具。

②从控制精度这一角度来说，其相比于传统的工装夹具，其具有更高的精度。

③从受力这一角度来说，焊接工装夹具在焊接过程中，其受力更低[2]。

然而，尽管在焊接过程中，其具有很大的优势，但其也具有一定的局限，即在焊接过程中需要考虑诸多因素的影响，如热变形、热应力等等。

3 先进焊接工装夹具在机械装备制造中的重要性

3.1 有利于保障焊接的质量

焊接工装夹具是机械装备制造中的重要的且基础性的工艺元素。一般来说，焊接工装夹具与机械制造的相关成本占整个制造装备生产系统的10%至20%。近年来，随着焊接工艺技术的发展，焊接工装夹具也获得了迅速的发展，且在机械制造装备中获得广泛的应用。其中，最主要的原因是由于先进的焊接工装夹具能够保障焊接的质量。目前，随着相关领域对各类机械装备需求量的增加，在传统切削工装夹具取法满足条件的情况下，先进焊接工装夹具能够进一步保障焊接的质量。这主要是由于其能够兼顾质量和效率的双重目标，还能够同时兼顾准确性和完整度。因此，将先进焊接工装夹具应用于机械装备制造中是十分重要的。

3.2 有利于优化现有的资源

目前，在焊接技术限制的情况下，焊接工艺在具体的落实过程中，其主要由准备环节以及焊接等环节构成。一般来说，焊接结构件定位等工序仅仅是机械装备制造中的小部分，其占比很小。因此，在这一过程中，对于人力资源的消耗也较小。然而，其在准备以及善后等工作方面，对于劳动力的消耗则很大，进而消耗大量的资源。与此同时，先进焊接工装夹具还能够简化固定工作、每次定位等，进而将压缩焊接流程，实现优化和重组，进而形成新的格局。因此，先进焊接工装夹具能够优化现有的资源。

4 先进焊接工装夹具的应用现状

目前，世界上优秀的机械制造企业逐渐开始引进先进的焊接技术，以用于增强企业综合实力的提升。然而，一般情况下，诸多的大型机械装备单独进行焊接的难度是较大的。与此同时，在质量方面和效率方面也很难保障。因此，大部分机械制造企业在选择焊接方式时，焊接组合夹具不失为一种更好的选择。与此同时，现阶段，柔性中小批量的生产形式，其在很大程度上已经获得了人们的关注和重视。因此，对焊接工装夹具的柔性也提出了较高的要求。除此之外，随着生产加工技术的不算改良和优化，及其相应设施的更新，模块化组合解决技术也获得了一定的改良和发展。在这些因素的影响下，其必将推动组合夹具的发展。模块化组合夹具是一种利用标准化部件，从而提高自身柔性的技术，其优势还在于能够进一步降低产品的制作生产时间以及成本。因此，模块化组合夹具具有很大的优势。

具体来说，其应用的优势主要体现在以下几方面：

①在部件方面，不需要加工螺孔，仅仅需要5个钢球将螺栓锁紧即可。

②制作过程中，元部件的构造较为轻巧。

③具有多方面组装工和调整的功能，对于零件的安装和卸载具有很大的便利性。因此，先进焊接工装夹具在未来的机械装备中应用将日益广泛。

5 加强先进焊接工装夹具在机械装备制造中运用的几点建议

5.1 焊接组合夹具在机械装备制造中的应用

现阶段，对于机械装备制造企业来说，焊接技术以及焊接工艺的发展已经比较成熟。在机械装备中，鉴于大型的零部件在单独制作中较为困难，且质量无法保障，因而焊接组合夹具在机械装备制造中应用广泛。为促使焊接组合技术在机械装备制造中获得更加广泛的应用，其质量有保障，应从以下两方面着手：第一，相关企业在选择焊接技术时，应依据实际的需求进行选择。例如，卡特波勒公司，其在选择焊接工装结构系统时，其就选择了手工焊接和机器人自动焊接的方式。这种配置的实用性较大。第二，应运用好模块化组合焊接夹具的相关配置，以促使其能够实现质量、效率、成本三者的平衡。

5.2 信息技术在焊接夹具设计过程中的应用

近年来，随着信息技术的飞速发展，计算机辅助技术在焊接工装夹具中也获得广泛的应用。其中，计算机辅助技术的应用就是最好的例子。计算机辅助技术，如三维CAD系统，其不仅能够快速组合夹具的安装和设计，还能够设计出更加科学且精确合理的夹具系统。然而，目前我国在这方面的研究却还处于较为初级的起步阶段，因而其在将信息技术应用于焊接夹具方面还有很大的不足。为促使信息技术在焊接夹设计过程中的应用，从而促使先进工装夹具能够更加广泛地应用于机械装备制造过程中，应主要从以下几方面着手：

第一，政府增加这方面的投入，以吸引更多的学者加大这方面的研究。

第二，学校应加大这方面人才的培养力度和强度，进而促使我国在这方面的人才在数量和质量方面获得充足的保障。

第三，企业从自身的实际需求出发，与国内外的优秀企业进行合作，或者与我国的科研机构进行合作，进而形成这方面研究的共同体，以从整体方面提高信息技术在焊接夹具设计过程中的应用水平和质量。

最后，相关技术人员应不断提升自己的素质，以掌握焊接组合的实际使用方法，进而推动机械装备制造业的健康且飞速发展。

6 结论

综上所述，先进焊接工装夹具在应用于机械装备制造过程中，其不仅能够保障焊接的质量，还能够进一步优化现有的资源。因此，通过本文的研究，认为应注重对相关人才的引进和培养，还应进一步加强信息技术的应用水平，进而促使先进焊接工装夹具能够更好地应用于机械装备制造中。其中，计算机辅助技术的应用是最应关注和重视的。为促使信息化技术在焊接夹具中能够更好地应用，引进技术人才是十分必要的。然而，随着我国职业行业技术的不断发展，焊接工装夹具在机械制造装备中必将起到关键的作用。因此，未来还需继续加大这方面的研究力度和研究深度，以促使其能够更好地为机械装备制造行业提供参考。