我國焊接技術(shù)的發(fā)展趨勢
國外專家認(rèn)為：“到2020年焊接仍將是制造業(yè)的重要加工工藝。它是一種精確、可靠、低成本，并且是采用高科技連接材料的方法。目前還沒有其他方法能夠比焊接更為廣泛地應(yīng)用于金屬的連接，并對所焊的產(chǎn)品增加更大的附加值。”
世界鋼及其它金屬產(chǎn)量、品種的不斷增長及其對制品質(zhì)量、性能要求的日益提高，特別是隨著我國的入世及世界制造加工基地向我國不斷轉(zhuǎn)移，作為工業(yè)縫紉和線（材料）的焊割機(jī)和焊絲、焊條的數(shù)量、質(zhì)量和品位及其自動化生產(chǎn)水平，也將有很大提高。按每億噸鋼材需求25萬臺焊機(jī)，我國每年消耗鋼材3億噸（焊接結(jié)構(gòu)約1.2噸），需要焊機(jī)約 75萬臺。不難預(yù)測，今后8-10年內(nèi)它們將會繼續(xù)保持持續(xù)高速發(fā)展。為適應(yīng)國內(nèi)外市場急速發(fā)展和激烈競爭的需求，焊接設(shè)備與制造業(yè)將以市場為目標(biāo)，進(jìn)行傳統(tǒng)、通用產(chǎn)品的改造、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整、質(zhì)量認(rèn)證和規(guī)范管理，組織化規(guī)?；I(yè)化、自動化的批量生產(chǎn)；同時加強(qiáng)對現(xiàn)代焊接技術(shù)的研究開發(fā)，特別是發(fā)展高效、節(jié)能、高性能、優(yōu)質(zhì)和多絲高速焊接設(shè)備、重大裝備及其數(shù)字化控制技術(shù)和新焊接材料，取代進(jìn)口，爭取出口。
1 焊接自動化技術(shù)的現(xiàn)狀與展望
隨著數(shù)字化技術(shù)日益成熟，代表自動焊接技術(shù)的數(shù)字焊機(jī)、數(shù)字化控帽技術(shù)業(yè)已面世并已穩(wěn)步地進(jìn)入市場。三峽工程、西氣東輸工程、航天工程、船舶工程等國家大型基礎(chǔ)工程，有為地促進(jìn)了先進(jìn)焊接特別是焊接自動化技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。汽車及零部件的制造對焊接的自動化程度要求日新月異。我國焊接產(chǎn)業(yè)逐步走向“高效、自動化、智能化”。目前我國的焊接自動化率還不足30%，同發(fā)達(dá)工業(yè)國家的80%差距甚遠(yuǎn)。從20世紀(jì)末國家逐漸在各個行業(yè)推廣自動焊的基礎(chǔ)焊接方式——氣體保護(hù)焊，來取代傳統(tǒng)的手工電弧焊，現(xiàn)已初見成效?？梢灶A(yù)計在未來的10年，國內(nèi)自動化焊接技術(shù)將以前所未有的速度發(fā)展。
2 高效、自動化焊接技術(shù)的現(xiàn)狀
20世紀(jì)90年代，我國焊接界把實現(xiàn)焊接過程的機(jī)械化、自動化作為戰(zhàn)略目標(biāo)，已經(jīng)在各行業(yè)的科技發(fā)展中付諸實施，在發(fā)展焊接生產(chǎn)自動化和過程控制智能化，研究和開發(fā)焊接生產(chǎn)線及柔性制造技術(shù)，發(fā)展應(yīng)用計算機(jī)輔助設(shè)計與制造技術(shù)等方面，取得了長足的進(jìn)步。
(1)熔化極氣體保護(hù)焊逐漸取代手工電弧焊將成為焊接的主流。預(yù)計未來10年內(nèi)，實芯焊絲占焊材消耗量的比例會由現(xiàn)在的15％增長到30％；藥芯焊絲由現(xiàn)在的2％增長到20％；埋弧焊焊材也將在10%的水平上繼續(xù)增長。其中藥芯焊絲的增長幅度顯加大，在未來20年內(nèi)會超過實芯焊絲，最終將成焊接中的主導(dǎo)產(chǎn)品。
(2)高效、節(jié)能并能夠自動調(diào)節(jié)焊接參數(shù)的智能型逆變焊機(jī)將逐漸取代手弧焊機(jī)和普通晶閘管焊機(jī)，而且焊機(jī)的操作趨向于簡單化、智能化，以符合當(dāng)今淡化操作技能的趨勢。
(3)在汽車、造船、工程機(jī)械和航空天等領(lǐng)域，適用于不同場合的智能化焊接機(jī)器人較為廣泛的應(yīng)用，大幅度提高了焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
在我國，目前汽車、船舶、管建、家電等行業(yè)焊接自動化的發(fā)展相對來說較好，僅成都焊研科技有限責(zé)任公司近年來就先后為一汽、東風(fēng)、長豐、徐工、成都神鋼、美的、格蘭仕等多家著名的汽車生產(chǎn)廠、家電生產(chǎn)企業(yè)研制了幾十臺(套)自動化焊接專機(jī)或生產(chǎn)線。其中，為三菱帕杰羅越野車設(shè)計制造的后殼完焊接生產(chǎn)線，整個生產(chǎn)過程由PLC可編程控制器作為中心控制環(huán)節(jié)，大量采用非接觸傳感器件和光電編碼控制環(huán)節(jié)。該生產(chǎn)線通過焊接工位機(jī)械手實現(xiàn)了自動化操控，運(yùn)行規(guī)苑、可靠，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，極大地提高了生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)人員達(dá)80％以上。該生產(chǎn)線被日本專家評價為后橋殼生產(chǎn)亞洲自動化程度最高生產(chǎn)線之一。
推進(jìn)焊接自動化進(jìn)程，學(xué)習(xí)、吸收、借鑒、提高是十分重要的環(huán)節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)有工藝的學(xué)習(xí)和提高。由于現(xiàn)有工藝多為手工操作，有其局限性，但如果在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上利用現(xiàn)代自動化技術(shù)進(jìn)行嫁接改造，往往就可以實現(xiàn)一定的突破。
國外如歐美、日本等發(fā)達(dá)國家早在20世紀(jì)80年代便在石油、化工、造船、建筑、電力、汽車、機(jī)械等行業(yè)采用數(shù)字控制的小車式自動氣保焊機(jī)，代替人工進(jìn)行焊接生產(chǎn)。近年來，國內(nèi)幾家企業(yè)開發(fā)了幾種類似的自動焊接小車，但在結(jié)構(gòu)和功能上均屬低端產(chǎn)品，在數(shù)字控制、焊接參數(shù)預(yù)置和專家系統(tǒng)自動調(diào)用等方面均為空白。成都焊研科技有限公司把開發(fā)適合和滿足我國工業(yè)企業(yè)焊接生產(chǎn)要求的高端自動焊接設(shè)備作為已任，在吸收和借鑒國外先進(jìn)、成熟基礎(chǔ)之上，經(jīng)過近兩年的研制工作，代表自主知識產(chǎn)權(quán)的第一代數(shù)控小車式自動焊樣機(jī)在成都焊研科技有限公司問世。該焊具有攜帶方便、安裝簡單、操控靈活、智能化程度高等特點(diǎn)，通過微機(jī)控制的多種焊接模式和專家程序，可在不同焊接位置滿足多種焊接工藝要求焊縫的焊接。
數(shù)字化控制小車自動焊機(jī)的研制和市場推廣，一方面為石油、化工、造船、電力等行業(yè)提供了同國外同等技術(shù)檔次的國產(chǎn)自動焊接設(shè)備，另一方面為國內(nèi)成功自主研發(fā)高端數(shù)字化焊機(jī)找到了一個切入點(diǎn)，對推動焊接行業(yè)在專用自動焊接設(shè)備的發(fā)展，具有里程碑的重大意義。
3 焊接自動化技術(shù)的展望
電子技術(shù)、計算機(jī)微電子信息和自動化技術(shù)的發(fā)展，推動了焊接自動化技術(shù)的發(fā)展。特別是數(shù)控技術(shù)、柔性制造技術(shù)和信息處理技術(shù)等單元技術(shù)的引入，促進(jìn)了焊接自動化技術(shù)革命性的發(fā)展。
（l）焊接過程控制系統(tǒng)的智能化是焊接自動化的核心問題之一，也是我們未來開展研究的重要方向。我們應(yīng)開展最佳控制方法方面的研究，包括線性和各種非線性控制。最具代表性的是焊接過程的模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，以及專家系統(tǒng)的研究。
（2）焊接柔性化技術(shù)也是我們著力研究的內(nèi)容。在未來的研究中，我們將各種光、機(jī)、電技術(shù)與焊接技術(shù)有機(jī)結(jié)合，以實現(xiàn)焊接的精確化和柔性化。用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)焊接工藝裝備，是提高焊接自動化水平淡的根本途徑。將數(shù)控技術(shù)配以各類焊接機(jī)械設(shè)備，以提高其柔性化水平，是我們當(dāng)前的一個研究方向；另外，焊接機(jī)器人與專家系統(tǒng)的結(jié)合，實現(xiàn)自動路徑規(guī)劃、自動校正軌跡、自動控制熔深等功能，是我們近期研究的重點(diǎn)。
(3)焊接控制系統(tǒng)的集成是人與技術(shù)的集成和焊接技術(shù)與信息技術(shù)的集成．集成系統(tǒng)中信息流和物質(zhì)流是其重要的組成部分，促進(jìn)其有機(jī)地結(jié)合，可大大降低信息量和實時控制的要求。注意發(fā)揮人在控制和臨機(jī)處理的響應(yīng)和判斷能力，建立人機(jī)圣誕的友好界面，使人和自動系統(tǒng)和諧統(tǒng)一，是集成系統(tǒng)的不可低估的因素。
（4）提高焊接電源的可靠性、質(zhì)量穩(wěn)定性和可控性，以及優(yōu)良的動感性，也是我們著重研究的課題。開發(fā)研制具有調(diào)節(jié)電弧運(yùn)動、送絲和焊槍姿態(tài)，能探測焊縫坡開頭、溫度場、熔池狀態(tài)、熔透情況，適時提供焊接規(guī)范參數(shù)的高性能焊機(jī)，并應(yīng)積極開發(fā)焊接過程的計算機(jī)模擬技術(shù)。之，使焊接技術(shù)由“技藝”向“科學(xué)”演變，是實現(xiàn)焊接自動化的一個重要方面。
本世紀(jì)頭10年，將是焊接行業(yè)飛速發(fā)展的有利時期。我們廣大焊接工作者任重而道遠(yuǎn)，務(wù)必樹立知難而上的決心。抓住機(jī)遇，為我國焊接自動化水平的提高而努力奮斗。
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