自动化焊接技术在机械制造中的实践

时间：2024-05-18

肖传栋于海霞许少娟

(大连理工大学城市学院辽宁大连 116000)

21世纪，机械加工工艺日趋智能化和自动化，在机械产品加工过程中，会依托自动化技术与智能制造模式，借助计算机网络平台量化机械加工流程，结合机械产品质量标准，设定网络程序，根据机械加工进度，下达相关指令，并全面采集机械加工生产信息，对机械加工生产流程予以全面监督，持续推进机械加工工艺的转型与升级。目前，实现自动化焊接技术和机械加工制造的紧密结合，有助于优化焊接工艺，确保机械设备结构组合的牢固性与紧密性，进一步改善机械产品质量，推动机械行业的良好发展。本文将简单介绍自动化焊接技术，系统论述自动化焊接技术在机械制造中的实践方案，并综合探讨如何提高自动化焊接技术应用效果。

1 自动化焊接技术

从基本技术组合来看，自动化焊接技术属于自动化技术与机械化技术的组合体，在机械制造工作中，运用自动化焊接技术能够克服人工焊接的多种缺陷。一般来讲，人工焊接质量会受到多种人为因素的影响，焊接技术人员通常要进行前后左右等不同方向的移动，略有偏差，就会严重影响焊接质量，进而导致机械产品不符合标准要求。如果机械设备焊接的稳固性和紧密性不足，在后期应用中就很容易引发安全隐患，严重缩短了机械设备使用寿命。在运用自动化焊接技术开展机械制造工作期间，通常会在所对应的平台上对焊接工具实施固定，启用自动化系统（事先设置好系统参数）对焊接设备实施自动控制，代替传统人工作业，降低人为性偏差，有效提高焊接质量[1]。

从应用效果来看，自动化焊接技术有以下3 项基本特征。

1.1 自动化焊接技术具备自动化与智能化特征

在信息时代，焊接技术融合了智能化技术、大数据技术、自动化控制技术等多种先进技术，因此，在运用自动化焊接技术开展机械加工制造作业，能够体现出显著的自动化与智能化特征，有序做好复杂的焊接作业，提高机械产品加工质量。目前，在实施焊接技术智能化控制的过程中，工作人员为了满足机械产品精度需求，会综合兼顾处理加工件接缝装配作业时存在的间隙性误差，维护加工件的性质稳定性，避免加工件的形状发生变化。与此同时，工作人员会将传感技术与自动化焊接技术结合使用，启动先进的控制系统，着重体现当代焊接工艺的高层次效果。一般来讲，在传感技术应用中，首先要设置好传感互联网系统对自动化焊接进行控制，这样不仅可以确保机械零件产品加工精度，提升加工效率，而且有助于推动机械制造产业升级。当代机械制造企业会充分借助传感技术做好传感互联网系统设置工作，然后运用该系统对机械产品加工生产环节实施全过程监测，完整收集机械制造信息，促进所有加工流程的紧密衔接。其次，在机械加工制造作业中，要充分借助传感技术对机械产品加工方案与焊接工艺进行优化和调整，及时收集和分析机械生产加工与焊接流程的动态信息。最后，要借助传感技术构建完善的机械加工生产管理系统，优化本系统功能，设置好机械产品加工模块，通过构建数据模型设计机械产品加工方案，对机械加工过程进行监测与分析，及时调整加工策略，充分确保机械产品焊接质量与加工精度。

1.2 双高特征

这一特征是指运用自动化焊接技术开展机械制造工作，能够满足机械产品的高质量需求和高精度需求，尽可能降低和消除误差，充分确保机械产品的精度。在机械焊接工作中，发挥自动化焊接技术的优势，可以实现精准定位，合理控制误差（通常会将误差值控制到0.1 mm以内），从而充分确保机械产品的高质量和高精度标准。

1.3 功能集成化和一体化特征

自动化焊接技术可借助计算机网络技术，对机械产品生产制造作业实施全过程、自动化管理和控制，实现脱机生产与远程监控指导，确保规范操作，进一步简化传统工序，大幅度提高机械产品加工效率[2]。如果设备出现故障，就可以运用计算机软件迅速识别故障类型和原因，为机械设备的及时维修提供参考，进一步优化机械设备性能。

2 自动化焊接技术在机械制造中的实践方案

2.1 在精密零件焊接工作中的应用方案

基于机械自动化模式下，机械加工工艺对零件加工精度的影响主要体现在以下3个方面。

2.1.1 车床运行产生的影响

在机械零件自动化加工中，必然会使用车床，车床的运行直接关系着零件加工精度。在本世纪，随着机械加工工艺数字化与自动化的发展，机械加工制造企业会针对车床运行采取数控编程模式，提高编程技术，以此改善车床运行状况，确保零件产品精度[3]。

2.1.2 加工刀具产生的影响

零件加工精度在很大程度上由加工刀具决定，在不同加工流程，所选用的刀具各异。简而言之，在零件轮廓处理中，会选用尖型刀具，在零件外表面与内表面处理工作中，会使用圆形弧刀。在刀具使用过程中，需要根据不同加工作业质量要求，选择相匹配的刀具类型与规格。刀具随着使用时间的推移，难免会磨损，因此，要备用数量充足的刀具[3]。

2.1.3 模块设计产生的影响

在数字化和自动化加工模式下，机械加工制造企业对零件加工作业设置相应的模块，不同零件所匹配的模块不尽相同。为了确保零件加工精度，企业会注重优化模块设计方案。对于机械产品精密零件焊接工作来说，如果使用传统人工焊接模式，就很容易滋生更大的误差，无法确保零件的高精度标准，严重影响零件产品质量。因此，需要充分发挥自动化焊接技术的作用，克服人工焊接的缺陷，优化焊接质量，避免零件在焊接期间出现严重的变形，充分确保精密零件的焊接质量。目前，焊接技术人员为了提升零件产品的精度，会在焊接工作中启用激光焊接技术，降低焊接点的范围，充分确保零件焊接的精准度。

2.2 运用自动化焊接技术做好机器人焊接工作

随着机械自动化生产模式的普及，工业智能机器人也被应用于机械制造工作中，从而有效减轻了大量的人工作业负担，提高了机械生产效率，使机械产品加工精度与质量得以有效提升。很多企业用该技术代替了大量的人工作业，在多个方面均发挥着作用。机械制造企业会借助工业智能机器人模糊控制与神经网络计算技术对机械加工生产模拟系统参数实施仿真（仿真思维模式为人工化思维），帮助本企业制订更合理的生产方案[4]。需要注意的是，发挥工业智能机器人的作用，必须正确运用自动化技术做好机器人焊接工作，为机械行业奠定更为先进、完善的技术体系。工业智能机器人这种设备对焊接的精度要求非常高，其焊接工作中会融合数字化技术，确保工业智能机器人的整体焊接质量，辅助机械制造企业提高工作效率，简化流程，节约成本。在运用自动化焊接技术时，会借助计算机软件实施焊接控制，改善机器人的功能，辅助企业完成各种类型的产品加工作业，提高机械制造技术水平，减轻人工作业负担。通常，工业智能机器人的组合零部件体积、种类多，在焊接组装工作中，应发挥自动化焊接技术的优势，尽快组装完整的机器人，大幅度提高工作实效性。

2.3 改善机械产品制造的工作环境

很多机械制造企业注重改善本组织内部工作环境，旨在保护全体工作人员的生命安全，消除危险因素。在焊接工作中，焊接位置会产生很强的电流，焊件的温度会快速升高，受到电弧的影响后，周边空气会出现电离现象，生成刺眼的光线（其中包含强烈的紫外线），这种光线不仅会影响环境质量，而且会严重伤害焊接技术人员的身体，尤其是会伤害眼睛（很容易导致焊接技术人员因此患有急性电光性结膜炎）。在传统焊接模式下，虽然企业会嘱咐焊接技术人员佩戴质量良好的墨镜以保护眼睛，却依然无法消除电离现象与刺眼的光线。这些缺陷可采用自动化焊接技术克服，该技术可以对焊光实施有效控制，减少烟雾含量，进一步改善工作环境，保护焊接技术人员的生命健康。

2.4 提高机械产品加工质量

在开展机械制造作业时，充分发挥自动化焊接技术的优势，有助于提高机械产品制造质量。焊接技术人员会紧密结合焊接标准要求，对各种机械产品的焊接深度进行合理设置，准确定位焊接位置，发挥各项参数的正确引导作用，以此改善焊接效果，确保焊接处的清洁性与光滑度，提高焊缝质量，打造高精度机械产品。

2.5 借助自动化焊接技术做好电源焊接工作

基于自动化焊接模式下，在开展电源焊接作业时，需要匹配好控制系统的接口，根据相关参数运行系统，此时，自动化系统会显示相应的焊接参数。焊接技术人员通常会借助示教器具来传输焊接数据，按照标准要求做好在线校正工作，确保产品的收弧成功率。对于电源焊接作业来说，焊接回收脉冲通常可以将弧度坑填满，为了确保焊接质量，则需要避免凸起问题。与此同时，要确保焊接断电重熔与被覆盖的效果，处理好焊滴脱离与外观焊缝，发挥自动化控制系统的平行摆动作用，提升填充效果，避免焊枪出现漏电与漏油问题。另外，在大多数情况下，焊丝为盘装或者桶装形式，如果所选用的焊丝规格比较大，就要根据实际需求焊接相匹配的安全性电源。

2.6 运用自动化焊接技术提高机械制造工作效率

发挥自动化焊接技术的优势，能够大幅度提高机械产品焊接质量，加快焊接工作速度，促进机械制造工作效率的全面提升。从整体上看，运用自动化焊接技术提高机械制造工作效率，必须紧密结合机械设备与各种零部件的焊接标准质量要求，做好相关参数指令的输入工作，选用技术先进、功能良好、质量优的焊接设备，以促进各项焊接工艺流程的紧密衔接，提高整体焊接效果。在机械零件焊接过程中，焊接技术人员会将自动化焊接技术和工业智能机器人结合使用，根据机械制造工作流程随时发送指令，确保机械产品加工生产作业的规范操作。机械产品加工生产系统在接收到正确的指令以后，会立即实施规范的操控策略，进一步提升机械零件加工精度，规范机械产品自动化焊接操作，对极限属性值进行精确计算[5]。机械制造行业当前所配置的智能机器人属于高端分支技术，在发挥该技术功能的同时，会综合使用自动化控制技术、电子技术、智能传感技术、云计算、大数据等各种先进技术。基于自动化焊接模式下，工业智能机器人能够对人类思维进行高度相似的模仿，通过融合大数据技术来深度分析数据信息，确保判断结果的正确性，从而做好参数匹配工作，代替人工做好机械产品焊接作业，大幅度提高机械制造工作效率。

2.7 运用自动化焊接技术降低材料成本

运用自动化焊接技术代替传统人工焊接模式，不仅可以降低焊接工作难度，减轻人工负担，确保焊接工作高效、安全完成，而且能够实现焊接设备的精准控制，减少材料浪费，降低材料成本。在传统人工模式应用过程中，不少焊接技术人员在选用焊条的过程中，无法准确把握最佳用量，很容易造成焊条的浪费。对此问题，运用自动化焊接技术能进行有效解决，同时避免发生金属飞溅现象，降低焊条的整体消耗量，从而节约大量的材料资源，减少材料成本。

3 如何提高自动化焊接技术应用效果

3.1 融合数控技术

提高自动化焊接技术应用效果，确保机械设备焊接质量，全面优化机械制造工艺，理应深度融合数控技术。目前，数控技术与智能制造系统的结合更加紧密，从而使机械制造生产效率得以显著提高，机械产品各项加工生产环节衔接有序，机械加工管理模式也更加完善，机械设备焊接组合更紧密、牢固。优化数控技术在机械制造工作的应用效果应注重如下几点：首先，要发挥模拟技术的作用，该技术属于高端处理技术，在模拟技术应用中，遵循控制理论，对自动化焊接工艺实施有效控制，以此确保机械产品的高质量与高精度；其次，要发挥三维仿真技术的作用，这样有助于优化焊接模式，准确分析机械产品现存缺陷，科学调整焊接方向与位置，确保焊接精度[6]；最后，提高数控技术在机械产品焊接作业中的应用水平，确保机械产品加工精度，理应借助计算机技术建立智能化制造平台，为机械产品自动化焊接工作编辑正确的网络程序，并运用智能化信息传感技术，对机械零件产品焊接流程信息进行全面收集，做好机械制造直播作业，编制智能化与思维化制造模式，完整收集并集中处理关于机械产品加工制造的各项信息，做好特殊工艺加工指导作业，不断提高机械加工效率与产品精度质量。

3.2 加强机械制造信息化建设

在信息时代，各行业在发展工作中均引进了信息化技术，机械制造企业与时俱进，大力加强信息建设。提高自动化焊接技术应用效果，理应注重加强机械制造信息化建设，把握以下3 项要点：第一，机械制造企业要树立信息化理念，对机械加工制造的各项指标进行细化，重视提高机械零部件生产环境的数字化控制水平，将自动化焊接纳入机械制造信息化系统中，为生产出更先进的机械设备奠定良好的基础；第二，优化机械制造系统软硬件设备，促进软件和硬件的深度融合，配置先进的服务器，改善计算机的性能，优化运单存储体系，匹配良好的网络电缆。在开展自动化焊接工作时，要对软硬件的融合可行性进行分析，拟定科学的焊接计划，确保各种机械产品加工作业能顺利完成；第三，设置科学的统计技术指标，为机械制造工作建立智能化管理模式，对所有管理数据进行整合收集，为自动化焊接技术的正确应用建立数据库。

3.3 提高焊接技术人员的专业技能

做好自动化焊接作业，提高机械设备结构的牢固性与安全性，延长机械产品使用寿命，离不开经验丰富、技能娴熟的焊接技术人员。因此，机械制造企业应严格按照自动化焊接技术标准要求，不断提高焊接技术人员的专业技能，做好相关培训工作。一般来讲，在焊接技术人员培训工作中，应注意把握两项要点：第一，引导焊接技术人员树立规范操作意识，转变人工焊接思维，认真学习自动化焊接技术相关理论知识，并通过实训来促进理论实践一体化培训，不断提高焊接技术人员的操作技能；第二，做好焊接技术人员的培训考核工作，将自动化焊接理论知识、操作常识、职业道德、操作安全意识与责任意识统一纳入考核标准中。