工业机械中自动焊接技术的应用研究

朱志忠

摘  要：工程机械在加工制造的过程中会涉及到各种类型的零件，其中最重要的部件是大型结构件，这不仅关系到工程机械整体外观的质量，而且还影响到整体机械性能。于大型结构件体积大，对机加工精度要求高，在加工生产中存在难度，机加工效率显得尤为重要。本文通过对工程机械焊接结构件进行分析并深入研究合理的机加工工艺，以提升机加工生产效率。同时希望能够给相关的人员提供理论性支持和实践参考。

关键词：工程机械;焊接结构件;高效;机加工工艺

引言

工业机械的生产、制造离不开焊接技术的广泛应用，在工业机械精密化发展要求的带动下，自动化焊接技术被广泛应用到工业机械生产中，但是当前阶段的自动化焊接技术的运用水平低，加之自动化程序设置的不合理，导致应用范围小，很难广泛地应用到工业机械中。因此，自动焊接技术需要不断地迭代升级，在未来应朝智能化、广泛的应用化、网络控制化方向发展。

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，可以處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工业机械中自动焊接技术的应用研究

2.1焊材的选用

立柱中缸是关键的承力结构，不但要有充分的强度，还必须具有较好的韧性。但是，材料的强度和韧性的标准却是相互冲突的，材料的强度较大时，韧性一般不好;反之，如果材料的韧性优异，强度值则达不到标准，若想使焊缝强度和韧性完美契合，防止产生一项标准很高，另一项标准很低的问题出现，所以，最后选用了低强度焊接材料。该焊材的运用，会将焊缝部分的碳含量和碳当量限定在合理范围内，保证焊缝强度不但可以达到设计需求，而且在一定程度上提高其抗变形能力，优良的塑性是增强抗裂性能的根本。对各种焊材属性进行分析比较，最后选择了GHS-70焊丝。焊丝的屈服强度是645兆帕，抗拉强度是735兆帕，延伸率高达21%，零下40℃时冲击功为91焦。经过实验可以看出，GHS-70焊丝材料与20%CO2+80%Ar（φ（CO2）=20%、φ（Ar）=80%）的保护气体联合运用，焊接质量良好，焊缝部分的强度和韧性均达到了有效保证。

2.2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。

2.3加工工艺优化

为了使加工更好地缓解产品成本的压力，创造产品竞争优势，加工需要更加高效，加工工艺的优化已经成为不二选择。注重引进、投入先进的机床设备、刀具、软件、管理系统，杜绝落后的加工工艺和管理方式，实现整个流程的优化是优化工艺的最有效途径。但我们也看到，现有技术的优化组合也能创造出意想不到的效果。关于加工工序的安排，我们常采用的方法是：同一把刀加工完零部件上所有能加工的部位再换刀加工其它部位;先加工定位面再加工孔;先内后外;先把相互可能应力释放变形的部位粗加工做完再精加工。当然，这其中是因为一个原则问题：先加工的作业不能对后加工产生负面影响。我们本着以上原则，把加工工序进行拆分组合，可以分成不同机床来加工，效果迥然不同。在某企业制订挖掘机上车架加工工艺的时候，经历了如下过程：龙门加工中心做所有工序，6小时;单面卧式加工中心做所有工序，5小时;龙门加工中心做底面的法兰面和钻孔、攻丝+双面卧式加工中心做两侧面4组孔和刮面，尽管需要两次装夹，加工时间还是减少到4小时;把刮面拿到专机上加工，时间进一步缩小到3.5小时;而在把钻头改成硬质合金钻头后，加工时间仅不到3小时，效率翻倍。这个例子里，采取了工序组合、机床组合、先进刀具选用等办法。就加工工艺优化，我们不得不说加工编程软件的应用是个很好的选择，在软件界面，我们可以清晰地看到加工过程和工时预算。以高速加工替代大切屑量加工是否合适在工艺确定前就可以看出来。我们也不得不说精益生产的几个工具应用，如，动作研究、均衡化等一定可以产生更高效的加工安排。

2.4机械自动控制技术的应用

机械自动控制技术是机械生产、发展进步的结果，在现代化技术的冲击下，机械生产、制造需要提高生产质量，需要技术革新，而这些需求的出现为机械自动化控制技术的产生提供了条件，通过利用计算机系统来进行机械焊接的相关计算来实现对焊接过程的自动化控制，当然，对焊接过程的控制并非盲目的控制和没有原则的控制，而是建立在自动化焊接技术的应用需求上实现的控制，通过研究自动化焊接技术中出现的问题，对其设置控制参数，采用控制程序来减少焊接技术中产生的问题，以此提高生产效率，保证机械焊接质量。此外需要注意的是，自动焊接技术的自动化控制技术需要机械设备为依托，才能实现高效的控制，因此，控制技术的应用并不是独立、单独存在的，而应是结合了相关的机械设备，如自动焊接专机、焊接机器人等工具，以此才能更好地应用自动化控制技术实现对机械的高效控制，保证焊接质量，提高焊接效率。

结语

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。

参考文献

[1] 张向德.试析机械设备加工过程中的焊接工艺[J].建筑工程技术与设计，2018（56）：45-47.

[2] 刘宏宇.浅析工程机械制造中自动化焊接设备的运用[J].中国金属通报，2017（34）：78-79.

[3] 陈南.机械设备加工过程中的焊接工艺探析[J].科学与信息化，2018（67）：25-27.

[4] 喻磊.试论机械设备加工过程中的焊接工艺[J].世界有色金属，2017（78）：123-124.