工业机械设备加工过程中的焊接工艺分析

拓守昌

（埃肯碳素（中国）有限公司，宁夏石嘴山 753000）

0 引言

在工程机械制造过程中，需要将各种原始零件组合起来，使用传统的焊接工艺焊接机械设备具有一定的缺陷，在焊接过程中也出现了一些问题，如焊接效率并不高、工人在焊接过程中十分容易发生一些难以预防的焊接事故。随着焊接技术的进步、创新以及发展，再加上自动焊接设备的出现和应用，使得机械制造过程中的焊接操作得到了转变，目前已经基本实现了自动化。这一转变不仅有助于大大提高焊接效率，更重要的是自动焊接设备还有助于避免事故和焊接错误，因此，分析自动焊接在工程机械制造中的应用非常重要。电气电子设备及焊接工艺将有助于提高工程机械制造过程的科学性和准确性。

1 自动焊接技术的优势

近年来，自动焊接技术成为应用广泛的技术，同时也是工程领域研究的重点和大方向。在机械工程制造业中，应用自动焊接技术具有一定的优势，主要体现在以下两个方面。

（1）高质量。焊接本身就有可能产生过多的热量，利用机械设备来完成焊接工作，可以处理一系列的工作以及集中工作过程产生的热量，使机器更容易冷却，满足现在的行业需要。与传统的手工焊接工艺相比，自动焊接技术可以有效提高焊接效率。在机械制造过程中，自动焊接系统能将焊接工作控制在可控范围内，特别是焊接的规模和范围，能有效防止焊接事故的发生。具体来说，焊接过程可以自动调整焊接参数，从而减少焊接的危险性。

（2）高技术水平。自动焊接设备非常适合于技术要求高的焊接作业，在目前工程机械制造阶段，可以广泛应用于各种非金属材料的焊接过程。激光焊接等先进技术具有带宽短、深度高、变形可能性小等特点，在焊接过程中可以用于加工元件。

2 自动焊接设备的性能优势

目前自动焊接设备在工程机械制造业中的主要优势有3个：①将从事焊接工作的人员从繁重的工作中解放出来，大大提高工程机械制造业的生产力；②在自动焊接设备的支持下，可以大大提高焊接全过程中对于操作的控制，有助于保障工程机械制造的顺利进行，确保生产的稳定性和可靠性；③自动焊接设备代替了传统的手工焊接，不仅改变了焊接方式、降低了工作的强度，还能有效避免焊接工作对相关人员的不利影响。

3 自动焊接设备结构及技术要求

近几年来自动焊接技术迅速发展，促进了焊接行业的发展。自动焊接设备主要由自动焊机和焊机组成，而自动焊接设备的基本组成结构如下：

（1）控制器和主体。自动焊接设备的控制器和主体是设备的基本分类，通常由6 个关节型为基本结构。基本的条件为：有效寿命≥15 年；非放射性、耐腐蚀材料；刚性坚固式结构。自动焊接的主动力由交流点击来实现，通信服务器获取位置信息并通过轨迹测量系统传输。该系统具有良好的动态特性，保证焊接操作符合要求。在设计上（实际测量的位置重复精度在±0.1 mm 以内），全自动焊接设备的控制系统采用现场总线连接，利用全数字化技术实现数字工业控制功能。

（2）焊接电源。自动焊接设备需要焊接电源，这样才能正常地为设备供电。与传统的手工焊接工艺相比，自动焊接设备一般选用反馈电流，该焊接电源具有全数字化功能，可以计数和确定焊接指标，甚至可用于一些先进的自动化焊机。为保证焊接作业控制在规定范围内，可对焊接人员设置合理的限制。它不仅可以显示相关的参数，还可以显示参考值。

（3）外部轴行走机构。根据焊接理论，外部轴行走机构安装在电网上，可以有效增加焊接设备的覆盖范围，有助于提高焊接设备运行的效率和安全性。

（4）传感系统。在焊接过程中传感器系统主要有两个功能：一是电弧跟踪，它可以对自动设备进行检测，操作人员也可以随时检测自动焊接设备的参数，防止因二次数据偏差过大而导致编程错误（激光跟踪的目的是减少烟雾和降低反射对焊接工作的影响，以提高工程机械生产中自动焊接的精度和质量）；二是自动焊接设备接触线的定位功能。

（5）操作软件以及弧焊软件包。为保证工程机械生产的科学性和安全性，需要在自动焊机上安装操作软件。首先，通过该操作软件可以完成设备自动焊接的全过程。其次，操作软件可以完成动态传感工作，因为软件具有一定的定位、跟踪功能，因此，管理人员不再需要花费大量时间来管理和控制自动焊接和现场设备的工作。由于自动焊接设备操作不规范，可以及时进行纠正，避免机械设备的意外损坏。最后，通过软件可以对参数进行动态控制。另个，利用焊接软件还可以实现全自动焊接设备的自我保护，甚至可以根据设备存在的问题对其进行诊断，从而有效监控和降低设备的维护成本。

4 焊接缺陷产生的原因

在机械加工过程中，如果对材料的可焊性有深入了解以及选择合理的焊接工艺，将非常有利于焊接质量的提高。

4.1 加工材料的相容性

所谓可焊性，是指在适当工艺的影响下，结合高质量焊接的困难程度。如果普通的焊接工艺也能保证焊接质量，说明加工材料的焊接能力较好。焊接工艺条件主要有：焊接的方式、方法；焊接材料质量以及规格。评定高质量焊接工艺的标准有：①焊接接头的性能；②耐磨性。对于焊接工艺而言，评估相容性是一个重要环节，通常通过估计来进行。金属材料的焊接性能主要取决于化学成分，其中碳含量就是一个重要的影响因素。材料的性能检测需要依靠焊接性试验等进行，这些试验也可以测试出材料的焊接性能。

4.2 焊接材料的缺陷

在焊接过程中，由于各种因素会或多或少地出现一些焊接缺陷，只有对这些缺陷进行深入的分析，才能更好地了解缺陷，进而有针对性地采取措施。在焊接过程中，常见的缺陷有：①接近裂纹附近的焊接需求得不到满足；②焊接周围的焊接需求无法得到不满足，这些缺陷的存在会影响机械设备的整体质量。在机械加工过程中，如果以上问题得不到解决，焊机的焊缝及附近会很容易出现裂纹，其主要原因是没有做好保温工作或采用了不符合标准的加热程序。在实际操作中，如果出现故障现象，就会产生气孔和夹渣，影响设备的加工质量。

5 焊接工艺实施要点

5.1 科学选择焊接材料

科学、合理地选择焊接材料是提高焊接质量的前提。在材料的选择方面，应考虑焊接强度原则和有色金属强度原则。此外，以下因素会对焊接接头的性能产生明显影响：①焊接方法；②焊接材料（在焊接材料中焊接最为关键的是焊接金属）。除了材料的选择，还要注意焊接接头和模具。接头的类型有多种，常见的有组合式、转换接头等。

5.2 注意焊接性能

在机械加工过程中，必须保证焊接工艺的标准化，因为这将对焊接质量产生重大影响，也是提高机械加工机械效率的基础。在焊接过程中，应注意操作的组合，以确保截面的标准化。但是，如果焊接深度过低、焊接电流过低，则焊接质量会提高。此外，必须控制焊接速度，因为它也会影响焊接外观，焊接速度过快将会产生无熔透或气孔的缺陷，焊接速度太慢则会产生膨胀缺陷，所以在焊接过程中工作人员应控制焊接速度。另外，还应注意电弧张力的操作，确保操作规范。电弧电压对焊缝的大小和形状有很大影响，如果电弧电压很高，焊缝将变得浅而宽，并且不会有熔透。因此，在选择电弧电压时，必须保证其完全适应焊接电流。

5.3 严格执行焊接技术要求

在机械加工过程中，焊接工艺的科学与否将直接影响到加工设备的质量。在焊接过程中，只有严格遵守焊接工艺，才能提高焊接质量。在实际操作中，既可选择焊接方法，又可自行安排焊缝，但均应按有关标准进行。另外，在加工设备的过程中，要认真了解材料的结构和尺寸，以保证焊接质量。例如，在焊接过程中应直接控制焊条或焊丝，并严格按照规范和标准进行焊接。

6 相关建议

（1）消除SRB（Sulfate-Reducing Bacteria，硫酸盐还原菌）。微生物腐蚀的主要原因是微生物的营养需求和产品的腐蚀，如IRB（Iron-Reducing Bacteria，铁还原菌）对管道的腐蚀和SRB对硫化物的腐蚀。在水处理系统中也应该这样做，以确保杀菌剂的质量和用量。

（2）输油管道防腐处理。同时，继续进行减振器喷涂、喷涂设备、井下管理等工作，确保连续喷涂，减少管道腐蚀，延长管道使用寿命。

（3）进行井下挂环腐蚀评价试验。外部自然因素造成的损害。整个保护系统中。密封是系统密封过程中的关键步骤。必须选用优质的密封件，必须耐高温、耐低温，不能老化或破损，如果需要密封则必须对密封件进行清洗，以保证密封件的牢固性，保证密封件的有效性。最后选择干燥季节处理密封件，密封工序完成后，胶凝前对气孔部位及时进行复查和处理。

（4）腐蚀管道分析。根据《关于油田腐蚀与防腐研究的通知》，对腐蚀管道进行取样，及时运至油气设施进行检测，并将数据输入到油气技术数据库中，为后期的工作提拱数据支持。

（5）水井方面。首先，更换了使用寿命超过5 年的高压后油管。同时采取了一系列检井措施，实施了大修和附加费，更换了Cqffo3 输油管道。提高输油管道的利用率，提高其耐腐蚀性。

7 结论

随着国民经济和社会的发展，混合钢焊接成为了当前的首要任务，相关人员必须对混合钢焊接的基本技术有一个深刻的了解。相关企业和部门应积极借鉴先进的应用经验，为最大限度地提高直缝钢焊接的可靠性和效率，应重视混合钢焊接的热处理，控制混合钢管的热处理。在焊接过程中，应注意工艺细节，科学选择焊接材料，严格遵守焊接技术要求进行操作，从而提高焊接和加工的质量。