時(shí)間：2023-03-22 17:41:52
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1焊接小車
焊接小車是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接過程的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它安裝在焊接軌道上，帶著焊槍沿管壁作圓周運(yùn)動(dòng)，是實(shí)現(xiàn)管口自動(dòng)焊接的重要環(huán)節(jié)之一。焊接小車應(yīng)具有外形美觀、體積小、重量輕、操作方便等特點(diǎn)。它的核心部分是行走機(jī)構(gòu)、送絲機(jī)構(gòu)和焊槍擺動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。行走機(jī)構(gòu)由電機(jī)和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，為使行走電機(jī)執(zhí)行計(jì)算機(jī)控制單元發(fā)出的位置和速度指令，電機(jī)應(yīng)帶有測(cè)速反饋機(jī)構(gòu)，以保證電機(jī)在管道環(huán)縫的各個(gè)位置準(zhǔn)確對(duì)位，而且具有較好的速度跟蹤功能。送絲機(jī)構(gòu)必須確保送絲速度準(zhǔn)確穩(wěn)定，具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，動(dòng)態(tài)性能較好，同時(shí)應(yīng)具有足夠的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。而焊槍擺動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)應(yīng)具有焊槍相對(duì)焊縫左右擺動(dòng)、左右端停留、上下左右姿態(tài)可控、焊槍角度可以調(diào)節(jié)的功能。焊接小車的上述各個(gè)部分，均由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)可編程的自動(dòng)控制，程序啟動(dòng)后，焊接小車各個(gè)部分按照程序的邏輯順序協(xié)調(diào)動(dòng)作。在需要時(shí)也可由人工干預(yù)焊接過程，而此時(shí)程序可根據(jù)干預(yù)量自動(dòng)調(diào)整焊接參數(shù)并執(zhí)行。
2焊接軌道
軌道是裝卡在管子上供焊接小車行走和定位的專用機(jī)構(gòu)，其的結(jié)構(gòu)直接影響到焊接小車行走的平穩(wěn)度和位置度，也就影響到焊接質(zhì)量。軌道應(yīng)滿足下列條件：裝拆方便、易于定位；結(jié)構(gòu)合理、重量較輕；有一定的強(qiáng)度和硬度，耐磨、耐腐蝕。軌道分為柔性軌道和剛性軌道兩種。所謂剛性軌道就是指軌道的本體剛度較大、不易變形，而柔性軌道則是相對(duì)剛性軌道而言。兩種類型的軌道各自有各自的特點(diǎn)。剛性軌道定位準(zhǔn)確、裝卡后變形小，可以確保焊接小車行走平穩(wěn)，焊接時(shí)焊槍徑向調(diào)整較小，但重量較大、裝拆不方便。而柔性軌道裝拆方便、重量較輕，精度沒有剛性軌道高。
3送絲方式
送絲的平穩(wěn)程度直接影響焊接質(zhì)量。送絲方式可以簡(jiǎn)單分為拉絲和推絲兩種方式。拉絲時(shí)焊槍離送絲機(jī)的安裝位置較近，焊接過程中焊絲離開送絲機(jī)后受到的阻力較小，因此可以保證送絲過程平穩(wěn)，但送絲機(jī)和焊絲盤均須安裝在焊接小車之上，增加了焊接小車的重量，給人工裝拆增加了困難，重量增加還容易造成焊接小車行走不平穩(wěn)。使用直徑為0.8mm或1.0mm的小盤焊絲（重量約為5kg）減輕了焊接小車的重量和負(fù)載，又使得焊接過程容易控制，但對(duì)焊接效率有一定的影響。采用推絲方式時(shí)，將送絲機(jī)構(gòu)安裝于焊接小車之外，減小了焊接小車的體積和重量，可以使用大功率的送絲機(jī)和直徑為1.2mm的大盤焊絲（重量約為20kg），從而提高焊接效率。然而，由于推絲時(shí)送絲機(jī)離焊槍較遠(yuǎn)，兩者之間須有送絲軟管相連，當(dāng)焊絲被連續(xù)推送到焊槍嘴處時(shí)，焊絲受到的摩擦阻力較大，而且，焊接過程中送絲軟管的彎曲度對(duì)送絲的平穩(wěn)程度有一定的影響，嚴(yán)重時(shí)造成送絲不暢，因此使用推絲時(shí)須充分考慮述因素。
4焊接工藝的選擇
目前，除采用手工焊接外，管道焊接較多的是采用埋弧自動(dòng)焊接工藝和氣體保護(hù)焊工藝。
埋弧自動(dòng)焊有焊縫成型好、焊接效率高、焊接成本低等特點(diǎn)，對(duì)于管道施工而言，埋弧自動(dòng)焊可用于雙管聯(lián)焊，簡(jiǎn)稱“二接一”，即焊槍固定在某一位置，管子轉(zhuǎn)動(dòng)。顯然長(zhǎng)距離管道焊接時(shí)不可能讓管子轉(zhuǎn)動(dòng)，因而“二接一”只能用于管子的預(yù)制。如果管道全位置自動(dòng)焊采用埋弧焊工藝，那么焊接裝置上必須配加焊劑的投放、承托與回收機(jī)構(gòu)，使得焊接裝置的結(jié)構(gòu)變得較為復(fù)雜，給操作與裝拆帶來不便，而且增加了行走小車的負(fù)載，影響小車行走的平穩(wěn)性。埋弧焊一般采用粗焊絲、大電流的焊接方式，用于全位置自動(dòng)焊可能會(huì)由于熔敷率較高出現(xiàn)熔滴下垂、流動(dòng)等焊接缺陷，影響焊縫的成型與質(zhì)量，因此將埋弧焊應(yīng)用于管道全位置自動(dòng)焊接實(shí)現(xiàn)起來困難較大。
采用藥芯焊絲加氣體保護(hù)的焊接工藝，若是多遍成型，則每次焊縫表面清渣費(fèi)工費(fèi)時(shí)；若是強(qiáng)迫成型，則須配加一個(gè)與焊槍一起運(yùn)動(dòng)的成型銅滑塊，并通入循環(huán)冷卻水，可以大大提高焊接效率，這樣一來不僅焊接裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且重量增加。因?yàn)樗幮竞附z的價(jià)格較高，同時(shí)還要解決保護(hù)氣體的氣源，所以焊接成本較高。單一使用自保護(hù)焊絲，雖然節(jié)省了保護(hù)氣體，但存在清渣困難問題。
采用實(shí)芯焊絲加氣體保護(hù)的焊接工藝，若是多遍成型，則焊接過程可簡(jiǎn)單分為打底、填充、蓋面三個(gè)階段，無須對(duì)焊縫表面進(jìn)行清理而直接進(jìn)行下一道工序，但焊接速度相對(duì)強(qiáng)迫成型而言慢一些。保護(hù)氣體一般為純二氧化碳?xì)怏w、二氧化碳和氬氣或二氧化碳和氧氣的混合氣體。二氧化碳和氬氣的混合氣體可以使得焊接時(shí)的電弧燃燒穩(wěn)定、飛濺較小，但在野外施工時(shí)氬氣氣源難尋、價(jià)格較高，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，在焊接輸油管道時(shí)，最好盡量使用純二氧化碳作為保護(hù)氣體。在有條件的地區(qū)施工，使用二氧化碳和氬氣作為保護(hù)氣體較為理想。
5控制方式
焊接自動(dòng)化技術(shù)一直是工業(yè)生產(chǎn)中的重點(diǎn)技術(shù)，隨著時(shí)間的推移和其他技術(shù)的改進(jìn)，焊接技術(shù)也迎來了優(yōu)化的時(shí)機(jī)。經(jīng)過多項(xiàng)測(cè)試和試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)焊接自動(dòng)化技術(shù)更加符合需求，并且在實(shí)際的應(yīng)用中取得了較大的積極成果。從概念上來講，焊接自動(dòng)化技術(shù)主要指的是利用計(jì)算機(jī)，預(yù)先設(shè)定好各種焊接的參數(shù)，以此來實(shí)現(xiàn)焊接工序的自動(dòng)化。由此可見，利用焊接自動(dòng)化技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)多項(xiàng)工作的進(jìn)步。例如，加入計(jì)算機(jī)后，焊接參數(shù)的確立會(huì)更加準(zhǔn)確，進(jìn)而促進(jìn)焊接的精度和效果提升，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)而言，會(huì)得到更加優(yōu)異的產(chǎn)品。另一方面，鍋爐壓力容器制造主要指的是，鍋爐和壓力容器的全程，兩種設(shè)備都具有一定的特殊性，在工業(yè)生產(chǎn)中占有非常重要的地位。通常而言，鍋爐主要是利用燃料或者是其他的能源，將水加熱，使其成為熱水或者是蒸汽的設(shè)備，倘若能夠承受一定的壓力，便稱之為壓力容器。
2鍋爐壓力容器制造中焊接自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
2.1膜式壁焊機(jī)
我國的工業(yè)發(fā)展比較迅速，伴隨著工業(yè)的發(fā)展，焊接技術(shù)也表現(xiàn)出了時(shí)代性的特征。由于人口的增加和社會(huì)需求的增加，鍋爐壓力容器的制造水平也獲得提升。在焊接自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用中，具有代表性的一種叫做膜式壁焊機(jī)。該設(shè)備主要有氣體保護(hù)焊和埋弧焊兩種工藝。在起初的階段，我國由于技術(shù)不純熟，因此依賴于進(jìn)口。后續(xù)的研究成功后，便開始應(yīng)用自己生產(chǎn)的設(shè)備。從現(xiàn)有的應(yīng)用來看，哈爾濱鍋爐廠、東方鍋爐廠等，主要是運(yùn)用膜式壁焊機(jī)中的氣體保護(hù)焊；而上海鍋爐廠、武漢鍋爐廠等主要運(yùn)用埋弧焊工藝。氣體保護(hù)焊屬于比較簡(jiǎn)單的焊接自動(dòng)化工藝，現(xiàn)有的應(yīng)用范圍不是很大，但其穩(wěn)定性和安全性較高，因此北方運(yùn)用較多。埋弧焊屬于高端一些的焊接自動(dòng)化技術(shù)，同時(shí)效率較高，但由于在自動(dòng)化方面融入的元素不是很多，因此需要在一定程度上增加人工操作，日后的提升空間較大。
2.2直管接長(zhǎng)焊機(jī)
鍋爐壓力容器所要承受的壓力是非常大的，僅僅憑借膜式壁焊機(jī)，并不能長(zhǎng)久的滿足要求。為此，技術(shù)人員通過長(zhǎng)期的調(diào)查和研究，制定了全新的焊接自動(dòng)化技術(shù)——直管接長(zhǎng)焊機(jī)。該焊機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于，其擁有的自動(dòng)化程度較高，能夠滿足日常焊接中的較多工作，即便是應(yīng)對(duì)一些技術(shù)性較強(qiáng)的焊接，也沒有表現(xiàn)出較多的問題，總體上的滿意度較高。比如說武漢鍋爐廠就與美國的阿爾斯通展開了合作，引進(jìn)了管子預(yù)處理線，該線包括管子定長(zhǎng)切斷、管端數(shù)控倒角機(jī)、管端內(nèi)外磨光機(jī)、管內(nèi)清理機(jī)等先進(jìn)的設(shè)備和裝置，采用了PLC自動(dòng)化控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)。在所有的設(shè)備當(dāng)中，管端數(shù)控倒角機(jī)是一個(gè)非常重要的設(shè)備，這一設(shè)備利用旋轉(zhuǎn)及軸向進(jìn)刀的過程中，可以根據(jù)管子的規(guī)格及要求編制相應(yīng)的切削程序，快速、標(biāo)準(zhǔn)、優(yōu)質(zhì)的切割出各種坡口。由此可見，直管接長(zhǎng)焊接的功能性較多，日后可以在鍋爐壓力容器制造中推廣應(yīng)用。
2.3馬鞍形焊機(jī)
鍋爐壓力容器在現(xiàn)階段的應(yīng)用中，常常是為了滿足一些特殊要求而設(shè)定的，為此，僅憑上述的兩項(xiàng)技術(shù)，依然沒有完全的滿足需求。經(jīng)過探究，技術(shù)人員還研制出了一種名為馬鞍形焊機(jī)的設(shè)備。該設(shè)備能夠應(yīng)對(duì)較多的特殊形狀或者是特殊功能的鍋爐壓力容器。第一，該焊接技術(shù)，利用數(shù)控技術(shù)建立數(shù)學(xué)模型，保證設(shè)備的形狀和具體功能不會(huì)發(fā)生偏差。第二，主管與焊槍的同步運(yùn)用，使得焊接的效率和質(zhì)量穩(wěn)步提升，并且有效的解決了兩直徑相近的相關(guān)結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量問題，總體上的焊接效果比較理想。在今后的工作中，可將上述的三種焊接技術(shù)，廣泛應(yīng)用與鍋爐壓力容器制造中，并深入研究，健全技術(shù)體系和應(yīng)用方式，創(chuàng)造更多的效益。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞：大口徑管道 自動(dòng)焊技術(shù) 焊接缺陷
中圖分類號(hào)：TU81文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
西氣東輸，一條能源“巨龍”從阿姆河右岸昂首，沿著古絲綢之路，萬里東進(jìn)，翻越千山萬水，進(jìn)入華夏大地，直奔珠江三角洲。它一干八支，總里程8704公里，總投資1422億元，是中國第一條引進(jìn)利用境外天然氣的陸上能源通道，也是目前世界上最長(zhǎng)的天然氣管道工程，被喻為保障國家能源安全、提升民生質(zhì)量的國之動(dòng)脈。在我國具有長(zhǎng)大的意義，包括：經(jīng)濟(jì)意義、政治意義、社會(huì)意義。西氣東輸工程采用的鋼結(jié)構(gòu)也是具有世界先進(jìn)技術(shù)的鋼種，直徑大，直徑可達(dá)1219mm，強(qiáng)度高、耐壓力大，可以抵抗12MPa，距離長(zhǎng)，堪稱世界第一長(zhǎng)度，可以達(dá)到9000km。鋼結(jié)構(gòu)的連接了少不了焊接技術(shù)。焊接技術(shù)就是高溫或高壓條件下，使用焊接材料將兩塊或兩塊以上的母材連接成一個(gè)整體的操作方法。該工程如此長(zhǎng)的距離對(duì)焊接技術(shù)有著嚴(yán)格的要求，要采用自動(dòng)焊、或半自動(dòng)焊技術(shù)，等世界比較先進(jìn)的焊接技術(shù)。自動(dòng)焊是指焊絲和接時(shí)的運(yùn)條是機(jī)子自動(dòng)送的，半自動(dòng)焊是指焊絲是機(jī)子自動(dòng)送的,但是焊接時(shí)的運(yùn)條是焊工自已控制的。自動(dòng)焊焊接過程的機(jī)械化和自動(dòng)化，它不僅標(biāo)志著更高的焊接生產(chǎn)效率和更好的焊接質(zhì)量，而且還大大改善了生產(chǎn)勞動(dòng)條件。采用自動(dòng)焊接技術(shù)焊接大口徑的管道屬于首次進(jìn)行，在我國歷史上也具有里程碑的意義。
1、自動(dòng)化焊接設(shè)備
1.1剛性自動(dòng)化焊接設(shè)備剛性自動(dòng)化焊接設(shè)備
也稱為初級(jí)自動(dòng)化焊接設(shè)備，其大多數(shù)是按照開環(huán)控制的原理設(shè)計(jì)的。雖然整個(gè)焊接過程由焊接設(shè)備自動(dòng)完成，但對(duì)焊接過程中焊接參數(shù)的波動(dòng)不能進(jìn)行閉環(huán)的反饋系統(tǒng)，不能隨機(jī)糾正可能出現(xiàn)的偏差。
1.2自適應(yīng)控制自動(dòng)化焊接設(shè)備
自適應(yīng)控制的焊接設(shè)備是一種自動(dòng)化程度較高的焊接設(shè)備，它配用傳感器和電子檢測(cè)線路，對(duì)焊縫軌跡自動(dòng)導(dǎo)向和跟蹤，并對(duì)主要的焊接參數(shù)進(jìn)行實(shí)行閉環(huán)的反饋控制。整個(gè)焊接過程將按預(yù)先設(shè)定的程序和工藝參數(shù)自動(dòng)完成
1.3智能化自動(dòng)焊接設(shè)備
它利用各種高級(jí)的傳感元件，如視覺傳感器，觸覺傳感器，聽覺傳感器和激光掃描器等，并借助計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)具有識(shí)別、判斷、實(shí)時(shí)檢測(cè)，運(yùn)算、自動(dòng)編程、焊接參數(shù)存儲(chǔ)和自動(dòng)生成焊接記錄文件的功能。
2、根焊技術(shù)
根焊道的焊接是保證管道焊縫質(zhì)量的重要工序，是保證管道的施工進(jìn)步的關(guān)鍵技術(shù)，根焊道的焊接出現(xiàn)質(zhì)量問題會(huì)涉及到整個(gè)管道施工的質(zhì)量問題，會(huì)耽誤工程的進(jìn)度，影響工期。
2.1設(shè)備：
ZFH直縫自動(dòng)焊接機(jī)主要配置：
直線軸承導(dǎo)向，同步帶傳動(dòng)或齒輪條傳動(dòng)，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)功率65W，無級(jí)調(diào)速
焊槍調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)：氣動(dòng)下槍機(jī)構(gòu)、鋁合金十字調(diào)架，焊槍三維，調(diào)節(jié)范圍X=50mm，Y=50mm。一維旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)。
電器控制，PLC控制，電控箱置于機(jī)座內(nèi)，操作盒置于掛鎖端。
可配電源：TIG/MIG
2.2內(nèi)焊機(jī)使用的焊前準(zhǔn)備
（1）操作人員要了解內(nèi)焊機(jī)的操作順序和操作規(guī)范，要嚴(yán)格按照規(guī)定來進(jìn)行，一旦出現(xiàn)失誤，就會(huì)對(duì)操作人員的身體造成很大的危害，是比較的危險(xiǎn)，但是如果按照規(guī)范來操作，熟練的掌握內(nèi)焊機(jī)一般不會(huì)出現(xiàn)事故的。焊前的準(zhǔn)備：
（2）調(diào)平內(nèi)焊機(jī)的端面，包括3個(gè)定位端面。8個(gè)焊炬，其中焊炬中心要處在同一個(gè)水平面，不能出現(xiàn)偏移，一旦平偏離就會(huì)造成危險(xiǎn)。
（3）氣罩內(nèi)要安裝一定的銅網(wǎng)，防止熔體飛濺，造成事故，同時(shí)也能保證氣體穩(wěn)定的排除。
管道口要安裝一定的防風(fēng)設(shè)備，保證在焊接中不會(huì)出現(xiàn)氣泡。
3.焊接技術(shù)
3.1坡口型式
常見的坡口型式有：對(duì)接坡口和角接坡口（工程上為區(qū)分角接接頭中的對(duì)接與一般對(duì)接焊縫，現(xiàn)將其分為對(duì)接、坡口角接、角接三大類）。對(duì)接坡口主要有：I型、V型、X型、U型、Y型、UV型、VV型等，角接坡口有：T型、搭接、J型等。
內(nèi)焊機(jī)采用沒有間隙的根焊，焊接過程不能隨意的更改設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)，這對(duì)焊接的接口有著很嚴(yán)格的要求。自動(dòng)焊接的坡口尺寸大小和形狀對(duì)對(duì)焊接的質(zhì)量起著很重要的作用，直接影響著施工的速度。
3.2參數(shù)設(shè)置
（1）送絲電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)旋鈕到800mm\6s-900mm\s。
（2）近控箱的送絲電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)旋鈕到180mm\25s-220mm\25s.
（3）焊接時(shí)，在管外坡口內(nèi)側(cè)要用銅板堵上坡口內(nèi)側(cè)的間隙，防止熔體長(zhǎng)生的高溫?zé)╀摻Y(jié)構(gòu)。
這樣設(shè)計(jì)的參數(shù)可以防止在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，惡化焊縫的質(zhì)量和性能。
4、熱焊技術(shù)
4.1設(shè)備
全自動(dòng)焊接設(shè)備PAW2000A＋PAW3000可以針對(duì)熱焊時(shí)熱焊道凸起和未熔合的問題，重新設(shè)定焊接速度、送絲速度、單擺時(shí)間、電弧電壓等6個(gè)參數(shù)并進(jìn)行匹配試驗(yàn)，對(duì)填充蓋面出現(xiàn)的氣孔，采取調(diào)整擺幅寬度、擺動(dòng)頻率、氣體流量等措施全自動(dòng)焊機(jī)結(jié)構(gòu)趨于合理，焊接性能穩(wěn)步提高。使用該焊機(jī)成功穿越1條寬90米、深8米的水溝和焊接1處7度縱向轉(zhuǎn)角管道；焊接管口30道，一次檢測(cè)合格率100%；焊接管口40道，一次檢測(cè)合格率100%；焊接管口51道，一次檢測(cè)合格98%。
4.2解決熱焊道凸起和未熔的措施
（1）要熟悉焊接速度、送絲速度、單擺時(shí)間、電弧電壓等6個(gè)參數(shù)的作用及主次關(guān)系。
（2）采用零擺動(dòng)，保證干長(zhǎng)度小于12mm
（3）焊接坡口鈍邊設(shè)定在0.9-1.0mm，可有效的繁殖出現(xiàn)未熔。
（4）要用二氧化碳作為保護(hù)氣。氣體的流速控制在20\min。可以增加熔的程度，防止出現(xiàn)未熔的缺陷。
參考文獻(xiàn)：
[1]吳彩勇,周曉輝,王繼春等.大口徑管道自動(dòng)焊接技術(shù)研究[J].電焊機(jī),2009,39(5):101-103,158.
[2]遲紅艷,王繼春,陳建平等.大口徑管道自動(dòng)焊焊接技術(shù)研究[J].焊接技術(shù),2005,34(z1):11-13.
[3]楊俊偉,李巖.全位置自動(dòng)焊接在管道建設(shè)中的應(yīng)用[J].油氣儲(chǔ)運(yùn),2001,20(12):27-28.
關(guān)鍵詞 工程機(jī)械；焊接；核心工藝
中圖分類號(hào)TG40 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）84-0067-01
0 引言
工程機(jī)械大型焊接件的焊接過程直接影響著焊接質(zhì)量，也影響著焊接夾具裝夾系統(tǒng)的合理布局，還影響著大型焊接件的焊接變形預(yù)測(cè)及控制。因此對(duì)大型焊接件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀察，分析零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝，分析焊接車間的布局特點(diǎn)等，對(duì)工程機(jī)械大型焊接件的核心工藝進(jìn)行初步規(guī)劃具有非常重要的意義。
1 工程機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀
工程機(jī)械經(jīng)歷了50年到60年的發(fā)展歷程，到20世紀(jì)90年代中末期機(jī)械焊接技術(shù)就已經(jīng)達(dá)到了非常高的水平。經(jīng)歷了十幾年的發(fā)展的機(jī)械焊接工業(yè)，在跨國公司品牌的不斷沖擊之下，創(chuàng)造出了一條寬闊自由的發(fā)展道路，并慢慢的在國內(nèi)壯大起來，已經(jīng)控制了國內(nèi)85%以上的工程機(jī)械大型焊接市場(chǎng)份額。國內(nèi)焊接市場(chǎng)的營(yíng)業(yè)額在最近幾年吞并了我國整個(gè)工程機(jī)械行業(yè)總營(yíng)業(yè)額的大半個(gè)江山，因此，機(jī)械焊接行業(yè)地位的重要性，以及大型焊接件的核心工藝推出的出色產(chǎn)品，在國際市場(chǎng)上開始萌芽，其發(fā)展勢(shì)頭并不亞于其他行業(yè)。
2 工程機(jī)械焊接構(gòu)件特點(diǎn)及常規(guī)焊接工藝
2.1 工程機(jī)械焊接結(jié)構(gòu)件的特點(diǎn)
工程機(jī)械結(jié)構(gòu)件主要包含薄板件，板厚一般為2mm～4mm；中板件板厚約為6mm～20mm；厚板件板厚約為20mm及以上。大多數(shù)情況下主要利用板材進(jìn)行拼接，采用箱形結(jié)構(gòu)，附件（機(jī)座鑄鋼件）焊接在上面，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，焊縫要求精度高。在工程機(jī)械大型焊接結(jié)構(gòu)件中，角焊縫的情況比較多，通常只檢查焊縫的焊接形態(tài)和質(zhì)量，但對(duì)于主要的受力結(jié)構(gòu)件需要檢查表面裂紋和焊縫缺陷，采用磁粉探傷或者超聲波探傷。
2.2 常規(guī)焊接工藝
常規(guī)的焊接工藝主要包括以下兩個(gè)方面。1）焊件準(zhǔn)備：即下料準(zhǔn)備，采用剪板機(jī)和數(shù)控切割機(jī)進(jìn)行切割。薄板件平常用等離子切割，中厚板采取火焰切割。校平的時(shí)候，薄板件通常采用壓力機(jī)校準(zhǔn)；中厚板采用專用的板材矯平機(jī)校準(zhǔn)，板材比較完整則可省去校準(zhǔn)工序。折彎的時(shí)候采用專用折彎?rùn)C(jī)，批量生產(chǎn)時(shí)通常采用數(shù)控折彎?rùn)C(jī)，以獲得較高的工作效率；2）組對(duì)點(diǎn)焊：指點(diǎn)焊的過程中，確定各焊件位置的時(shí)候，利用人工畫劃的方法使各個(gè)焊件按其對(duì)應(yīng)的位置關(guān)系組成一個(gè)整體，這種方式簡(jiǎn)單可靠，缺點(diǎn)是劃線工作量繁瑣，生產(chǎn)效率不高，組對(duì)誤差偏高，產(chǎn)品生產(chǎn)差。工件數(shù)量較大時(shí)應(yīng)采用機(jī)器人焊接，這種焊接方式操作簡(jiǎn)單易行，組對(duì)精度高，產(chǎn)品優(yōu)良，當(dāng)前有許多廠家采用機(jī)器人焊接模式。
3工程機(jī)械大型焊接件的核心工藝發(fā)展趨勢(shì)
3.1 焊接變位機(jī)將普遍應(yīng)用
隨著市場(chǎng)的擴(kuò)大以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，焊縫的質(zhì)量被作為一個(gè)重要的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。因此，為了在保證高標(biāo)準(zhǔn)的焊接質(zhì)量的前提之下，又必須兼顧整體生產(chǎn)效率、操作安全程度和自動(dòng)焊接等要求，一般情況，車間內(nèi)焊接某部件時(shí)，要采用變位機(jī)來獲得更高的焊接質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成全部焊接。而像立焊、橫焊、仰焊等難以保證焊接質(zhì)量的錯(cuò)誤操作則應(yīng)該摒棄。由此，變位機(jī)焊接在焊接行業(yè)內(nèi)必定得到廣泛應(yīng)用。
3.2 焊接機(jī)器人及自動(dòng)焊接機(jī)的使用將逐步增加
采取機(jī)器人焊接的模式即代替焊工焊接，這樣不僅可以節(jié)省焊接工人的人數(shù)，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還能保證焊縫質(zhì)量的穩(wěn)定可靠。機(jī)器人焊接，客觀的說焊接機(jī)器人即機(jī)械手，因其自身不能獨(dú)立工作，需配備一些設(shè)備，像變位機(jī)、專用夾具等，組成焊接機(jī)器人工作站。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，焊接機(jī)器人代替操作人員是必然走向。
3.3 焊前工序設(shè)備水平將逐步提高
采取機(jī)器人自動(dòng)焊接的企業(yè)一定都知道，不僅操作人員的技術(shù)水平對(duì)焊縫質(zhì)量有影響，下料、成型對(duì)焊縫質(zhì)量的影響也非常大。將焊前工序設(shè)備水平與實(shí)際操作要求相一致，是實(shí)現(xiàn)焊接過程的自動(dòng)化進(jìn)程的關(guān)鍵，進(jìn)而降低機(jī)械加工強(qiáng)度；提高生產(chǎn)效率；同時(shí)，還可以使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠、提高同行業(yè)中產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。廠家需要花費(fèi)更多的資金，并且在產(chǎn)品改型的過程中還需要對(duì)其重新設(shè)計(jì)調(diào)整是影響拼點(diǎn)工裝的主要因素。目前，只有資金雄厚的廠家使用拼點(diǎn)工裝，但都獲得很大的收益。從已經(jīng)使用機(jī)器人焊接的廠家我們可以看出，其使用的配套拼點(diǎn)工裝相對(duì)較多，焊接工序設(shè)備的質(zhì)量大幅度提高。
4 結(jié)論
我國是一個(gè)正處于工業(yè)化進(jìn)程中的制造業(yè)大國，意味著工業(yè)化達(dá)到一定水平后，工業(yè)裝備水平的高低將制約著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)的快慢。焊接技術(shù)的迅速發(fā)展，以及新的焊接設(shè)備、工藝方法不斷涌現(xiàn)，為我國工程機(jī)械大型焊接工藝發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。與此同時(shí)，大型焊接件的工藝、設(shè)備布局及物流、焊接變形預(yù)測(cè)與控制，對(duì)提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力、提高核心零部件的制造能力和技術(shù)水平具有十分重要的意義。
參考文獻(xiàn)
[1]王壽福.焊接技術(shù)在鐵路機(jī)車車輛工業(yè)中的應(yīng)用[J].焊接技術(shù)，2004.
[2]王玉玲.機(jī)械可靠性維修性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及其在工程機(jī)械中的應(yīng)用[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2007.
[3]龍聽，汪建華.溫差法在焊接殘余應(yīng)力和變形控制中的應(yīng)用[J].壓力容器，2007.
論文關(guān)鍵詞：自動(dòng)焊接,數(shù)學(xué)模型,控制
為保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性、提高生產(chǎn)效率、適應(yīng)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展要求，實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化生產(chǎn)已經(jīng)成為必然的趨勢(shì)。本研究課題針對(duì)目前在實(shí)際生產(chǎn)中復(fù)雜空間取消焊縫焊接任務(wù)所占比重較大、而且難以人工焊接實(shí)現(xiàn)，以及國內(nèi)相關(guān)技術(shù)研究較少的現(xiàn)狀，對(duì)多功能自動(dòng)焊接伺服控制技術(shù)進(jìn)行了研究。
1自動(dòng)焊接開放式數(shù)控系統(tǒng)
基于開放式數(shù)控系統(tǒng)的焊接數(shù)控系統(tǒng)是一個(gè)結(jié)構(gòu)開放，功能模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化性能強(qiáng)大的焊接數(shù)字化系統(tǒng)，將改變傳統(tǒng)的焊接數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)封閉的局面，解決變化頻繁的需求與封閉控制系統(tǒng)之間的矛盾，從而建立一個(gè)統(tǒng)一的可重構(gòu)的系統(tǒng)平臺(tái)，增強(qiáng)系統(tǒng)的柔性。同時(shí)，自動(dòng)焊接開放式數(shù)控系統(tǒng)具備以下有點(diǎn)：成本低，軟件開發(fā)環(huán)境完備，軟件資源豐富，可移植性可擴(kuò)展性互補(bǔ)性均較好等。
本文所設(shè)計(jì)的自動(dòng)焊接機(jī)床，可焊接多種類型的工件，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)各模塊之間保留了統(tǒng)一的接口，根據(jù)用戶的需要可隨時(shí)添加所需的模塊，既滿足了用戶的需要，又提高了該機(jī)床的實(shí)用性。
2 設(shè)計(jì)
2.1機(jī)床本體的設(shè)計(jì)
自動(dòng)焊接機(jī)床主要包括機(jī)床本體和焊接設(shè)備兩部分。機(jī)床本體由機(jī)械部分和控制柜(硬件及軟件)組成。而焊接裝備，以弧焊及點(diǎn)焊為例，則由焊接電源(包括其控制系統(tǒng))、送絲機(jī)(弧焊)、焊槍(鉗)等部分組成。本研究以復(fù)雜空間曲線接縫(如管與管之間以任何角度連接接縫)自動(dòng)焊接實(shí)現(xiàn)為目標(biāo)，研制開發(fā)一臺(tái)可實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)的多功能自動(dòng)焊接床的機(jī)械及伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
2.2構(gòu)建伺服控制硬件系統(tǒng)
該機(jī)床利用計(jì)算機(jī)和普通的I/O卡加步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成伺服控制系統(tǒng)。采用“通用I/O卡+專用計(jì)算機(jī)軟件”來實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制，不僅經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，而且具有非常好的靈活性和友好的軟件用戶界面，必要的時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)電腦同時(shí)對(duì)幾十個(gè)步進(jìn)電機(jī)的直接控制，或發(fā)揮它的網(wǎng)絡(luò)功能應(yīng)用于復(fù)雜的工程系統(tǒng)控制。采用通用“I/O卡+專用計(jì)算機(jī)軟件”控制的步進(jìn)電機(jī)的數(shù)量取決于I/O卡的位數(shù)和驅(qū)動(dòng)器所需的控制信號(hào)數(shù)。通常情況下，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分設(shè)置由硬件來完成，所以一般的驅(qū)動(dòng)器只需要兩個(gè)信號(hào)：脈沖信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào)，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)軟件方式控制驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分?jǐn)?shù)時(shí)，還需要細(xì)分控制信號(hào)。系統(tǒng)各部件原理如圖1所示。輸入設(shè)備包括鍵盤、控制桿等，通用數(shù)字輸入輸出卡采用AC4161型，有16路的輸入輸出通道，因此最多可以同時(shí)控制五個(gè)步進(jìn)電機(jī)，其中三個(gè)采用75BF001型號(hào)，分別控制X、Y、Z三個(gè)方向的位移，保持轉(zhuǎn)矩為0.39N*m，最大相電流3A，步距角1.5度，空載啟動(dòng)頻率為1.75Hz。
3 關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)
3.1建立三維空間中的數(shù)學(xué)模型及插補(bǔ)算法
在機(jī)床的硬件平臺(tái)搭建后之后，如何控制焊槍及工作臺(tái)的精確運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)相貫線焊縫的焊接就成為需重點(diǎn)解決的問題。本文采取了首先建立數(shù)學(xué)模型，并在保證插補(bǔ)誤差和焊接精度的基礎(chǔ)上，將工件相交而成的連續(xù)焊縫采用等時(shí)間間隔的插補(bǔ)方法離散成一系列的微小直線段，然后將所獲得的位移量通過精插補(bǔ)算法轉(zhuǎn)換成可以通過開關(guān)量卡發(fā)送的脈沖數(shù)據(jù)，最終控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成對(duì)相貫線焊縫的焊接。
以相交圓柱管相貫線接縫焊接為例，數(shù)學(xué)模型的建立：
設(shè)相交兩圓柱管(主管和支管)的半徑分別為R和r，且R>r，如圖2所示，坐標(biāo)原點(diǎn)O是兩圓柱管軸線的交點(diǎn)，兩圓柱管軸線OV和OW的交角為α。焊接時(shí)，工件固定在工作臺(tái)上，工作臺(tái)沿x、y軸移動(dòng)，焊槍沿z軸上下移動(dòng)，同時(shí)還可以O(shè)′為定點(diǎn)繞X軸和Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過這五個(gè)軸向的運(yùn)動(dòng)控制，就可實(shí)現(xiàn)相貫線焊縫的自動(dòng)焊接。由此可得半徑分別為R和r的兩個(gè)圓柱管相交所形成的相貫線接縫φ(θ)在O′XYZ坐標(biāo)系中的方程：
其中，θ是支管上的旋轉(zhuǎn)角。
完成實(shí)時(shí)焊接的伺服控制的首要任務(wù)就是對(duì)焊接軌跡進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算。插補(bǔ)就是按給定曲線生成相應(yīng)逼近軌跡的方法，其實(shí)質(zhì)是對(duì)給定曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化。本文采用等長(zhǎng)直線段逼近相貫線焊縫，即在保證給定逼近誤差的前提下，用等長(zhǎng)直線段代替圓弧段，這種插補(bǔ)方法的計(jì)算簡(jiǎn)單，雖然加工精度不如采用圓弧段逼近的方式，但卻完全能夠滿足焊接加工的精度要求。
3.2 自動(dòng)焊接軟件系統(tǒng)平臺(tái)的開發(fā)
該系統(tǒng)的精插補(bǔ)過程由軟件和硬件共同實(shí)現(xiàn)，由軟件計(jì)算出控制信號(hào)的輸出時(shí)間間隔和應(yīng)該向步進(jìn)電機(jī)發(fā)送的高低電平數(shù)據(jù)，由硬件接口板實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸出。編制運(yùn)動(dòng)控制軟件實(shí)現(xiàn)精插補(bǔ)的過程有兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：一是如何得到比較精確的延時(shí)時(shí)間間隔；二是如何將單個(gè)電機(jī)的控制脈沖序列進(jìn)行合并，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接機(jī)床五個(gè)軸的聯(lián)動(dòng)。本研究利用Delphi軟件構(gòu)建操作軟件系統(tǒng)平臺(tái)，以界面友好為設(shè)計(jì)目標(biāo)，按照功能進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接數(shù)據(jù)處理、制等需要的各種操作。
4 系統(tǒng)精度的分析與改善
本文所設(shè)計(jì)自動(dòng)焊接數(shù)控機(jī)床是采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，與相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路結(jié)合組成的開環(huán)控制系統(tǒng)。在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，影響伺服精度的主要因素有以下幾個(gè)方面： 步進(jìn)電機(jī)誤差、齒隙誤差、導(dǎo)軌誤差及熱變形影響等。
對(duì)于步進(jìn)電機(jī)誤差可采取減小步距角的方法來改善。當(dāng)傳動(dòng)比一定時(shí)，隨著步距角的減小，脈沖當(dāng)量也隨之減小，從而提高機(jī)床的精度。當(dāng)電機(jī)選定之后，驅(qū)動(dòng)器細(xì)分電路可進(jìn)一步降低機(jī)床的脈沖當(dāng)量，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行在細(xì)分模式下時(shí)，步距角顯著減小，轉(zhuǎn)子達(dá)到新的穩(wěn)定點(diǎn)之后所具有的動(dòng)量變小，振動(dòng)變小，提高了步進(jìn)電機(jī)低速段運(yùn)行的平滑性；在軟件方面，通過對(duì)插補(bǔ)周期和插補(bǔ)步長(zhǎng)的控制，使步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行頻率盡量避開其低頻振蕩區(qū)間，保證步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行平穩(wěn)性。
對(duì)于齒隙誤差，主要采取以下兩種改善措施：將中心距設(shè)計(jì)為可調(diào)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)中心距消除齒隙；雙片齒輪加載扭簧消除齒輪本身誤差引起的間隙。可通過提高導(dǎo)軌精度來改善導(dǎo)軌誤差。
參考文獻(xiàn)
[1] 鄒增人，焊接材料、工藝及設(shè)備手冊(cè)[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001。
[2] 佟欣，焊接自動(dòng)化技術(shù)的開發(fā)[J]，焊接技術(shù)，2000。
[3] 周驥平，林崗，機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001。
【關(guān)鍵詞】焊接技術(shù)方法 工藝車輛制造 維修
中圖分類號(hào)：F407.472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一.引言
焊接是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中一種必要的工藝方法應(yīng)用，焊接技術(shù)的先進(jìn)水平做為衡量一個(gè)國家工業(yè)發(fā)達(dá)程度的重要指標(biāo)已逐漸為大眾公認(rèn)，同樣焊接技術(shù)的發(fā)達(dá)程度也是衡量工業(yè)企業(yè)技術(shù)水平高低的重要標(biāo)志。由于受我國相關(guān)工業(yè)的制約， 在使用焊接機(jī)械手的過程中，必須采用與西方發(fā)達(dá)國家不同的、適合我國國情的靈活的使用方式，才能保證焊接機(jī)械手在我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)不配套的情況下正常使用。
二. 機(jī)車車輛工業(yè)焊接的主要用料。
目前， 在機(jī)車車輛上所采用的主要是碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼（包括耐候鋼） 等具有良好的焊接性能的材料， 一些零部件采用鑄鋼或鍛鋼制造， 其材質(zhì)本身有較好的焊接性能，但因構(gòu)件結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 在焊接過程中有些需要采用適當(dāng)?shù)妮o助工藝手段。鋁合金型材由于其質(zhì)量輕， 能減輕運(yùn)輸設(shè)備的自重，在客車及一些特種車輛的制造中應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。鋁合金、不銹鋼及各種復(fù)合材料隨著先進(jìn)焊接技術(shù)的運(yùn)用，將在機(jī)車車輛工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用。
三.鐵路工業(yè)涉及的焊接方法。
焊條電弧焊。
焊條電弧焊曾廣泛應(yīng)用于機(jī)車車輛工廠的制造與修理部門。隨著二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、混合氣體保護(hù)焊、埋弧焊、焊接機(jī)械手等新技術(shù)、新工藝的推廣， 焊條電弧焊在鐵路機(jī)車車輛工廠的使用逐年下降， 其焊縫長(zhǎng)度比例在機(jī)車車輛制造業(yè)目前大約僅占5%左右。在機(jī)車車輛修理業(yè)用得還比較多，其焊縫總長(zhǎng)度大約占30%-50%左右。此比例還將逐年下降， 集中檢修的配件多采用了二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊與埋弧焊等焊接方法。如對(duì)鐵路貨車上、下心盤檢修，采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)進(jìn)行堆焊、車鉤鉤舌的檢修采用埋弧焊技術(shù)堆焊。各工廠對(duì)檢修機(jī)車車輛中的新制配件，已普遍采用了二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)。
二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接技術(shù)的應(yīng)用。
二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊與富氬混合氣體保護(hù)焊焊接電流大，相應(yīng)電流密度大，電弧熱量利用率較高， 熔敷速度比焊條電弧焊快，焊接時(shí)熔深大，可以減小坡口， 減少填充金屬；焊接速度是焊條電弧焊的1-2倍；節(jié)能，其耗電量?jī)H是交流焊條電弧焊的1/2左右；工作輔助時(shí)間少，特別是在富氬混合氣體保護(hù)焊中幾乎不必清渣， 節(jié)省了時(shí)間， 提高了效率； 明弧焊接，操作方便，適合全位置焊接。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)廣泛應(yīng)用于機(jī)車車輛各種大型構(gòu)件的連接焊縫及工件的堆焊等方面。特別是“七五”、“八五” 以來，二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)已在機(jī)車車輛工業(yè)系統(tǒng)普遍采用。1996年5月27日，鐵道部了TB/T1582-1995《機(jī)車車輛二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)條件》， 使我國鐵路二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)與國際接軌?，F(xiàn)在，在機(jī)車車輛制造中， 一些重要焊縫如在車輛制造中的中、枕、橫梁焊接都采用了二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊工藝，南方匯通股份有限公司在.C64T提速貨車的制造中，用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接枕、橫梁及車體底架各連接焊縫， 焊接質(zhì)量與生產(chǎn)效率明顯提高。南方匯通股份有限公司在ZD240型鑄錠車制造中，全面使用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，焊縫長(zhǎng)度達(dá)98%以上，北京二七車輛廠在NX等型平車上使用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，焊縫長(zhǎng)度達(dá)90%以上。
埋弧焊技術(shù)的應(yīng)用。
由于埋弧焊焊接電流大， 相應(yīng)電流密度大（是同直徑焊條電弧焊的3-5倍)倍），同時(shí)有焊劑和熔渣的隔熱作用， 電弧熱量利用率較高， 焊接時(shí)熔深大， 可減小坡口與填充金屬量；焊接速度是焊條電弧焊的5-6倍，焊接時(shí)焊接參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)保持穩(wěn)定，又有焊劑的保護(hù)，焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，無弧光照射、勞動(dòng)條件較好。在機(jī)車車輛的制造與修理工作中， 埋弧焊技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種大型構(gòu)件主要焊縫的焊接及工件的堆焊。如南方匯通股份有限公司應(yīng)用埋弧焊技術(shù)， 焊接新造C64T、C64K等鐵路提速貨車的中梁，堆焊鐵路貨車磨耗的輪緣等部件。
電阻焊技術(shù)的應(yīng)用。
電阻焊技術(shù)主要在客車工廠使用， 原來主要用于薄板及小配件的連接，隨著城際快速列車的發(fā)展， 在要求車體自重特別輕的城際快速列車上得到較好的應(yīng)用。長(zhǎng)春客車廠在為重慶市生產(chǎn)的城際快速列車上，使用從英國引進(jìn)的350KV，10萬A的電阻焊設(shè)備，進(jìn)行鋁合金裙板、端板等的焊接。另外，在京津城際快速列車上， 使用從英國、韓國引進(jìn)的側(cè)架、底架、車頂?shù)?2套專用大型龍門點(diǎn)焊機(jī)械手,進(jìn)行不銹鋼車體各部件的焊接。
焊接機(jī)械手、焊接工作站的應(yīng)用。
鐵路實(shí)施“客運(yùn)提速，貨運(yùn)重載”，要求鐵路機(jī)、客、貨車具有更好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度， 有更輕的質(zhì)量， 毫無疑問地給鐵路機(jī)車車輛焊接技術(shù)的新發(fā)展帶來了機(jī)遇。從1992年株洲電力機(jī)車廠引進(jìn)焊接機(jī)器人工作站后， 長(zhǎng)春、四方、浦鎮(zhèn)等客車廠，齊齊哈爾、武昌、二七等貨車車輛廠也先后從德國、奧地利、日本、法國、美國等發(fā)達(dá)國家引進(jìn)了焊接機(jī)器人工作站、焊接機(jī)械手等先進(jìn)設(shè)備， 并在引進(jìn)消化吸收的基礎(chǔ)上，與國內(nèi)有關(guān)部門合作， 自行開發(fā)了機(jī)器人焊接程序及適應(yīng)我國鐵路機(jī)車車輛焊接技術(shù)需要的機(jī)械手、工作站等設(shè)備， 逐步縮小了與發(fā)達(dá)國家的差距。
6. 新型結(jié)構(gòu)材料在鐵路機(jī)車車輛上應(yīng)用。
隨著鐵路“ 提速重載” 與跨越式發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施， 原有的碳素結(jié)構(gòu)鋼已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足鐵路機(jī)車車輛工業(yè)的使用要求。目前國內(nèi)已開始生產(chǎn)微合金控軋鋼， 其鋼種具有良好的焊接性能； 正在研制的超細(xì)晶粒鋼， 其強(qiáng)度和使用壽命將比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)鋼提高一倍， 其鋼種特點(diǎn)是超細(xì)晶粒、超潔凈度、高均勻性， 性價(jià)比更加合理。同時(shí)， 各種不銹鋼、鋁合金、中低合金鋼等耐蝕材料的應(yīng)用也將成為主流。這些高性能鋼種的應(yīng)用， 必將進(jìn)一步推動(dòng)鐵路機(jī)車車輛焊接技術(shù)的發(fā)展。
四.鐵路機(jī)車車輛工業(yè)焊接技術(shù)發(fā)展前景。
鐵路機(jī)車車輛工業(yè)焊接技術(shù)發(fā)展前景焊接生產(chǎn)過程的機(jī)械化和自動(dòng)化是工業(yè)現(xiàn)代化的必由之路。世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家焊接機(jī)械化和自動(dòng)化的程度都已達(dá)到60%以上，西歐和美國已達(dá)到70%以上，而日本已經(jīng)達(dá)到80%以上。我國各工業(yè)部門焊接生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化程度還相對(duì)較低，平均30%左右，而且大部分僅是自動(dòng)化程度較低的機(jī)械焊機(jī)。我國大型骨干企業(yè)機(jī)械化和自動(dòng)化程度已達(dá)到60%-65%。如汽車制造業(yè)，已經(jīng)普遍采用了弧焊機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人和機(jī)器人自動(dòng)焊接生產(chǎn)線； 我國船舶制造企業(yè)焊接機(jī)械化和自動(dòng)化程度已達(dá)61%左右。伴隨鐵路“客運(yùn)提速， 貨運(yùn)重載”， “九五”以來，鐵路部門焊接技術(shù)的機(jī)械化和自動(dòng)化程度雖然有了較大的提高， 但與我國汽車制造企業(yè)、船舶制造企業(yè)、軍工企業(yè)等工業(yè)系統(tǒng)相比，還存在較大的差距。
五．結(jié)束語
隨著提高質(zhì)量和效率的焊接機(jī)械化和自動(dòng)化水平的不斷提高，焊接機(jī)械手、機(jī)器人工作站等的推廣應(yīng)用， 焊接工藝及焊接裝備的現(xiàn)代化， 必將推進(jìn)我國鐵路機(jī)車車輛制造業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程，也必將提升我國鐵路機(jī)車車輛工廠與國際鐵路供應(yīng)商競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。對(duì)于新的應(yīng)用鋼種和工藝方法， 必須要有相匹配的焊接材料，從發(fā)展趨勢(shì)看， 藥芯焊絲、燒結(jié)焊劑、低飛濺氣體保護(hù)焊實(shí)芯焊絲、高強(qiáng)鋼用焊材、低溫鋼用焊材、耐熱鋼用焊材、不銹鋼用焊材等高技術(shù)含量產(chǎn)品是鐵路機(jī)車車輛用焊接材料的主要方向。
參考文獻(xiàn)：
[1] 王振民 換熱器管板的全位置自動(dòng)化焊接工藝 [期刊論文] 《華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)》2010年5期
[2] 王克鴻重型車輛計(jì)算機(jī)輔助焊接工藝自動(dòng)設(shè)計(jì)系統(tǒng) [期刊論文]《焊接學(xué)報(bào)》 2005年10期
關(guān)鍵詞：管道，焊接，新技術(shù)
當(dāng)前管道的工作參數(shù)得到了很大的改變，其使用領(lǐng)域正在逐漸擴(kuò)展,這就使得焊接技術(shù)的要求變得更加嚴(yán)格。最為常用的焊接方法、焊接工藝、焊接材料、焊接設(shè)備等方面的使用情況得到了很大的改進(jìn)，而在高效、低耗、低污染等方面的要求也有所提升。隨著技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)不斷加大，焊接工作者面臨的焊接技術(shù)難題也會(huì)越來越復(fù)雜，這就需要積極研究出新的焊接方法，運(yùn)用先進(jìn)的焊接技術(shù)投入到工業(yè)生產(chǎn)中，促進(jìn)管道的焊接技術(shù)得到顯著的改進(jìn)。
1.當(dāng)前管道焊接施工面臨的相關(guān)問題
1.1現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)焊縫的焊接
低C微合金控軋及加速冷卻后將會(huì)出現(xiàn)管線鋼，且力學(xué)性能較強(qiáng)。但焊縫是屬于電弧熔化的一種組織形式，其強(qiáng)韌性匹配程度水平較低，在使用過程中倘若與母材韌性匹配存在著很大的難度。在經(jīng)過X80管線鋼的相關(guān)檢驗(yàn)后得出,當(dāng)管線鋼強(qiáng)度級(jí)別增強(qiáng)時(shí)，其環(huán)焊接頭達(dá)到高強(qiáng)匹配的難度將逐漸增加。這就使得管線鋼強(qiáng)度的大大增強(qiáng)，給研制高強(qiáng)度、高韌性焊接材料造成了較大的麻煩,而現(xiàn)場(chǎng)環(huán)焊縫的焊接對(duì)于高強(qiáng)度管線鋼運(yùn)用有著很大的阻礙。
1.2管道建設(shè)的焊接工藝
焊接施工作業(yè)點(diǎn)對(duì)于整個(gè)管道建設(shè)而言，其能夠出現(xiàn)不同情況的變化，由于自然環(huán)境出現(xiàn)的清理復(fù)雜，使得長(zhǎng)輸管道的施工常出現(xiàn)很多不同的因素影響，如：人文環(huán)境、地質(zhì)形貌、氣候條件等。管道施工的焊接工藝要想達(dá)到各種焊接環(huán)境的需要，就必須保證管道施工的焊接工藝呈現(xiàn)多種形式。但是當(dāng)前管道環(huán)焊縫最為普遍運(yùn)用等不斷變化的同時(shí)，焊接施工勞動(dòng)強(qiáng)度也會(huì)隨之增強(qiáng)，當(dāng)前的自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊工藝卻難以滿足今后的管道建設(shè)需要。
1.3高效率的根焊方法的不斷開發(fā)
管道焊接施工大多采用流水作業(yè)方式,根焊完成的速度決定了整條管道建設(shè)的效率。而焊部焊縫中的未熔合、未焊透、咬邊、內(nèi)凹等缺欠是影響管道安全的重要因素。因此,根焊的質(zhì)量和速度是管道建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前管道建設(shè)常采用的根焊方法有纖維素焊條電弧焊、數(shù)字電源熔化極氣保護(hù)半自動(dòng)焊和內(nèi)焊機(jī)熔化極氣保護(hù)自動(dòng)焊等,幾種方法在焊接工藝性、焊接質(zhì)量和焊接速度等方面各有所長(zhǎng)。管道技術(shù)人員仍在不斷開發(fā)新的高質(zhì)量、高效率的根焊方法。
2.管道中常用兩種焊接工藝的對(duì)比分析
2.1纖維素型焊條下向電弧焊焊接工藝
纖維素型焊條在使用過程中其電弧吹力大，且工藝效果顯著，能夠在單面焊雙面成型的根部焊接中發(fā)揮作用。自保護(hù)藥芯焊絲由于半自動(dòng)焊，其操作形式較為優(yōu)越，且位置能夠快速成型，熔敷性能好，使得焊工對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)很好的把握。這類形式的焊接方法主要用在野外環(huán)境下的施工，在當(dāng)前的管道焊接施工中也是極為普遍的方式。伴隨著管道輸送壓力和鋼管強(qiáng)度級(jí)別的有所改善，給環(huán)焊縫的強(qiáng)韌性制定了更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，難以滿足自保護(hù)藥芯焊絲產(chǎn)品的生產(chǎn)需要。
2.2熔化極氣體保護(hù)下向自動(dòng)焊工藝
熔化極氣保護(hù)焊過程中，在焊接區(qū)中的優(yōu)越性體現(xiàn)在維護(hù)邊界,生產(chǎn)快速，能夠?qū)嵤┳詣?dòng)化生產(chǎn)，且采取必要的全位置焊接。這使得該技術(shù)在長(zhǎng)輸管道焊接中的自動(dòng)化焊接方面得到了充分的運(yùn)用。自動(dòng)焊焊接的特點(diǎn)在于效率高、消耗低、穩(wěn)定型好，對(duì)于惡劣的環(huán)境條件中使用效果顯著。對(duì)于坡口形式的標(biāo)準(zhǔn)更加高，當(dāng)其難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)需要時(shí)，則將導(dǎo)致管口組織的精度較差，導(dǎo)致燒穿、未焊透、未熔合等問題。這就需要在焊接施工現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合配管端坡口的相關(guān)形式做好處理，以保證最終的精度達(dá)到相關(guān)的要求。但在外界因素的影響下，自動(dòng)焊接施工涉及到的范圍較大，而焊接機(jī)組需經(jīng)過一個(gè)調(diào)整時(shí)期，這對(duì)改正焊接作用的發(fā)揮有著很大的阻礙作用。
3.大直徑厚壁管的高效焊接法
當(dāng)管道的形式屬于全焊結(jié)構(gòu)時(shí)，其焊接工作的勞動(dòng)強(qiáng)度將變得更強(qiáng)，且在質(zhì)量方面的標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)大大提升。但焊接工作者在施工過程中根據(jù)自己的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行研究，取得了客觀的技術(shù)進(jìn)步。而在輸送管線工作參數(shù)積極改進(jìn)的當(dāng)前,對(duì)大直徑厚壁管的要求更為嚴(yán)格。在生產(chǎn)過程中主要是運(yùn)用把鋼板壓制成形的方式，這樣才能保證管道的使用性能不會(huì)被影響。針對(duì)厚壁管焊接工作量較大這一問題，需要使用串列電弧高速埋弧焊來增加鋼管的產(chǎn)量。對(duì)于5絲埋弧焊焊接16 mm厚壁管外縱縫而言，其最高焊接速度能夠達(dá)到156m/h，而焊接38mm厚壁管外縱縫的速度則達(dá)100m/h。
4.大直徑管對(duì)接全位置TIG焊機(jī)
對(duì)于我國的管道生產(chǎn)企業(yè)而言，很多中型企業(yè)的焊接機(jī)械化、自動(dòng)化水平已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)較高的臺(tái)階。焊接機(jī)械化主要是說焊接機(jī)頭的運(yùn)動(dòng)和焊絲的給送通過機(jī)械化的形式來實(shí)現(xiàn)，不需要人工進(jìn)行操作，這就需要在焊接過程中焊頭適當(dāng)調(diào)整接縫中心位置，并對(duì)相關(guān)的焊接操作做好觀察調(diào)整。焊接自動(dòng)化主要是說焊接過程在開始到結(jié)束后這一過程都是通過焊機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。不需要操作工人為改動(dòng)。整個(gè)調(diào)整過程都是在焊機(jī)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)下完成的。論文參考網(wǎng)。由于自適應(yīng)控制系統(tǒng)主要是受到高靈敏傳感器的作用，采用了先進(jìn)的人工智能軟件，這對(duì)于數(shù)據(jù)信息的處理能夠發(fā)揮出明顯的優(yōu)勢(shì)。
大直徑管對(duì)接的全位置TIG焊在當(dāng)前的管道焊接中屬于一項(xiàng)技術(shù)含量較高的操作。當(dāng)前企業(yè)要想培訓(xùn)出技能高度熟練的焊工則需投入較大的資金，并且在焊接質(zhì)量上難以得到保證，產(chǎn)品的焊接質(zhì)量必須靠焊工自己積累的經(jīng)驗(yàn)才能有所提升。為避免焊工技能不足帶來的問題,防止人為因素給產(chǎn)品焊接質(zhì)量造成影響，這就需要采用先進(jìn)的智能操作方式來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。這種自動(dòng)焊管機(jī)能夠在直徑165～1000mm,壁厚7.0～35.0mm的不銹鋼管環(huán)縫中得到有效的處理。焊機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)使用的是視覺和聽覺傳感器，并通過計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)控制。
自適應(yīng)控制和質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)在使用過程中的理論依據(jù)為：自適應(yīng)控制采取視覺傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)后，對(duì)不同的信息或圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)化處理，這樣能夠按照一定的邏輯規(guī)則運(yùn)行，對(duì)焊接情況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察。且焊縫質(zhì)量的監(jiān)控系統(tǒng)則按照激光視頻傳感器,聽覺傳感器、電流傳感器的具體情況來測(cè)定焊接熔池尺寸、焊道形狀，這樣能夠有效提高焊縫質(zhì)量。論文參考網(wǎng)。論文參考網(wǎng)。
安裝視覺傳感器對(duì)于自適應(yīng)控制系統(tǒng)的使用過程有著較大的作用，把所攝取的對(duì)接區(qū)圖像輸送給計(jì)算機(jī)后就能起到很好的顯示作用。掌握計(jì)算機(jī)軟件圖像后，能夠?qū)ζ驴谶吘壍奈恢眠M(jìn)行測(cè)量，便于以后的焊接操作。
攝像機(jī)和激光聚光燈是構(gòu)成激光視頻傳感器的主要部件，主要安裝位置是焊槍后面。其生成的圖像可以對(duì)焊道表面與坡口側(cè)壁之間的角度進(jìn)行測(cè)量估算。而控制系統(tǒng)結(jié)合相關(guān)的信息能夠?qū)崿F(xiàn)焊接參數(shù)的確定。
5.結(jié)束語
科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展使得管道制造企業(yè)研制了很多先進(jìn)的焊接技術(shù)，并且運(yùn)用到了大量的現(xiàn)代化焊接設(shè)備，而焊接生產(chǎn)的工藝水平也在這種環(huán)境下得到了很好的改進(jìn)。各個(gè)管道制造企業(yè)應(yīng)該在生產(chǎn)中積極采用這些技術(shù)，并根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)不斷研發(fā)新的焊接技術(shù)，提高產(chǎn)品的焊接質(zhì)量。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 潘家華.全球能源變換級(jí)管線鋼的發(fā)展趨勢(shì)[ J].焊管, 2008,31(1):9-11.
[2] 王曉香.加快技術(shù)進(jìn)步轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式促進(jìn)我國焊管業(yè)又好又快發(fā)展[J].焊管, 2008,31(1):5-8.
[3] 薛振奎,隋永莉.國內(nèi)外油氣管道焊接施工現(xiàn)狀與展望[J].焊接技術(shù), 2001, 140(30):16-18.
