自动焊接在工程机械焊接中的应用分析

杨东山

（广西威翔机械有限公司，广西 柳州 545000）

随着近年来现代科学技术的长足进步与发展，自动化焊接技术水平也得到了明显提升，自动化焊接技术和工艺技术共同被广泛应用到了工程机械制造中。结合当前国内工程机械焊接的发展进程来看，行业发展对焊接技术的要求不断提高，无论是出于人力成本的考虑，还是经营成本的考量，从事工程机械相关的企业都迫切想要寻找到更加有利且高效的焊接技术以提升自身的竞争力。对此，在科学技术不断发展的今天，自动焊接技术也得以更好的发展，且获得了极大的应用空间。通过应用此项技术，不仅能够有效提升工程机械制造的整体质量以及效率，同时对于保障制造生产的全过程安全也有着突出的作用。对此，将自动焊接应用到工程机械焊接中，企业应当充分认识到加强设备和技术融合的重要性，并且将自动焊接技术的优势更好地发挥出来。

1 自动焊接技术的原理

自动化焊接技术应用三重核心技术原理：其一是焊接原理，其二是机械运动原理，其三是自动化控制原理，将以上多项技术原理充分融合并形成具有较高综合性的一项加工技术，拥有广泛的应用领域，从而能够保障在焊接的过程中提升自动化水平。此外，自动焊接技术的有效应用主要涉及两大结构，如工件夹紧结构、焊枪夹紧结构，甚至还涉及脱料结构等，通过应用多重结构升级和改革从而实现对整个焊接设备和工件实现定位升级，并且在安装上也更加简单，当以上工序均完成之后再通过使用转动结构还有导轨床体等进行结构改造和工序简化，在使用过程中应用气动尾顶滑台结构等核心设备进行焊枪对工件的左右、前后、上下等多个方向的运动。如今自动化焊接技术广泛结合了以上所述多项技术原理，同时还引入了人工智能技术，并且在数字技术方面也得到了一定的应用，对于有效促进自动焊接技术的升级和发展有着极大的作用。目前比较常用的自动焊接技术如埋弧焊、激光焊、等离子弧焊等。广泛应用自动焊接技术对于提升焊接质量和水平有着极大的促进作用，同时在降低技术投入成本、节省企业开支等方面作用明显。

2 工程机械焊接对自动焊接技术的需求

如今，随着我国科学技术地迅猛发展，过去常用的手动焊接技术已经难以满足时代快速发展的需求；随着国内自动化焊接技术的不断发展，它也被应到了机械加工行业及多个领域，成为不可或缺的一项技术。此外，利用自动化焊接技术能够更加灵活地运用到机械领域中，其主要优势在于：第一，能够有效降低人工投入方面的成本。我们从企业运营成本角度来看，随着时代的不断前进，企业面临的人工成本也在不断上升，鉴于此项技术拥有较高的工作质量效率，对于企业而言，应用此项技术能够很好的缓解企业面临的人工高成本压力。第二，能够把焊接过程中可能发生的危害降到最低。过去我们常用的手动焊接一般伴有烟尘和弧光及高温现象等的出现，发生此现象也会对操作员的身体和心理健康造成极大的影响。此外，对于长期从事焊接类工作的人员来说，使用其他方式的焊接技术将会让操作员陷入巨大的劳动强度中，劳动量将难以估量。通过引进自动化技术，不仅能够有效降低操作员的工作量，减轻其工作压力，同时还可以在提升操作员的身心健康方面起到很大的促进作用，能够极大的缓解操作员的工作压力，而且也能够提升操作员的焊接效率。第三，对于提升焊接质量作用明显。相比较其他工种，焊接员每天面临的工作量和工作强度都是非常高的，如果单纯地依赖人工进行操作，焊接的质量以及效率将难以保证。随着我国科学技术的不断发展，不仅人们的物质水平在逐渐提升，对于事物的质量需求更在持续增强，对焊接产品的需求也是如此，必然会朝着更加精细化和高质量的方向发展。第四，采用自动焊接技术能够为我国机械焊接领域创造更多可能。随着我国现代电子科技和网络技术的持续发展，将先进的电子技术和网络技术广泛应用于自动焊接技术，提高自动焊接技术的智能化和数字化水平，切实提升自动化技术的应用效果。此外，应用自动化焊接技术有效规避机械可能发生的受热过高导致形变现象。因此，当前阶段使用的焊接设备往往需要配套具有一定灵敏度的类传感设备，从而保障在焊接期间发生的误差能够降到最低。

图1 驾驶室骨架机器人自动焊接设计图

3 自动焊接在工程机械焊接中的应用

3.1 自动化焊接专机设备

这一设备被广泛应用到从事批量生产的工作中，其主要作用在于提升生产效率以及加工质量。此外，此项设备还能很好的做到曲线甚至是直线焊接，大大提升了焊接的效率及质量。此外，自动焊机设备的关键焊接方式是双丝焊，其主要应用场所也相当多，这也是目前市面上销量较高的一款焊接设备。比如，当我们在对装载机设备实施焊接的过程中，可以将双丝焊接应用到骨架焊接以及主臂焊接中。此外，与手工单丝焊接相比，双丝焊接往往具有更高的生产效率，是单丝焊接的2 倍以上。不仅如此，双丝焊的熔深也更深，其焊缝性能更高。将其应用到焊接中能够很好的降低焊件出现变形的现象，能够更好地保证焊接质量，而且应用此设备的成本也会比较低，整体操作更加便捷，有着更高的安全性等，这种设备比较常用在机械加工中。

3.2 焊接机器人设备

使用焊接机器人设备其最大的特点是其柔性化及数字化特征明显，同时其焊接质量也较为稳定，拥有更高的精准度，且此设备在具体使用上拥有更加简单的使用步骤，而且被广泛应用到机械制造中，企业使用此设备能够帮助其促进竞争力和生产力双提升，特别是对于很多复杂性非常高的焊接工作，其作用更加明显。然而，我们也应当充分考量到在应用此设备期间所遇到的操作难度要比其他设备大很多，甚至在价格方面也要高出很多，且设备结构方面也更加复杂等，对于企业而言，往往不会选择购买此项设备，其被应用到大批量生产中的可能性偏低。此外，在应用此项设备之前还要提前准备诸多事项，工作基础要求相对较多，比如打底、焊以及组装等，同时还要借助人力来辅助操作。其主要原因在于焊接机器人设备难以实现对焊缝进行自动化监督与跟踪，存在接触和寻位质量欠缺的问题。所以，机器人设备具体在功能层面和结构层面等都应当持续改进并做深入研究。

3.3 后机械焊接引入自动化焊接技术

在实施焊接工作期间，将双丝自动化焊接机械充分应用到制造环节，需要对动臂和动臂板衡量间主焊缝根据二者具体的实施部位做出划分，从而促使其表面拥有更好的光滑程度，而且外形也将更加美观，特别是能够很好的解决过去采用手工焊接期间可能出现的产品生产过程中发生的痕迹现象，能够很好的提升焊接产品表面的光滑度。当产品获得了更好的光滑度的情况下，当焊接表面处于受力状态的情况下，焊接应力能够更好地均匀分布在各个区域，从而有效规避出现因为外界因素的干预导致焊丝存在质量偏差的问题发生。此外，引入自动化技术，也能够很好地解决手工焊接存在的问题。

图2 侧罩机器人自动焊接设计图

4 双丝自动化焊接技术在机械焊接中的应用

4.1 高效应用焊接的优势特征

在焊接的过程，针对操作员来说，事先要明确好焊接的具体操作顺序，保持电弧拥有较高的稳定性，还要对各项焊接参数进行很好的控制，保持其稳定性。双丝自动化焊接技术的优势特征还表现在可以有效规避来自2种相同相位电弧之间产生干扰的可能，通常情况下使用脉冲MIG 用于焊接，有时候MAG 模式也用于焊接，能够很好地保障两个电弧不会发生交替化燃烧的现象。在保证良好的焊接状态的情况下，采用协同控制设备能够更好的控制电源电流输出波形之间可能存在的相位差进行控制，并且保证能够始终控制在180°以内。当我们认识到焊接的优势特征的情况下，则应当充分发挥出其优势，结合企业的实际运营状况，配备相应的焊接设备及技术，以有效提升焊接的整体质量和水平。

4.2 实现多机共用

在应用此项技术的过程中，可以通过应用2 台独立的电源实现同时供电，且不需要借助控制器设备操作，所有的设备都同时拥有独立送丝的功能，配备相应的独立送丝设备，并且每一台设备都能够单独开展工作，只需要对单独的设备进行控制和操作即可。这种做法最大的优势在于能够对单独的设备进行控制，而不会对其他设备产生干扰，一旦其中一个设备出现故障，可以尽快更换。所以，在具体使用期间，借助同步器设备能够对2 台单机设备进行控制，且保证输出的统一性，保障不同设备的焊接进程能够统一，且焊接质量和效率均能同步。当我们最初开展焊接工作的时候，可以借助同步设备实现双丝焊接，且有助于提升其精准度，且对于焊接的稳定性也能够有效提升。此外，为了更好地提高焊接速度和减少热量输入，还应在2根焊丝之间采用单独的输送方式，有效避免发生飞溅的现象，进一步保障焊缝质量得以提升。

4.3 应用一体化焊枪设备

当我们使用双丝自动焊接设备进行机械焊接时，使用焊枪设备的接触喷嘴，必须在事先检查其是否具备较高的紧凑性，我们应充分应用其独特性特征，确保2 条焊丝可以非常准确地送入2 个电喷嘴，并且获得的电流传输也可以具有更高的安全性和可靠性。在这方面，当我们使用集成焊枪设备时，首先要做的是提高整个应用系统的可靠性，也是为了保障焊接的效率，并且焊缝质量也能更高。

4.4 应用各类设备的具体操作

当我们在应用双丝自动化焊接设备进行机械焊接期间，需要对每一个单独的电源进行参数控制，事先对各个独立电源进行性能检查，在这之后配备30 个以上的用于调节参数的设备实施控制；还可以借助同步器设备，其目的是为了确保电源供电能够统一输出，发挥出良好的协调作用，因此，整个焊接过程可以同步。此外，焊接机器人设备或远程传感器设备的控制面板也可用于输入所有焊接数据，能够更好地保证原本计划的焊接工作可以更加完美地完成，在数据匹配方面同步性以及匹配度也会更高，能够很好地降低设备故障的发生率，减轻企业的经营成本压力。所以，在进行焊接的过程中，通过应用逻辑菜单可以很好地显示相关数据并做好控制，在具体的操作以及识别方面都更加便捷。

5 结语

总的来说，通过应用自动化焊接机械可以很好地提升工程机械制造的整体质量和效率，对于工程机械制造的水平也有极大的提升作用。所以，在当前阶段，工程机械制造技术设备实施升级及革新的过程中，我们应当特别对自动化焊接机械做好科学化改进，不断学习和借鉴国外先进技术，实现对我国自动焊接技术的有效提升，并将国外先进的技术优势运用其中，考量多种应用模式。从而保障自动焊接的技术优势能够获得更好的发挥，并且能够保障工程机械制造行业得到长足发展，也能够更好地满足当前社会对于工程机械发展的需求。