焊接技术认识与发展

陈华伟

【摘 要】焊接技术作为材料成型重要手段之一，是现代工业生产中不可缺少的重要金属加工工艺。广泛应用于机械、冶金、建筑、船舶、石油化工、骑车、电力、电子、锅炉和压力容器、航空航天和军工等产业部门。焊接要考虑那两个问题，怎样才能焊上，怎样才能焊好。对于发展最早，应用最广的焊条电弧焊来说，有着操作灵活、方便，带焊接都装配要求低，可焊金属材料广等优点，但是也存在焊接质量不易保障，生产率低等缺点。随着焊接技术向着自动化、柔性化和智能化方向发展。出现了埋弧自动焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊等常用电弧焊方法以及一些新兴的从传统的熔化焊接转向固相焊接、精细焊接等特种焊接技术。

【关键词】焊接特点;焊条电弧焊;智能化

被称为“钢铁裁缝”的金属焊接是一种不同于铆接，螺栓连接，键连接、销连接等的一种可以把两种金属工件在分子或原子层面紧密结合在一起的一种连接方式。虽然相对于直接浇注成型来说强度会差一些。但是对于石油化工机械中的一些化工容器、反应塔、加热炉等，就需要利用大量的焊接了。

焊接结构有许多优点：焊接的接头强度高、形式简单，焊接应用范围广、应用场合多，适合制备密闭容器如油罐等，制造大型结构周期短、成本低。但是也有一些缺点：如焊接的结构容易产生气孔、裂纹、夹渣等问题，对性能产生严重影响。焊接的应力和变形易造成裂纹产生，残余应力对其稳定性也会造成极大影响。

焊接要考虑那两个问题，怎样才能焊上，怎样才能焊好。在实验过程中，老师讲到我们我们之中没有一个人能够成功把两块金属焊接在一起。我们实验的是手工电弧焊：引弧方式采用敲击法和划擦法两种方法。在引弧时我注意到很难控制好力度，利用划擦法时动作太快容易发生焊条与焊件黏在一起的情况，或是上拉太快提的太高而引弧失败。在运条过程中要保证运条角度和焊条摆动，在摆动时停留的位置也会影响焊接质量。应确保焊条一直处在焊缝中央，手腕摆动手不动。此外，在焊接时我发现，飞溅比较多。这是因为电弧过长，造成电弧不稳定，飞溅多，熔深浅，易产生气孔。一条质量好的焊缝是由无数个大小一致而又连续不断的熔池凝固而成的，就焊缝外观质量来说，宽窄一致、高低相等、焊波均匀也是与熔池密切相关的。因此，形成正常熔池是操作的核心。

焊接技術发明至今已有百余年的历史，工业生产中的大量重要产品，如石油化工、机械、航空、航天中产品的生产制造都离不开焊接技术。当前，新兴工业的发展迫使焊接技术不断前进，如全自动焊技术，以及焊接机器人。以及一些特种焊接技术。

在西气东输过程中应用的全自动焊技术：在西气东输工程中成功使用的外焊自动根焊技术有：PWT 自动根焊+RMS 自动焊填盖技术和内焊机自动焊技术，自动焊技术在大口径长输管道建设上，拥有无可争议的效率和质量优势。[1]

进入了工业实用阶段得焊接机器人技术：据统计，目前世界拥有的工业机器人中，25%～50%写是用于焊接的，在汽车和金属制品工业中尤为突出。在当今世界性大型的工业展览会中可以看到在代表着人类智慧和进步的工业机器人的发展中，焊接机器人的应用总是占据引人瞩目的地位。这表明了焊接技术正迅速地向着高度机械化、自动化的方向发展。[2]

焊接自动化是实现我国装备制造业由大到强转变的基石，是装备制造业由粗放型、作坊式的经营模式向高技术、集约型转变的重要标志。通过焊接自动化工艺技术装备，可以提高

焊接加工效率和质量、降低能源和材料消耗、节约成本、减轻工人的劳动强度、改善作业环境，从而对提高企业核心竞争力，实现可持续性发展具有重要意义。我国焊接自动化的产业升级具有必然性，具体体现在以下方面：

（1）、提高焊接效率

焊接加工是中国制造企业最主要的加工手段之一，研究数据统计，以焊接工艺为主导的制造企业焊接工时约占产品制造总工时的 10%-30%，焊接成本约占产品制造总成本的 20-30%，企业从事焊接工作的人员数量约占全体员工的20-30%。提高焊接加工的自动化水平，对企业节约成本，提高效率并实现可持续性高速发展具有重要意义。以工程机械典型结构件为例，焊接机器人工作站的工作效率为手工焊接的5倍，大幅提高生产效率的同时降低了操作者的劳动强度。

（2）、提升产品质量

在采用手工焊接工艺的制造过程中，人工控制焊接过程（起弧、收弧、焊接轨迹及参数设置等）的不准确、不稳定导致焊缝成型不好，容易在焊接部位产生气孔、裂纹、未熔合等缺陷。在采用自动化焊接工艺的制造过程中，电弧燃烧稳定，连结处成分均匀，焊缝成型好、焊缝接头少、填充金属熔敷率高。焊接工艺参数实现了自动化的存储与输出，可以保证工艺参数的准确性，保证特殊焊接要求的实现和焊缝质量的重现性。由于焊接自动化在提升产品质量方面具有优势，自动化焊接已经开始逐步取代手工焊接成为焊接加工的主要方法。

（3）、降低营运成本

随着劳动力成本的不断上升，焊接自动化装备性能、效率的不断提高以及价格的逐渐降低，自动化焊接和手工焊接相比较长期来看具有成本优势，同时，焊接自动化装备具有的高效率、高稳定性优势使得制造厂商可以较快的收回焊接系统的投入成本并提高焊接质量。

（4）、改善操作环境

手工操作的焊接作业被公认为是一种有害的作业工种，2002年由卫生部和劳动保障部公布的我国法定职业病目录中，正式列入了电焊工尘肺、电光性眼炎等焊接职业病，同时还列入了对焊接职业可能产生危害的锰及其化合物中毒、一氧化碳中毒、职业性放射性疾病、电光性皮炎及金属烟热等职业病。焊接自动化装备将手工操作变为自动化机械操作，操作工人远离焊接现场，能够避免上述职业病的发生，同时工人劳动强度也得到了极大降低。通过焊接自动化装备与自动传输系统、自动化检测等其他系统的配套，可组成自动生产线，能够极大改善生产车间内的整体环境状况。

中国改革开放30年经济建设取得了巨大的进步，与焊接行业相关的各个领域这些年来进步非常快，中国的经济条件、工业基础、产业工人的技能和素质、企业的理念和管理水平也达到了较高的水平，所以中国焊接产业已具备了向自动化、智能化快速发展的前提条件。

近年来随着制造业的蓬勃发展，提高焊接生产的生产率，保证产品质量，实现焊接生产的自动化和智能化越来越受到焊接生产企业的重视。自动化技术涉及到多个交叉学科，因此，焊接的自动化的发展必然带来整个制造业生产效率的提高，其综合应用的分析和研究，对促进现代科技体系的发展，具有一定的理论意义和实际意义。可以预测，中国焊接产业的自动化、智能化时代已经到来！

参考文献：

[1] 吴立斌.管道焊接技术的发展及对未来的展望[J].2004年《电焊机》杂志增刊，2004：141.

[2] 张厚泼.中国焊接技术现状及未来发展趋势[J].《科学与财富》，2014，5：61

[3] 关桥.我国现代运载工具制造工程中的特种焊接技术[J].《与时俱进 追求卓越——中国机械工程学会焊接学会四十周年、中国焊接协会十五周年纪念文集》，2002：49

（作者身份证号码：32091119681117155X）