工程机械焊接工艺现状与发展趋势

杨世民

（华仪风能有限公司，乐清 325600）

在现代工业作业中，大量工程结构需要机械焊接进行结构拼接和组合，焊接工艺作业技术因此产生了巨大发展和变化。在现在的焊接技术中，其工艺操作变得精确度更高，可批量化操作力更强，流水线式作业性能更佳。同时，现在焊接技术更能适应多环境、多种场地、不同人员施工状况的多种施工需求，可以在不同作业环境下达到高强度的工程要求。

1 现代焊接工艺的优势

1.1 操作优势

以往的工程焊接往往由焊接操作人员持人工焊接枪进行单个小范围的工业组件焊接。其作业效率比较低下，且具有一定的危险性，对于操作人员有很大损伤。同时，它最大的局限性在于无法处理大范围、大面积的工程组件焊接，因为其焊接点非常小，所以如果进行体积巨大的工程焊接作业，那么就需要多种焊接设备，多个焊接人员进行集体操作作业。而在传统的焊接工具基础上难以很好地完成这种立体化的焊接操作。而现代的机械焊接工艺采用大型机床设施为载体，或是智能工业机器人作为焊接基础平台，极大提高了作业广度深度以及机动性和灵活性。用焊接机床进行流水线式作业，可以提高焊接产品的标准化程度和精确度，同时在流水线生产过程中，可以大大提高其焊接效率，充分利用机床设施的稳定性和材料运输的迅速性进行大范围整体化，尤其是针对多种重复一致材料的焊接处理，发挥了巨大优势。而采用新型人工智能机器人进行焊接的工业作业具有极其灵活的特性，而且人工智能机器人可以极大保证焊接工作的准确性和精确度，保证其焊接品质和质量。同时，现代焊接操作生产的焊接枪也取得了极大进步，不再像以往那样产生大范围的金属喷溅，减少了工程作业中对环境的损坏。而现在工程焊接机器人可以在预先设计好的焊接方案中，进行合理有效的调配作业，极大提高了焊接资源的利用效率。此外，大型结构件拼点精度也得到了持续提升，如三维柔性工装（见图1），是当前适用于工程机械行业大型结构件的拼点工装，结合了模块化、全装配式的工装理念，能够有效保障拼点精度和效率以及重复定位的精度。

1.2 工程优势

在现代工程建筑施工作业中，常常需要对多个建筑部分的不同结构进行不同性质要求的机械焊接，因此，以往的人工焊接方式就难以满足灵活多变的要求和复杂的工程环境结构，在这种复杂环境下施工，要求具有很高的灵敏度和精确度，以及对焊接结构整体设计的把握。而运用现代智能化工业焊接技术，可以极大幅度提高焊接作业的流畅性和完整性，在不同环境条件下和机械工程建筑不同的结构中进行精确精准的焊接作业。利用智能机器人，焊接工程可以大大提高其运行效率，智能工业机器人可以在建筑工程的各个部位和各个复杂结构，尤其是人员难以进入的微小建筑结构进行精确焊接，处理好建筑内部的结构细节。

图1 桁架臂拼点用三维柔性工装

比如，在建立大型能源设施的建筑工程中，就可以大量应用智能机器人作业焊接。在其能源建筑设施的核心领域，常常会有特殊的建筑条件和建筑要求。比如，该建筑结构设施需要适应特殊的化学材料性能，因此，要具备特殊的环境性质，焊接操作人员是无法适应的，就需要派出焊接智能机器人对该部分的结构建造进行特殊特种焊接，处理好该部分核心设施的焊接工作，再由焊接操作人员进行外围的焊接完善和结构检查，从而保证整体结构的焊接流畅程度。

2 机械焊接技术的发展

2.1 智能工程系统的技术应用

在现代化机械焊接发展过程中，面对建筑工程，特殊结构需要越来越多，各种功能要求越来越复杂，精确度、规范程度也要求越来越高的现实情况下。焊接技术与智能信息系统，尤其是与数据平台和人工智能技术的结合程度也越来越深。在大规模机械工程的精细作业中，传统的人工焊接难以完成巨量的经济化复杂任务，这时就应当应用人工智能的智能定位和数据整理功能，在整个复杂的建筑施工系统中精确完成其施工任务，同时精确处理人员难以进行焊接作业的工作环境。在高端技术领域的工程焊接，尤其需要细小的焊接处理。这样一来，人工焊接精度要求不足，甚至人员的存在也会对其工作环境产生影响，比如，一些微电子环境的焊接工作和一些以磁力为核心的焊接，都是传统人员难以进行操作的工作环境。这是应用智能机器人可以准确定位其工作环境性质，根据设计好的作业参数进行有效的工程作业，同时对整体工业结构不造成任何损失。

2.2 特种环境作业

以往的焊接工作，一般都是在陆地上进行工程操作，而现代社会中越来越多的海陆空设施，影响人们的生产生活，更多的工作将会在海陆空领域立体多方位展开。在这种情况下，更需要适应各种复杂环境的特殊焊接操作工艺和操作设备进行工程作业。比如，在建设水下通道或水下油气田开采设备时，需要用到大量的焊接操作工艺。而传统的焊接技术在这种环境下甚至无法使用，因此，必须应用到特种焊接技术，现代智能机械进行水下作业，同时利用特制的焊接枪焊接钻进行水下工程作业。或者是在海拔较高地区，比如，在很高的山峰上修建工程机械建筑，也需要用到特种作业设备进行特殊焊接，这时如果用无人机飞行焊接设备，就可以很好地协调资源环境匹配问题，进行精确的、低消耗的焊接作业。

因此，当下焊接工艺发展过程中，越来越重视焊接作业的智能化、系统化，以及特殊环境下的焊接适应能力和作业灵活性。同时，焊接工业操作的大数据监控平台也具有很大发展潜力。大范围的焊接数据共享可以建立多种焊接操作工艺和操作环境的情况模型，为今后的焊接智能机器人深度学习提供大量素材，提升智能焊接操作设备的操作精确性和操作流畅度，大大提高其焊接能力和焊接水平。

3 结语

建筑工程的施工过程中越来越需要智能化、自动化的焊接工艺设施。在机械焊接作业工艺发展过程中，越来越倾向于和大数据服务平台、人工智能操作技术以及特种机械材料技术相结合，创造出能够适应多种复杂环境，拥有共享数据平台能进行自动学习，从而提高在不同结构框架中进行焊接操作的智能焊接机器。同时，在不同的工业作业中，提高焊接准确度和精准性，保证建筑结构的优良性能。