浅析工程机械焊接工艺现状与发展趋势

黄丽娟

摘 要：焊接是一种新兴的综合工艺技术，随着焊接技术在国民经济中作用的日益显著，其先进程度已经成为一个国家工业化水平的重要标志。工程机械产品中焊接结构件较多，焊接结构件的优劣直接影响着产品的质量和使用性能。为了适应市场需求，应对激烈的市场竞争，工程机械制造厂商不断优化设计参数，利用先进的生产工艺和设备，提高焊接质量与效率，不断提高市场竞争力。该文对工程机械焊接工艺现状与发展趋势进行了探讨，以供参考。

关键词：工程机械 焊接技术 CO2气体保护焊 埋弧焊 发展趋势

中图分类号：TG45 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（b）-0063-01

以焊接业为主导的生产厂利用先进的工艺和设备大大提高了焊接质量与效率，降低了焊接成本，提高了市场竞争力，使企业获得了良好的经济效益。高效、节能的焊接技术利用率高，典型的方法有CO2气体保护焊和埋弧焊等，这些技术方法投资回收期较短，可以有效降低焊材消耗，对于创建节约型社会具有重要的促进作用。

1 工程机械焊接工艺现状

1.1 焊接方法及其工艺现状

焊接是一门重要的基础工艺，虽然只有不足百年的历史，但它的发展十分迅速，尤其是20世纪以来，随着科学技术的不断进步，各种新的焊机技术应运而生。目前，普遍采用的焊接方法有埋弧自动焊与CO2/MAG气体保护焊。埋弧自动焊电流密度大，焊接时熔深大，焊接速度是手工电弧焊的5～6倍，焊缝外型美观，焊接质量稳定可靠，埋弧自动焊多用于中厚板长直焊缝或环焊缝。在工程机械结构件焊接工艺中，采用自动（半自动）CO2气体保护焊工艺约占70%左右（以重量计），气体保护焊同样具有埋弧自动焊电流密度大、焊接时熔深大的优点，此外，它还采用了富Ar混合气体，熔渣和飞溅很少，大大节省了清理时间，提高了生产效率。

1.2 焊接设备使用现状

改革开放前，国内工程机械结构件的焊接主要采用的是在地板或焊接平台上翻个的方式，生产效率低下，焊缝美观度不足。改革开放以后，外资企业陆续在国内设厂生产，带来了新的焊接装备，为我国焊接事业的发展带来了新的契机。此后，国内开始着手焊接变位机的研究与开发工作，使焊接变位机的使用逐渐普遍。随着市场竞争的日益激烈，焊缝的外观质量成为用户评价产品质量的重要指标之一，而变位机的使用可以取得立焊、横焊、仰焊等难以达到的效果，有效提高了焊接的质量，提高了生产效果和安全系数。

随着人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，与能源相关的制造业也开始寻求自动化焊接技术，在这样的背景下，焊接机器人逐渐崭露头角。机器人有着人工无法取代的优势，它可降低企业成本、提高产品品质和精度、通用性强、工作效率高、速度快、稳定可靠，可以工作长达10～15年，自动化水平极高。焊接机器人改善了工人的劳动条件，节约了人力成本，提高了生产效率，使制造企业获得良好的经济效益。焊接机器人广泛应用于汽车、工程机械、通用机械、金属结构和兵器工业等行业，工程机械行业所拥有的弧焊机器人占30%仅次于汽车制造行业的37%。海关数据统计显示，2014年上半年我国工业机器人进口数量规模达到34714台，同比增长92%，远超过预期50%左右的增长速度。而2014年我国制造业机器人密度达到35台/万人，仍然远低于制造业发达国家水平，低于世界平均水平58台，这说明工业机器人在我有着巨大的市场空间。

2 工程机械焊接工艺发展趋势

2.1 工程机械焊接技术发展趋势

当前高效节能的CO2气体保护焊工艺在工程机械行业焊接工艺中的自动化程度还不是很高，工程机械厂在推进CO2焊接工艺的同时，还要积极进行技术改造，在能源危机的背景下，大力推广低成本自动焊，采用自动（半自动）逆变CO2气体保护焊机和埋弧自动焊等节能、优质、高效的焊接工艺，在CO2气体保护半自动焊接基础上，加大自动焊接对规则焊缝进行焊接的使用面，推进自动化焊接的发展。随着焊接技术的飞速发展，新的工艺方法不断涌现，如脉冲气体保护焊机配富Ar气体的无飞溅焊接，焊缝成型美观；双丝气体保护焊接是由奥地利Fronius公司开发的最新的高速MGA焊接系统，它的最大优势在于焊接速度高且焊缝成型美观，且其成本低于埋弧焊，具有广泛的应用前景。未来电阻焊接技术则以中、大功率为主要研究内容及发展方向，电磁兼容技术将在焊接设备中得到推广应用，自动化焊接技术将得到长足发展。

2.2 工程机械焊接设备发展趋势

近年来，随着科学技术的进步，焊接设备得到了长足的发展，我国的焊接设备正向自动化、智能化、高效、节能、环保的方向发展。CO2焊机生产效率高，与手工电弧焊接相比，其生产效率要高出数倍，且其节电显著、生产成本低，焊缝成形美观，具有高效、节能的优点。有调查显示，我国生产的焊机以手工电弧焊机为主，约占焊机总量的80%左右，而仅有一小部分为CO2焊机，焊机产品结构单一、产品种类较少，且焊机的自控及数化程度有待提高。未来宜大力发展逆变式焊接电源和自动、半自动焊机、CO2焊机。

专用焊接成套设备、焊接机器人、辅助机具等将是未来发展的重点方向。采用焊接机器人或着焊接专机来代替焊工进行操作，改善了工人的劳动条件，节约了人力成本，提高了生产效率，可以获得较好的焊缝质量。机器人代替人类从事重复性劳动工作，是未来提升制造业生产效率与产品质量的必然趋势，同时也是劳动成本日益增加的企业转型之道。但焊接机器人，只是机械手，它本身并不能独立完成工作，还需要变位机、专用夹等设备的配合组成焊接机器人工作站，从而提高焊接质量和工作效率，实现文明生产。自动焊接专机是针对某一类型工程机械开发的降成本自动化设备，与焊接机器人相比，焊接专机具有操作简便、易于维护保养等优点，且设备可靠性高、使用费用低，越来越受到人们的青睐，将是焊接设备未来发展的重要方向。

3 结语

我国正处于改革发展和经济转型升级的关键时期，工业化发展到一定程度以后，国家工业经济的增长在很大程度上将取决于工艺水平及装备。高效、节能、环保、安全、可靠将是未来工程机械发展的重要趋势。我国焊接技术一方面要不断研制新的焊接方法及焊接设备，同时还要不断提高焊接的自动化水平，实现焊机程序控制、数字控制，推广和扩大焊接机器人、专用焊机的使用，改善焊接安全条件、提高焊接生产效率，实现经济效益的最大化。我们要锐意进取，抓住机遇，采用新技术、新装备，努力促进焊接技术的进步与发展，为我国经济的发展做出应有的贡献。

参考文献

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