現(xiàn)代焊接技術的發(fā)展現(xiàn)狀及前景
- 2018-11-27 13:20:00
- 陸啟蒙 原創(chuàng)
- 24114
就我國現(xiàn)階段的工業(yè)化發(fā)展情況來說,焊接廣泛應用于多種材料的連接,而隨著高新技術的不斷發(fā)展,原來的傳統(tǒng)焊接方式也轉化為激光、電子束焊等先進的焊接技術??梢哉f,無論是在建筑行業(yè),還是車輛、機械、醫(yī)療設備等方面,離開焊接技術是根本無法運轉的。而隨著與國外交流的增多,現(xiàn)代焊接技術已經(jīng)有了異種材料的非金屬材料的連接技術,而在產(chǎn)品表面設計方面也有了更好的創(chuàng)新制作方法,可以說,焊接技術的發(fā)展前景是非常光明的,焊接技術的未來充滿了希望。
1 現(xiàn)代焊接技術的發(fā)展現(xiàn)狀
近年來,經(jīng)濟帶動了制造業(yè)的發(fā)展,焊接技術也隨之有了極大的進步,焊接產(chǎn)品的效率也越來越高,而現(xiàn)在如何在保證產(chǎn)品質量的前提之下實現(xiàn)焊接生產(chǎn)自動化和智能化已經(jīng)成為焊接行業(yè)的重要任務?,F(xiàn)代高新技術比如說智能控制技術、圖像處理與傳感器技術等融入焊接技術,使得現(xiàn)代焊接技術有了更為切合時代潮流的發(fā)展。
1.1 焊接生產(chǎn)自動化和智能化發(fā)展
焊接行業(yè)的智能化發(fā)展主要是體現(xiàn)在焊接智能機器人的發(fā)展,焊接自動化水平在一定程度上可以理解為焊接智能機器人的發(fā)展水平。目前使用最為廣泛的焊接機器人是示教再現(xiàn)型,即由人工引導機器人末端執(zhí)行器(安裝于機器人關節(jié)結構末端的夾持器、工具、焊槍、噴槍等),或由人工操作導引機械模擬裝置,或用示教盒(與控制系統(tǒng)相連接的一種手持裝置,用以對機器人進行編程或使之運動)來使機器人完成預期的動作,由于此類機器人的編程通過實時在線示教程序來實現(xiàn),而機器人本身憑記憶操作,故能不斷重復出現(xiàn)。這就形成了焊接智能機器人的自動化焊接過程。
1.2 焊接工藝高速高效化
為實現(xiàn)焊接行業(yè)的進一步發(fā)展,需要優(yōu)化現(xiàn)今的焊接工藝,將傳統(tǒng)的焊接工藝轉化為高速、高效、高質量的焊接工藝。而國內外也在焊接工藝的優(yōu)化上投入了較多的精力,現(xiàn)今已經(jīng)在活性化焊接工藝、多元氣體保護焊接工藝上取得了不錯的成效。而在焊接速度的研究也有了長足的進步,現(xiàn)今已經(jīng)可以達到 1.8m/min,大大提升了焊接產(chǎn)品的效率。而隨著國外在數(shù)字化焊接電源和高新信息處理技術上的關注,中國市場也逐漸引入相關先進產(chǎn)品和技術。數(shù)字化焊接電源解決了原先較為刻板的剛性化控制,能夠實現(xiàn)對焊接過程的柔性化控制以及多功能集成,而對焊接的精度、焊接過程系統(tǒng)的穩(wěn)定性、產(chǎn)品的一致性、產(chǎn)品升級流程等方面都有更高的要求,能夠對現(xiàn)代焊接技術的發(fā)展有更好的幫助,使得焊接工藝實現(xiàn)高速和高效化。
1.3 焊接質量的優(yōu)化保證
對于焊接產(chǎn)品來說,最為重要的就是焊接質量,若是焊接質量不盡如人意,對于產(chǎn)品日后的使用壽命是非常有限制的,而焊縫跟蹤技術對于控制焊接質量是非常關鍵的。在焊縫跟蹤技術方面,焊接行業(yè)投入的比較多,也已經(jīng)有了較為成熟的技術。比如說較為先進的熔滴過渡控制現(xiàn)今由于引入了數(shù)字化焊接電源,并且在系統(tǒng)上使用了先進的電子元件,使得對熔淌控制上更為得心應手,在這方面的應用上也絲毫不輸于國外先進水平,這在焊接行業(yè)是非常重要的部分,是保證焊接產(chǎn)品質量的重要技術。
1.4 焊接技術現(xiàn)代先進發(fā)展
現(xiàn)代焊接技術隨著與國外先進技術的不斷交流與分享,已經(jīng)達到一個較高的水準,以下筆者將以激光焊接為例闡述其優(yōu)點與新進展。激光焊接技術屬于熔融焊接的部分,它是以激光束為能源,直接沖擊在焊件接頭上,這種焊接方式對于確定焊件位置的要求是非常高的,需要極為精確,需要保證焊件位置在激光束的聚焦范圍內。激光焊接的最大可焊厚度是有限制的,一般滲透厚度超過 19mm的工件是不建議激光焊接的,不僅對于焊接技術有較大的困難,對于焊件產(chǎn)品本身也不容易有較好的焊接質量。此外,激光焊接具有高反射性及高導熱性,焊接性很容易受激光所改變,當使用極高能量的激光束進行焊接時,需要使用等離子控制器將熔池周圍的離子化氣體驅除,以確保焊道的再出現(xiàn),如此才能完成焊接過程。激光焊接在焊接技術上屬于能量轉換效率十分低,一般最高也只有 10%左右,而且焊道在快速凝固的狀態(tài)下,可能會有氣孔及脆化的問題,特別是進行激光焊接所需的設備是較為昂貴的。為了消除或減少激光焊接的缺陷,使得焊接效率和焊接質量更高,焊接領域內先進工作者提出了一些較有建設性的意見,就是用其他熱源與激光進行復合焊接,復合焊接的方式主要有激光與電弧、激光與等離子弧、激光與感應熱源等,這種復合焊接的方式使得焊接能量轉換效率更高,使得焊接質量更好,對于焊接技術的發(fā)展是極其有幫助的。
2 現(xiàn)代焊接技術的未來發(fā)展展望
現(xiàn)代焊接技術雖已經(jīng)處于一個較為先進的發(fā)展水平,但仍是有發(fā)展之處的,展望未來,針對現(xiàn)代焊接技術面臨的困難與任務,筆者有以下三點建議:
2.1 尋求解決焊接制約新材料的途徑
焊接技術發(fā)展到一定水平后,開發(fā)新材料也逐漸進入了焊接領域工作者的視線,主要是從材料研制和焊接科技兩方面來入手。先進的新材料對于焊接技術來說不一定是好的,它的可焊接性、材料的性能都是需要重新估量的,而往往材料的高性能和其可焊接性都是相互矛盾的。鑒于此種情況,為解決此矛盾,焊接行業(yè)工程師需要和材料研究工程師密切聯(lián)系與合作,將新型材料納入到焊接材料中去,使得焊接產(chǎn)品質量更好,焊接效率更高,焊接領域整體發(fā)展水平更上一層樓。
2.2 著力提高焊接產(chǎn)品質量
焊接產(chǎn)品的質量和焊接的質量是息息相關的,為了提高焊接產(chǎn)品的質量,需要從思想上消除焊接是制造焊接產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)的錯誤思想,在此基礎上,焊接工藝工程師需要研究更好的焊接工藝,改善焊接工藝中的漏洞,進一步提高焊接質量,改善焊接產(chǎn)品的性能。
2.3 改善焊接領域整體環(huán)境
在大眾的視野里,焊接領域一直是較為“臟亂差”的代表,這也阻止了更多的高素質人才邁入焊接行業(yè)發(fā)光發(fā)熱,貢獻自己的才華。而焊接行業(yè)需要注重自己的行業(yè)形象,盡可能減少煙塵、噪音、輻射等的影響,創(chuàng)造感覺整潔的整體焊接環(huán)境,這樣的工作環(huán)境才能更具吸引力。而現(xiàn)代焊接行業(yè)對于焊接自動化的重視,及其焊接機器人的進一步投入研究,相信對于改變傳統(tǒng)焊接行業(yè)的形象是十分有幫助的,也會有更多的年輕科技工作者愿意踏入焊接行業(yè)領域,讓焊接行業(yè)有更好的發(fā)展。
3 結語
在我國仍處于工業(yè)占主導行業(yè)的狀況下,現(xiàn)代焊接技術對于工業(yè)的推動發(fā)展作用是不言而喻的。隨著經(jīng)濟技術的發(fā)展,越來越多的研究者和科學家將重點放在了探究焊接新材料的角度上,這對于我們現(xiàn)今焊接行業(yè)的現(xiàn)狀來說是非常值得期待的,是尚未深入接觸過的領域,若是能在新材料上取得讓國內外矚目的研究成果,這將是焊接領域幾十年來的一場革命。
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