自动化焊接设备在港口机械设备制造中的应用

胡建

[摘    要]在我国港口事业快速发展的背景下，對港口机械设备制造水平要求不断提升，传统的焊接工艺效率低下，焊接质量不高，已不能满足港口机械结构件焊接加工的实际需要。由于焊接工艺比较落后，产品的生产效率大大下降，无法保证焊接质量。自动焊接设备是焊接技术与自动化技术相结合的一种新型的焊接设备，广泛应用于港口机械设备领域，效果良好。

[关键词]自动化焊接;焊接设备;港口机械;机械设备;设备制造

[中图分类号]TG409 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）12–00–02

Application of Automatic Welding Equipment in Port

Machinery and Equipment Manufacturing

Hu Jian

[Abstract]Under the background of the rapid development of my country's port industry， the requirements for the manufacturing level of port machinery and equipment have been continuously improved. The traditional welding process is inefficient and the welding quality is not high， which can no longer meet the actual needs of welding and processing of port machinery and structural parts. Because the welding process is relatively backward， the production efficiency of the product is greatly reduced， and the welding quality cannot be guaranteed. Automatic welding equipment is a new type of welding equipment that combines welding technology and automation technology. It is widely used in the field of port machinery and equipment with good results.

[Keywords]automated welding; welding equipment; port machinery; mechanical equipment; equipment manufacturing

1 自动化焊接设备优点分析

自动焊接设备是一种集焊接技术和自动化技术于一体的工程机械（图1）。与传统的手工焊接相比，自动化焊接的效率大大提高，可以降低企业的生产成本，为企业创造更多的利润，很多企业都致力于研制新型自动焊接设备，正在逐步取代传统的手工焊接。自动化焊接设备即焊接工作中运用自动化技术，能够自行进行焊接工作和任务的，如焊接专机、焊接机器人等的设备。自动化焊接设备相对于传统焊接设备，能够极大地提高焊接的效率和质量，还可以改善操作工作的环境，有效保障工作人员的安全。

1.1 技术优势

港口机械设备制造一般采用自动化焊接设备焊接各种材料，自动化设备采用新型焊接技术对薄壁及非金属材料进行处理，可缩小接头宽度，增加加工深度，防止加工件变形。对某些工艺要求较高的零件，可以采用自动化焊接设备。用自动焊接设备加工工程机械零件时，电弧主要集中在磁通层下，因此处理过程中损失的热损失较小。自动化焊接设备环保性能较好，可减少原材料用量，节约成本。

1.2 质量优势

从质量角度来看，自动焊接设备最重要的部件是采用数字电子系统对预设的执行步骤进行完全自动控制的机械组合。在港口机械产品的制造工序中，焊接设备所需的电流较大，热量比较集中，可有效提高电弧的贯穿性，在划线时还可提高划线速度。与手工焊接相比，自动焊接设备能大大提高工程机械的制造效率。采用自动化控制系统对工程机械与焊机制造工艺过程进行控制，可有效控制焊接速度和焊接范围。实践中，为提高焊接质量，可根据生产需要调整焊接参数。自动焊接装置用于制造具有高效率和稳定焊接质量的工程机械，使设备安装在固定模具上。整个焊接工作是自动化的，大大提高了人工操作的效率和港口机械设备的效率。自动化设备主要依靠电力作业。用手工焊接生产，不可避免地会产生焊接质量问题，影响整体生产。采用自动控制装置和数控电源，可使设备稳定运行。

1.3 成本优势

在传统的港口机械设备的制造工序中，需要大量的焊接人员进行生产作业。这一制造状态将大大增加港口机械设备过程中企业的人工成本。与传统的手工焊接相比，自动焊接装置在港口机械设备中的应用，大大减少了相关焊接人员的数量，仅需购置和日常维护人员，大大降低了港口机械设备生产成本，提高企业的生产制造收益，提高企业的竞争力。传统的手工焊接在焊接过程中易出现操作失误和安全事故，对工作环境造成极大的不良影响，危及操作人员的安全。不但影响到机器的制造和企业的利益，也影响到员工自己的未来生活和发展。自动设备用港口机械设备，用自动机械代替人工，减少制造和焊接中的错误，提高制造的整体质量。与此同时，人员和工作量的减少也会大大减少，相应地改善了生产工作环境。

2 自动化焊接设备结构分析

2.1 焊接电源

在采用焊接电源自动焊接装置进行机械零件焊接时，最重要的是保证加工安全。在选择焊接电源时，要选择逆变脉冲电源，确保数码产品全部可用。如果电源连接到控制系统，必须确保接口支持它们之间的连接，并显示相关的焊接参数。当输入焊接参数时，可使用示教器。应根据实际焊接要求在线调整调整参数。与手工焊接不同，在采用自动焊接设备焊接时，必须提高所选焊丝和电流的技术指标。在焊机选型时，电流负荷率必须达到100 %。

2.2 主体与控制器

主控室自动焊接设备的主控制器是主控单元的重要组成部分。所使用的材料必须具有耐腐蚀的特点，不具有放射性。自动化焊体驱动主要是交流伺服驱动，其位置信息包括路径测量系统，保持焊接的动态性能就能达到符合实际生产要求的焊接精度。全系统采用现场总线进行数字化控制，用数字控制器完成设备系统的全部控制功能，配电网络对设备控制系统基本无电磁干扰，故焊接设备具有较好的可复用性。为避免控制器上的其他设备由于灰尘而误动，必须对其进行除尘处理，以保证整个设备系统的可靠性。

2.3 检测系统

自动化焊接设备检测系统主要具有如下功能。①弧线追踪功能。焊接过程中在采用弧线跟踪传感器，为了使焊枪在这个范围内摇摆，必须预先设置好距离。测量电流值、电压值，可进行焊接调节，还可自动校正编程位置偏差。②激光追踪功能。在焊接过程中，要对焊接过程中产生的粉尘、烟尘、电磁等干扰，必须控制焊接接触定位功能。每个焊接接头的起始点必须在加工中确定。为提高确定起点的可靠性，在工件表面进行涂覆处理，以提高判定起点的可靠性。

2.4 焊接变位机及夹具

为了确保自动化焊接设备在港口机械设备中的应用，焊接定位器和紧固件可以在平焊或舟形焊接位置上形成焊接接头，目前的自动焊接设备大多具有焊接定位装置。所组成的每一个旋转轴被用作自动焊接装置的外部轴系统，在焊接过程中能夠实现与自动焊接设备的协调、互动。同时，定位器的高度也很重要。作为一个工件，其安装与卸载是否方便有效非常重要。固定结构要有足够的刚度。自动化焊接时，应选用具有高速装夹功能的机构，以防止工件在装夹、焊接过程以及装夹和卸载过程中变形（见图2）。

2.5 操作软件及弧焊软件包

为了使焊接设备完全自动化，操作软件包和自动焊机装置均配有操作软件和弧焊软件包，必须具有下列功能。①可实现轴与自动焊接装置的焊接连接控制。②支持动态检测和跟踪功能的实现。③实现动态实时调整焊接参数的功能。④可灵活切换多种焊接工艺，如连续焊工艺、多层焊接工艺、多道焊接工艺等。⑤实现全焊接自诊断和保护功能。⑥具有足够多功能的接口，可实现与相关外部设备的可靠连接。

3 自动焊接设备在港口机械设备制造中应用存在的问题

3.1 装置技术水平不高

自动焊接设备出现和应用的时间并不长，实际上就是自动化技术衍生的自动焊接设备时代。国内自动化焊接设备总体技术水平不高，设备存在一些缺陷。由于设备技术水平不高，严重影响了自动化焊接设备在港口机械设备中的应用效果，不能充分发挥作用。

3.2 设备运行维护保养不足

自动焊接装置比手工焊接操作效率和质量高，尽管干扰和限制较小，但作为机械的设备必然要长期使用，不可避免地从根本上影响了焊接和港口机械设备的质量和效果。目前我国港口机械设备企业在使用自动化焊接设备时，缺乏对设备的维护意识，使得该设备很难发挥其最大的价值。

4 自动焊接设备在港口机械设备制造中应用策略

4.1 提高设备的技术水平

首先，提高设备的应用价值，优化自动焊接设备在港口机械设备中的应用;提高自动焊接设备的技术内容，改进设备设计和详细工作程序;最后，制作自动化焊接装置的装置整体适用性，克服目前应用的缺点，实现自动焊接装置的功能要求。

4.2 重视自动化焊接设备的维护保养

在长期运行后，自动焊接设备受到设计、制造等因素的影响，必然会出现大小问题和故障。常规生产对机器的生产质量有不良影响。自动化焊接设备的日常维护与保养是企业及相关人员十分关注的问题，以保证焊接及工程机械的制造质量。

5 结束语

在推进工业4.0，制造智能化以及机械制造业快速发展和升级的背景下，焊接设备的创新和发展也取得了很大的进展。将自动化技术与焊接设备相结合，使焊接工艺更精确，效果更理想。焊接过程更可控，对提高焊接品质和其他方面都具有非同寻常的意义。同时，进一步加大自动化焊接设备的应用与推广，也会使机械制造业的整体发展更加有前景，开发方向更加明确。

参考文献

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[2] 潘培松.自动化焊接设备在工程机械制造中的应用研究[J].科学技术创新，2019（31）：152-153.

[3] 余维婷.自动化焊接设备在工程机械制造中的应用探讨[J].百科论坛电子杂志，2019（8）：275.