焊接机械手在制冷压力容器领域的应用探讨

范胜海 王景东 刘安琦

摘 要： 随着我国制造业的发展，焊接机械手在主要应用领域的汽车及汽车零部件制造业的装配量快速增长上升；但是在制冷压力容器领域几乎还是很少，传统的焊接方法依然占据80%以上，主要还是由于焊接机械手对前序的组队工艺要求高，将焊接机械手引入制冷压力容器领域，可以显著提高焊接质量，提高生产率，把工人从恶劣的作业环境中解放出来。文章围绕机械手技术在制冷压力容器领域中的应用，提出了相应的应用策略分析。

关键词： 焊接机械手；制冷压力容器；应用

0 引言

随着我国经济的不断发展，带动了居民生活水平的提高，再次基础上制冷行业逐渐成为了不可缺少的一部分。然而，再起发展的过程中，也面临了一些问题，生产效率低依然是制约制冷行业发展的一大要素。深究其原因，主要与其劳动生产模式有关。因此为了提高制冷行业的生产效率，应采用自动化、智能化生产制造技术。在2015年我国在《中国制造2025》中提出的中国制造观念，完成中国制造由大变强的战略任务。为此，文章中针对制冷压力容器领域应用工业焊接机械手，并对其应用策略进行了分析。

1 机械手技术在生产中的应用

1.1 机械手技术应用概述

机械手技术是结合科学技术生产的一种先进操作技术。同时也体现了科学技术的现代化，机械手具备的定位、编程等功能，也为工业的生产提供了一定的便利。将机械手技术应用于制冷压力容器领域，可以全面取代手工劳动力，在科学技术的基础上进行设备焊接工作，进而实现基本的作业流程。然而今年来收到人力资源成本的大幅度提高，以及国家战略任务要求，一些企业逐渐认识到机械手技术的重要性，开始注重机械手自动化设备的更新。在制冷压力容器领域采用焊接机器手，使生产过程逐渐走向机械化、自动化以及智能化。

1.2焊接机器手的特点

机械手焊接是使用机械化可编程工具（机械手），通过执行焊接和处理零件来完全自动化焊接过程。诸如气体保护金属电弧焊接之类的工艺虽然通常是自动化的，但并不一定等同于机械手焊接，因为操作人员有时准备要焊接的材料。机械手焊接通常用于汽车工业等高产应用中的电阻点焊和电弧焊。

机械手焊接是一种相对较新的机械手应用，尽管机械手在20世纪60年代首次引入美国工业。直到20世纪80年代，当汽车工业开始广泛使用机械手进行点焊时，机械手在焊接中的应用并没有起飞。从那时起，工业中使用的机械手数量和应用数量都大大增加。2005年，北美工业使用了超过12万台机械手，其中大约一半用于焊接。增长主要受高设备成本的限制，以及由此导致的对高产量应用的限制。机械手电弧焊最近刚刚开始增长，已经占据了工业机械手应用的20%左右。弧焊机械手的主要部件是机械手或机械单元和控制器，它们充当机械手的“大脑”。机械手是使机械手移动的原因，这些系统的设计可以分为几种常见类型，例如SCARA和直角坐标机械手，它们使用不同的坐标系来指引机器的手臂。

机械手可以焊接预编程的位置，由机器视觉引导，或通过两种方法的组合。然而，机械手焊接的许多优点已被证明使其成为帮助许多原始设备制造商提高准确性，重复性和产量的技术；

2 焊接机器手在制冷压力容器领域的运用策略

焊接机械手在制冷行业中的运用主要可以体现在需要人工完成的部位焊接之处，例如蒸发器以及压缩机等连接设备的焊接，之前采用的是人工焊接的形式，然而当机械手技术逐渐普及之后，焊接机械手便逐渐在其中发挥了作用。因为运动焊接机械手在制冷行业中的作业较为繁琐，加上部分焊接精度要求较高，普通的工人无法完全的圣人该工作，初次之外，在汉街时产生的火花以及电弧等会对人体产生一定的危害，另外，焊接技术之大、质量与数量的要求均较高，这也造成了对机械手技术的需求。焊接机械手在运动的过程中将传统的焊接技术全面突破，使用更为柔和的焊接技术。冷压力容器焊接要求制冷压力容器主要是指以液化气体为制冷剂、设计压力不高于4.0MPa、设计温度不高于200摄氏度的制冷装置。容器主要受压部分的焊接接头分为A、B、C、D四类。（如图1所示）焊缝表面不得有裂纹、未熔合、气孔、弧坑、等缺陷和飞溅物。

在压力容器组装时，需要对容器的不同部位进行焊接，焊缝类型较多，在焊接生产过程中往往涉及到多种自动焊接设备，如何使得焊接设备具有自动化、智能化功效，从而提高压力容器焊接自动化程度，提高焊接质量、改善劳动条件、提高劳动生产率，已成为所有焊接工作者的强烈愿望。

采用焊接机械手焊接制冷压力容器，根据不同的工件及焊缝接头，选择合适的焊接参数，并利用设备自带焊缝跟踪功能，焊缝外观得到极大改善。

3运用焊接机械手的优势

焊接机械手的运用，相较于传的制冷压力容器焊接领域的生产，会大大的提高生产效率，具体可以从以下几个方面全面体现自动化的意义：

（1）提升了焊接的质量，与人工焊接相比焊缝更加均匀；

（2）全面优化了人工焊机的环境，一些人工无法作业的环境可以由机械手完成；

（3）降低了施工的成本费用，减少了人工焊接的费用；

（4）全面提升工作效率，在保证机械手运行状态的前提下可以连续工作；

（5）实现了焊接的自动化。

4结论

（1）采用上述的焊接工艺参数所焊的试件，经过焊接工艺评定，符合压力容器的相关安全技术规范要求，表明此工艺方法可以应用于压力容器的焊接生产中。

（2）由于焊接机械手的投入使用，焊接的压力容器数量是原先的5倍，相当于原5个焊工手动的日焊接量，极大地提高了生产效率，减轻了工人的劳动强度；且焊缝外观优于人工的焊接，提高了生产质量。

（3）焊缝跟踪是焊接自动化控制系统的一个重要组成部分，对实现压力容器生产过程的焊接自动化意义深远，有效提高了焊接接头的焊缝成形，降低了焊接接头的返修成本。

（4）该批产品的制造质量符合《压力容器安全技术监察规程》、GB150-2011《压力容器》、JB/T4730-2005《承压设备无损检测》及设计图纸的规定要求。

本文章针对制冷行业转型升级，在生产过程中采用机械手技术，从几方面对其应用的优势进行分析。围绕机械手技术在制冷压力容器领域中的应用，提出了相应的应用策略分析。希望本次通过文章中的分析，进一步加快工业生产效率的智能化进程，早日实现中国制造由大变强的战略任务。■

参考文献

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[3]陈琳.市政给排水工程施工中长距离顶管施工技术研究[J].科技与创新，2014（15）：81-82.

作者简介：姓名：范勝海（1981.2.24），性别：男，民族：汉族，籍贯：辽宁省大连市，学历：本科，毕业于，辽宁工程技术大学，现有职称，中级工程师研究方向：制冷空调的质量提升。