自动焊接在机械焊接中的应用

摘要：现代工业对焊接质量、效率、精度要求不断提高情况下，自动焊接技术应运而生。自动焊接技术能够精准地对电流、电压、焊接速度等参数进行控制，虽然能在提高焊接质量的同时提升焊接效率，但也存在着一定问题。为了对机械焊接行业持续发展提供有力支持，就对自动焊接在机械焊接中的应用进行了分析。

关键词：自动焊接；机械焊接；应用效果；分析研究

一、自动化焊接专机设备应用

自动焊接专机是为特定焊接任务所设计和制造的一种自动化设备，应用在大型的批量生产设备工作中能够有效地提高设备加工与生产的质量和效率。经分析可知，自动焊接专机类型有多种，可分为直缝焊专机、环缝焊专机、异缝焊专机和双丝焊等。直缝焊接专机一般应用于直线焊缝工作中，能保障焊缝的直线度和宽度均匀。环缝焊接专机用于环形焊缝焊接工作，工作过程中会通过旋转运动使焊缝与焊接机头保持相对匀速运动，以此来完成焊缝的焊接。该技术能确保环形焊缝具有连续性和质量均匀性，对不同直径环形焊缝进行焊接时，只需要调整工作台或焊机接头旋转半径来适应工作要求即可。异缝专机用于形状不规则焊缝焊接工作中，为了确保焊接质量，这类专机一般会配备复杂的运动控制系统和特殊的焊接机头运动机构，这样才能实现对焊缝的准确跟踪及焊接。

双丝焊是自动焊机设备的关键焊接方式，是采用两根焊丝同时进行焊接，且两根焊丝能采用不同的焊接参数。双丝焊又可以分为串联双丝焊和并联双丝焊，采用串联双丝焊形式时会将两根焊丝前后排列，前部分焊丝产生的电弧用于熔化母材来形成熔池主体，后部分焊丝作用是改善熔池形状和焊缝质量。由于该焊接方式在使用中能分别对前后焊丝的电压、电流、进行调节，所以能有效提高焊缝质量及外观。并联双丝焊主要是将两根焊丝并联分布在一起，两根焊丝的电弧共同作用于母材，使用中既可以使两根焊丝使用相同的焊接参数，也可以使用不同的焊接参数，所以能有效地提高焊接效率。与单丝焊相比，双丝焊的两根焊丝能够同时熔化，所以应用中可以较大程度提高熔敷效率。将双丝焊应用于汽车制造领域，能有效完成汽车车身框架连接工作，且能确保车身整体强度和刚度。应用在汽车发动机支架焊接中，能通过焊缝质量提高确保发动机满足运行过程中振动和负荷的要求。将这种技术应用在长输管道和城市管道焊接中，能通过焊缝密封性和强度的提高降低泄漏风险[1]。

使用双丝焊技术时，需要根据焊丝直径、母材材质、厚度以及焊接速度等因素来对焊丝电流、电压等参数进行调整。例如在焊接厚度较高的碳钢材料时，前丝电流可以设置在较大值之内，以此保障足够的熔深，后部分焊丝电流要适当减小，电压要根据焊丝类型及焊接工艺在合适范围内调整。

自动化焊接专机在应用过程中能够精准地控制焊接参数和焊接轨迹，因此能有效减少焊缝中气孔、夹渣等缺陷，也能提高焊接质量和稳定性。由于该设备是针对特定焊接任务所设计和制定，所以具有适应性差的情况，如果是焊接新的工件或焊缝，该情况下为了确保焊接质量和效率，需要先对专机进行大幅度的改造。其次，机械设备在应用中容易出现故障，故障出现后会导致生产停滞，以此会影响企业的生产计划。虽然一些企业会通过定期维护和保养来降低机械故障发生率，但为了确保维护质量，需要专业的技术人员和特定的备品、备件，所以维护成本相对较高。

二、焊接机器人设备应用

机器人是一种自动化焊接设备，利用多种自动化技术所制造，具有智能化、自动化的特点。常见的焊接机器人类型有弧焊机器人、点焊机器人，弧焊机器人一般应用于弧焊作业，应用中机器人能灵活地在工作空间调整焊枪的位置，也能根据所输入的参数提供合适的电流和电压，进而将焊丝平稳地送到电弧区，焊丝到达电弧区后，机器人会按照预设的工作路径来完成焊接工作。弧焊机器人能够根据所设置的程序来对焊缝形状、尺寸进行控制，在复杂曲线焊缝的焊接中也能有效工作，所以既能保障焊接质量，也能提高焊缝外观、美观及均匀性。由于焊接机器人是由多种技术所制造，所以不受疲劳等人为因素的影响，能长时间连续工作，也能确保焊接的稳定性和一致性。

点焊机器人一般在薄板件点焊连接中应用，工作原理与弧焊机器人既有相似点也有不同。相似地方在于结构相同，不同点在于点焊机器人工作时是通过瞬间大电流使焊件接触点金属熔化形成焊点。该自动化设备应用在机械焊接中能在短时间内完成大量的点焊作业，且具有较高的精度。采用手工点焊方式进行焊接时，会由于人为因素导致虚焊、过烧等不良情况，而点焊机器人的应用就能避免这些不良问题发生，且能与生产流水线无缝衔接[1]。

机械焊接中会对一些小的或复杂零件进行加工，加工这类零件时，采用自动化焊接专机设备虽然也能提高生产质量、效率，但存在一定不足。而焊接机器人有高精度的运动能力，也具有灵活编程功能，操作人员只需要根据加工需求来编写相应的程序并输入机器人控制系统中就能确保焊接机器人根据该程序精准、高效地完成焊接工作，所以将这种自动化设备应用在零部件焊接中，能提升工作效率[2]。

虽然焊接机器人在应用中能够避免人工焊接导致的气孔、夹渣、未融合等不良问题，在零部件和精度要求高部件焊接工作中也能满足质量要求。但机器人设备成本较高，对于一些中小企业来说，购置和安装焊接机器人有着较大的负担。当机器人出现故障时，也需要投入资金请专业技术人员，所以应用中会进一步增加使用成本。其次，对零部件和一些复杂部件进行焊接时，为了确保焊接质量应输入正确的编程，为了确保编写的程序正确，编程人员不但要掌握专业知识和技能，也要熟悉机器人的编程语言、运动学原理及焊接工艺。最后，焊接机器人对于工作环境稳定性和清洁度有着一定要求，如果工作场所灰尘较大或者有强风影响，那么会影响电弧的稳定性和焊缝质量。

三、引入后机械焊接状况

人工焊接过程中焊接质量会受到多种因素的影响，焊接机器人或自动化焊接专机都是按照预设的程序运行，能够确保焊缝符合相关标准，应用中能使焊缝一致性提高。其次，人工焊接时工作人员技能水平、疲劳程度、情绪状况等因素都会对最终焊接质量产生影响，而自动化焊接能避免这些人为因素的干涉，可以减少人为失误和提高焊缝质量。在使用自动焊接技术时，部分焊接系统会配备传感器，传感器能够实时对工作情况进行质量监测，如果工作过程中焊缝出现异常，系统会自动调整焊接参数，并发出相关警报，进而减少工件焊接缺陷问题[2]。

另外，自动化焊接系统也能同时进行多个焊接任务，如工件生产中，焊接机器人能够对工件不同部位进行焊接，所以可以提升生产效率。此外焊接过程中会产生大量的有害气体，而焊接电弧产生的高温、强光也会对工作人员眼睛、皮肤产生损伤。但使用自动化焊接设备能让工作人员远离焊接场所，进而避免这些因素对身体健康产生的危害[3]。

四、结语：

自动焊接技术在机械焊接领域已经有了较为广泛应用，应用中能通过对焊接参数的有效控制提高焊接质量，能通过设备高速连续作业能力和多任务并行处理能力提高生产效率，能将工人从恶劣焊接环境中解放并降低劳动强度和安全性，因此可以推动现代制造业的持续、有效发展。

参考文献：

[1]林铭. 自动焊接在机械焊接中的应用研究 [J]. 福建冶金， 2021， 50 （04）： 48-50.

[2]谢中尧. 自动焊接在机械焊接中的应用实践之研究 [J]. 现代经济信息， 2019， （21）： 341.