焊接与切割装备在工程机械制造高效焊接中的应用研究

刘 莹

（庆阳职业技术学院，甘肃 庆阳 745000）

0 引言

机械制造行业对现有制造工艺进行不断创新， 可以整体提高工程机械制造水平， 最终达到生产更多高端焊接和切割设备目的。 笔者通过对当下焊接技术分析，推测焊接技术未来的发展方向应该是逐渐朝着智能化焊接和自动化焊接方向发展。 因为目前计算机技术进步比较快，因而也会带动工业上的一大批技术朝着智能化、 自动化的趋势转变。 所以， 如果能把握好智能化和自动化的东风， 那么焊接和切割装备在工程机械制造中必将大放异彩，高效焊接也一定会彻底取代传统焊接模式。

目前， 已经有工业机器人在逐渐取代人力开始进行高效焊接了。 所以智能化和自动化的浪潮已经不是梦想，而是现实。 工业机器人的出现必会大大降低工人劳动强度，解放劳动力，降低企业成本，为新的工业改革添砖加瓦。 计算机技术的改革，也让焊接电源和数字化逐渐划上等号，随着数字化浪潮的推进，焊接电源也会越来越依靠数字化信号。 因为数字化信号相对于传统的信号来说优点确实很多， 不仅可以让焊接电源在实际操作中的精确度提升，还可以保证焊接的质量。 模拟信号相对于数字信号来说，确实很落后了。 可以看出，高效焊接技术必将取代常规的焊接技术。 现在的高效焊接技术，囊括了计算机软硬件技术、人工智能技术等等多种技术。 随着社会的进步和科学技术的发展， 这样的焊接技术也势必会越来越先进，焊接的速度和质量也会越来越好。

笔者在整理了诸多资料后发现， 随着各项技术的逐渐成熟，智能设备的成本反而会不断下降，将直接降低焊接的经济成本，进一步为企业降本增效。

1 工程机械制造高效焊接概述

随着社会的发展和科技的进步， 企业智能化和自动化不断推进，因此工程机械制造业面临新的挑战和机遇。所以，只有顺利完成转型，工程机械制造业的焊接设备制造和切割设备的制造才能顺利完成时代考验。 为了提高焊接质量，机械制造企业需要正确学习现代科学技术，以改善传统的工程机械制造业。 因为高效的焊接设备可以全面提高生产效率和经济效益，可以最大限度发挥产品零件的作用并助推公司占据市场地位。 企业在引进各种类型的现代焊接设备和切割设备时，最需要注意的就是如何提高生产效率，从技术的角度来看，即高效焊接。 所谓高效焊接，从字面来讲就是比常规的焊接方式更高效的一种技术。这种技术可明显提高生产效率，因此极具发展前景。从原理上来分析，焊接本身就是采取了高温高压的手段来把多种材料结合在一起，这就是焊接。 而高效焊接更加复杂，甚至会按照焊接的材料采取多种焊接方式。

2 板材切割机的使用

作为一种主流的切割机，板材切割机毫无疑问让材料变成完美的焊接产品。这样的步骤是高效焊接中不可缺少的， 因为只有切割良好的材料才能实施更加高效的焊接，现今主流的切割机器就是等离子切割机和激光切割机[1]。

2.1 等离子切割机

这种切割机是利用等离子小孔的原理采取的切割手段。 这样的切割机相对比较精确，而且可以切割中等甚至厚钢板，因而近年来越来越受到人们的喜爱。切割完成后，工作人员还需要进一步处理， 比如对孔加工和凹槽加工，等离子切割机采用的主要技术是精细等离子小孔切割技术。一般来说，等离子切割机通常用于切割中厚板。切割完成后， 相关人员必须对切割后的半成品进行进一步的处理，例如孔加工和凹槽加工。

2.2 激光切割机

在对材料进行切割的过程中， 最重要的就是精确度，最新的激光切割可以解决这个问题。 激光切割主要应用于三维形状的零件。 由于切割类型相对比较多样化，可以在多种场景中使用，是目前最高效的切割方式，因而被广泛应用[2]。

3 焊接与切割装备在工程机械制造高效焊接中的应用

高效焊接作为多种技术结合的产物，虽然相对于传统焊接技术复杂了很多， 但是效果也更能适应当下的环境，因而可以在竞争激烈的市场下快速发展，并且在机械制造和自动化领域中被广泛的应用。 下面讨论高效焊接技术的应用。

3.1 工程机械制造中焊接的应用

目前， 现代焊接技术和工艺已广泛用于产品和零件的制造中。 但是，对于工程机械设备，大型零件的焊接仍然存在很多问题， 因为大多数大型零件是通过焊接多个零件来制造的， 并且焊接技术和工艺的进步可以很好地促进焊接过程。 技术可以很好地改善零件的物理和机械性能。 组合式组合焊接工装夹具已逐渐被工程设备制造公司广泛使用，可以在工程机械制造中发挥良好的作用。同时与焊接微小零件相对比， 大的零件存在的问题相对更多。 因为焊接中大的零件通常是由小零件拼接而成的，所以对于大零件的焊接来说， 更加需要时间和技术。 因此，传统的焊接无法很好的满足焊接要求，渐渐被高效焊接所取代。 工程机械焊接中，高效焊接装配夹具能轻松解决传统焊接中零件拼接的问题。 因此， 通过使用焊接夹具，大型零件的焊接过程可以更智能化，对于机械化生产过程中的应用更有利[3]。

3.2 自动化焊接与切割装备的应用

根据有关调查研究，自动焊接采用双丝焊接技术，可以大大提高焊接生产效率。 因此，自动化焊接与切割装备的应用可以很好地改善焊缝性能， 并且可以直接用于自动焊接设备中[2]。 与焊接机器人相比，焊接自动化机器在焊接直缝具有一定优势。 它不仅可以提高焊接效率，而且可以提高焊接产品的质量。 工程机械制造中的焊接装配夹具的技术设计中仍然存在某些问题。 例如，夹具的设计和制造过程很复杂， 零件的夹紧方法常常需要工程师具有丰富的经验。 因此， 需要进一步的研究来提高生产精度。 从智能化的角度来看，因为企业生产过程知识的积累和应用可以成为先进的计算机辅助夹具设计的重要技术，因此可以通过计算机辅助设计来进行建模。 同时由于用于精密薄壁零件制造的夹具设计是一个复杂的项目，因此它需要受到许多因素的影响， 例如较高的生产成本和较低的可行性。 所以，企业需要在有限技术的基础上改进零件和夹具的仿真技术， 以实现铝合金薄壁零件的精密设计。 此外，研究人员还需要通过模拟完整的夹紧环境来模拟和优化零件的夹具设计方案。

3.3 数字化智能焊接电源的应用

信号可分为两类：模拟信号和数字信号。 传统机械制造中使用的大多数信号都是模拟信号。 使用模拟信号的优点是可以快速收集和传输它们。 然而，使用模拟信号也具有某些缺点，即难以保证信号的准确性，并且更加难以判断信号的准确性。 在这种情况下，机械制造业的信号已经从模拟逐渐变为数字。 在将模拟信号转换为数字信号的过程中，需要注意以下两个方面：信号采集的保真度，信号转换精度[3]。 在焊接过程中，焊接质量与电源性能有很大关系。 将焊接的电源性能从模拟信号转换为数字信号后，可以大大提高焊接质量。 通过使用数字信号，焊工可以远程控制焊接电源。 简单来说，工业焊接最重要的就是电源的性能，因为这决定着工业焊接的整体质量，所以，必须从传统的模拟信号改成先进的数字信号。 这样的情况下，焊接电源就可以用数字化来直观的显示焊接过程中的各种参数，并最大化发挥焊接电源的作用，整体提高焊接的效率和质量，减少了焊接工作人员对于焊接过程中各种参数的影响，对于焊接的整体质量提高有极大帮助[4]。

3.4 智能化焊接设备

智能化焊接设备是未来焊接的趋势。 目前随着科技的进步已经渐渐成为可能。 从技术手段来看，作为一种嵌入式程序，和常规计算机系统有着明显区别，因为这种程序本质上是为了满足焊接系统的需要而设定，因此可以完美解决人力所面临的困扰，比如说工作强度大等问题。 所以智能化焊接设备的出现，可以为企业节约劳动力，为企业员工减轻工作强度，因而极具发展潜力和推广价值。 智能化和自动化是不分家的，智能化的出现会让焊接技术从手动变为自动，进而大大提升焊接效率。 目前主流的智能焊接技术是双丝焊接技术。 这种技术产生的熔深要更深一些，因而对于焊接来说更加精细，产生的效果也会更好。这样焊接质量自然就会更高。 此外，双丝焊接的应用也比较广泛，在直线和曲线甚至不规则的焊接中，双丝焊接都可以应用。 毋庸置疑， 焊接自动化伴随着计算机的发展，已经成为了成熟的焊接体系。 焊接中最重要的就是构建模型。 然而随着计算机应用的发展，这样的困难也不再是困难， 因为多种多样的应用程序可以轻松解决这样的难题，依靠这样的应用程序，工作人员可以毫不费力制造出较复杂的模型。 然后通过这种模型，工作人员就可以使用焊接技术来进行焊接。 这可以简化夹具的设计和制造[4]。当然，目前来看，这样的应用程序还存在一些缺陷，但是瑕不掩瑜。 而且可以预想，随着技术的不断优化，缺点也会不断减少。

4 结语

综上所述，焊接技术的进步和发展直接提升了企业的生产效率，也为工程机械制造行业的高效焊接创造了新的发展机遇。 这样的焊接技术对于企业和员工来说也是双赢。 高效焊接技术包括智能焊接设备、 焊接组合夹具、自动焊接技术、计算机辅助建模和数字化焊接电源等多项关键技术，可有效提高焊接效率。 因此，工程机械制造领域需要重视现代科技的应用，学习新知识，从而推动我国工程机械制造业的智能化发展，进而推动我国工程机械制造业的发展。