焊接系統是什麼原因
⑴ 焊接常見問題及處理方法
一、焊接中的局部變形的原因及預防措施
(一)產生原因
(1)加工件的剛性小或不均勻,焊後收縮,變性不一致。(2)加工件本身焊縫布置不均,導致收縮不均勻,焊縫多的部位收縮大、變形也大。(3)加工人員操作不當,未對稱分層、分段、間斷施焊,焊接電流、速度、方向不一致,造成加工件變形的不一致。(4)焊接時咬肉過大,引起焊接應力集中和過量變形。5)焊接放置不平,應力集中釋放時引起變形。
(二)預防措施
(1)設計時盡量使工件各部分剛度和焊縫均勻布置,對稱設置焊縫減少交叉和密集焊縫。(2)制定合理的焊接順序,以減少變形。如先焊主焊縫後焊次要焊縫,先焊對稱部位的焊縫後焊非對稱焊縫, 先焊收縮量大的焊縫後焊收縮量小的焊縫,先焊對接焊縫後焊角焊縫。(3)對尺寸大焊縫多的工件,採用分段、分層、間斷施焊,並控制電流、速度、方向一致。(4)手工焊接較長焊縫時, 應採用分段進行間斷焊接法, 由工件的中間向兩頭退焊,焊接時人員應對稱分散布置,避免由於熱量集中引起變形。(5)大型工件如形狀不對稱,應將小部件組焊矯正完變形後,在進行裝配焊接,以減少整體變形。(6)工件焊接時應經常翻動,使變形互相抵消。(7)對於焊後易產生角變形的零部件,應在焊前進行預變形處理,如鋼板v 形坡口對接,在焊接前應將介面適當墊高,這樣可使焊後變平。(8)通過外焊加固件增大工件的剛性來限制焊接變形,加固件的位置應設在收縮應力的反面。
(三)處理方法
對已變形的工件,如變形不大,可採用火烤矯正。如變形較大,採用邊烤邊用千斤頂頂的方法矯正。
二 鋼結構焊接裂紋的原因及預防措施
(一)熱裂紋
熱裂紋是指高溫下所產生的裂紋, 又稱高溫裂紋或結晶裂紋,通常產生在焊縫內部,有時也可能出現在熱影響區,表現形式有:縱向裂紋、橫向裂紋、根部裂紋弧坑裂紋和熱影響區裂紋。其產生原因是由於焊接熔池在結晶過程中存在著偏析現象,低熔點共晶和雜質在結晶過程中以液態間層形式存在從而形成偏析,凝固以後強度也較低,當焊接應力足夠大時,就會將液態間層或剛凝固不久的固態金屬拉開形成裂紋。此外, 如果母材的晶界上也存在有低熔點共晶和雜質,當焊接拉應力足夠大時,也會被拉開。總之,熱裂紋的產生是冶金因素和力學因素共同作用的結果。針對其產生原因,其預防措施如下:
(1)限制母材及焊接材料(包括焊條、焊絲、焊劑和保護氣體)中易偏析元素和有害雜質的含量,特別應控制硫、磷的含量和降低含碳 ,一般用於焊接的鋼材中硫的含量不應大於0.04 5% ,磷的含量不應大於0.055% ;另外鋼材含碳量越離,焊接性能越差,一般焊縫中碳的含量控制在0.10% 以下時,熱裂紋敏感性可大大降低。(2)調整焊縫金屬的化學成分,改善焊縫組織,細化焊縫品粒,以提高其塑性,減少或分散偏析程度,控制低熔點共品的有害影響。(3)採用鹼性焊條或焊劑,以降低焊縫中的雜質含攝,改善結晶時的偏析程度。(4)適當提高焊縫的形狀系數,採用多層多道焊接方法, 避免中心線偏析,可防止中心線裂紋。(5)採用合理的焊接順序和方向,採用較小的焊接線能超,整體預熱和錘擊法,收弧時填滿弧坑等工藝措施。
(二) 冷裂紋
冷裂紋一般是指焊縫在冷卻過程中溫度降到馬氏體轉變溫度范圍內(300— 200℃以下)產生的,可以在焊接後立即出現,也可以在焊接以後的較長時間才發生, 故也稱為延遲裂紋。其形成的基本條件有3個:焊接接頭形成淬硬組織;擴散氫的存在和濃集;存在著較大的焊接拉伸應力。其預防措施主要有:
(1)選擇合理的焊接規范和線能 ,改善焊縫及熱影響區組織狀態, 如焊前預熱、控制層問溫度、焊後緩冷或後熱等以加快氫分子逸出。(2)採用鹼性焊條或焊劑,以降低焊縫中的擴散氧含量。(3)焊條和焊劑在使用前應嚴格按照規定的要求進行烘乾(低氫焊條300℃ ~3 50℃保溫lh;酸性焊條l 00℃ ~l50℃保溫lh;焊劑200℃~250。C保溫2h),認真清理坡口和焊絲,太除油污、水分和銹斑等臟物,以減少氫的來源。(4)焊後及時進行熱處理.一是進行退火處理,以消除內應力,使淬火組織回火,改善其韌性;二:是進行消氫處理, 使氫從焊接接頭中充分逸出。(5)提高鋼材質量,減少鋼材中的層狀夾雜物。(6)採取可降低焊接應力的各種工藝措施。
三、鋼結構焊接檢驗中的相關問題
(一)焊縫等級、檢驗等級、評定
等級的區別與聯系要求進行內部質量探傷的焊縫,按質量等級分一級和二級,稱一級焊縫和二級焊縫,此即為焊縫等級。檢驗等級系指檢驗檢測達到的精度,即檢測儀器與檢測方法結合而得到的檢測結果的精確程度。超聲波探傷採用G B /T ll 34 5 l 9 89標准按檢測等級由低到高分為A、B、C三個級別,射線探傷採用GB/T 3 3 2 3一l 9 8 7標准按檢測等級由低到高分為A、A B、B三個級別,它們分別規定了手工超聲波探傷的檢測方法、探測面、檢測范圍和允許缺陷當量(dB值)以及射線探傷所要達到的靈敏度(透照厚度與像質計的關系)。
評定級別是指探傷人員在檢出缺陷後依據標准對缺陷測量進而確定的焊縫內部質量級別。具體來說,超聲波探傷指對波高在測長線與判廢線之間(Ⅱ區)缺陷測長後,依標准GB/Tl1345 l989表6進行缺陷定級;射線探傷是指測量底片上缺陷指示長度和大小,依標准GB /T3 3 2 3一l987表6.表7、表9、表l0並綜合評級(見該標准l 6.1~l 6.4),這一條是每一個探傷人員必須熟練掌握的。
(二)超標缺陷處理與復探、擴探GB 50205 鋼結構工程施工質量驗收規范》只規定了檢測方法.檢測比例和合格級別, 對於缺陷的處理沒有明確要求。
參照JG l 8 l 建築鋼結構焊接技術規程》和其他行業焊接檢驗標准規范的要求,對十檢出的缺陷可作如下處理:(1)檢測出的不允許缺陷必須返修,返修後按同種檢測方法檢測合格後方認為該焊縫合格。(2)對要求抽查檢驗的焊縫,發現不允許缺陷後,應在被檢測區域兩端整條焊縫長度的各l 0%且不小於00inin(長度允許時)的區域擴檢。a)若在擴檢區域未發現超標缺陷,應認為該焊縫合格。b)若在擴檢區域發現超標缺陷,則該條焊縫全檢。(3)對於現場安裝要求抽查檢驗的焊縫,發現不允許缺陷後,按下述原則擴檢;a)增加該類型同一焊工焊接的兩條焊縫檢測,若此兩條擴檢焊縫未發現超標缺陷,應認為該批焊縫合格。b)若此兩條擴檢焊縫發現超標缺陷, 則每一條含超標缺陷的焊縫按卜述原則再各抽檢兩條焊縫。C)若再次抽檢的焊縫未發現超標缺陷,應認為該批焊縫合格。d)若再次抽檢的焊縫仍發現有超標缺陷, 則該焊工焊接的該類型焊縫全檢。同時,可協商適當增加其餘焊縫檢測比例。
⑵ 焊接作業時什麼原因容易造成空焊、假焊、虛焊或冷焊
容易造成空焊,假焊,虛焊,冷焊的原因:
一、空焊
當兩個被焊體受熱差別較大或其中一個被焊體表面有氧化層、臟污時,熔化的錫會附著在溫度較高,表面潔凈的被焊體的焊盤上,而不與溫度低表面不清潔的被焊體粘接,從而使兩被焊體之間仍然開路。
二、假焊
兩個被焊體中,其中一表面有氧化層或不潔凈,熔化的錫將此被焊體完全包容,兩被焊體看起來連接良好,但由於氧化層及臟污的隔離使得兩被焊體之間導電性極差。
三、虛焊
當兩個被焊體受熱不均或其中一個被焊體表面不是十分清潔時,熔化的錫在溫度較低,不十分清潔的被焊體焊盤上附著較少;或焊接手法不正確,使熔化的錫沒有在兩個被焊體的焊盤上均勻充分附著,兩被焊體之間雖導通但導電性極差。
四、冷焊
焊接過程中由於焊接溫度低,焊接時間短,使得錫沒有來得及充分熔化,松香沒有揮發干凈便撤走鉻鐵,使兩個被焊體之間連接不牢固導電性也不好口位置骯臟,污物很多。
⑶ 焊接問題產生的原因是什麼
氣孔,焊穿,焊瘤,夾渣,咬邊,焊縫單邊,問題原因有:母材不幹凈,電流過大或過小,焊條角度不對等。
⑷ 二,什麼是焊接自動化系統焊接自動化系統的基本構成包括哪些部分
你好,1.在焊接抄設備中發展應用微襲機自動化控制技術,如數控焊接電源、智能焊機、全自動專用焊機和柔性焊接機器人工作站。微機控制系統在各種自動焊接與切割設備中的作用不僅是控制各項焊接參數,而且必須能夠自動協調成套焊接設備各組成部分的動作,實現無人操作,即實現焊接生產數控化、自動化與智能化。微機控制焊接電源已成為自動化專用焊機的主體和智能焊接設備的基礎。如微機控制的晶閘管弧焊電源、晶體管弧焊電源、逆變弧焊電源、多功能弧焊電源、脈沖弧焊電源等。微機控制的IGBT式逆變焊接電源,是實現智能化控制的理想設備 數控式的專用焊機大多為自動TIG焊機,如全自動管/管TIG焊機、全自動管/板TIG焊機、自動TIG焊接機床等。在焊接生產中經常需要根據焊件特點設計與製造自動化的焊接工藝裝備,如焊接機床、焊接中心、焊接生產線等自製的成套焊接設備,大多可採用通用的焊接電源、自動焊機頭、送絲機構、焊車等設備組合,並由一個可編程的微機控制系統將其統一協調成一個整體。
2.是通過加熱、加壓,或..焊接接頭由焊縫、熔合區和熱影響區三部分組成
⑸ 激光焊接機的系統原理是什麼
您好提問者,對於您的這個問題,我覺得內有在激光行業摸爬滾打個幾內年是打不上來的!下面請看(容博特)激光焊接機廠家是如何讓回答您的問題,謝謝!
激光焊接因為具備激光所帶有的特性,所以有良好的方向性,高亮度,高強度,高單色性,高一致性。也就是當激光束照射到工件表面面積小等特點,通過激光束聚焦光學系統所產生的高熱量,與激光焊接材料的相互作用,形成一個高度集中的熱源區,熱量可以使一個接頭和焊縫的冷卻和結晶後的焊接材料的區熔。
根據使用不同的激光和其工作方法,在激光焊接中常用的焊接方式有兩個,一個脈沖光纖激光焊接機,主要用於單一的固定點連續焊接,焊接形成一個圓形的焊點;而另一個連續光纖激光焊接機,主要用於大塊厚的焊接和切割,焊接過程中,形成一個連續的焊縫。一般來說,激光焊接機的選擇是根據焊接材料來選定的。
一些程度的熔化現象,在焊接過程中的強度,可以產生和生成依賴於表面激光功率密度和峰值功率,並控制上述參數可以使用各種不同的焊接工藝。在激光焊接中,光束焦點位置是最關鍵的控制工藝參數之一,在一定激光功率和焊接速度,唯一的重點是在最好的位置以獲得最大的滲透和良好的焊縫成形。
回答完畢,當然答案僅供參考,謝謝!
⑹ 手工焊接原理是什麼啊
手工焊接與返修是要求傑出的操作員技術和良好工具的工藝步驟;一個經驗不足的操作員可能會產生可靠性的惡夢。當配備足夠的工具和培訓時,操作員應該能夠創作可靠的焊接點。表面貼裝手工焊接有時比通孔(through-hole)焊接更具挑戰性,因為更小的引腳間距和更高的引腳數。返修工藝中,必須小心,不要將印刷電路板過熱;否則電鍍通孔和焊盤都容易損傷。本文將回顧接觸焊接與加熱氣體焊接,這兩種最常見的手工焊接。
一、接觸焊接
接觸焊接是在加熱的烙鐵嘴(tip)或環(collar)直接接觸焊接點時完成的。烙鐵嘴或環安裝在焊接工具上。焊接嘴用來加熱單個的焊接點,而焊接環用來同時加熱多個焊接點。對單嘴焊接工具和焊接嘴,有多種的設計結構。
對烙鐵環形式的焊接嘴也有多種設計結構。有兩或四面的離散環,主要用於元件拆除。環的設計主要用於多腳元件,如集成電路((IC);可是,它們也可用來拆卸矩形和圓柱形的元件。烙鐵環對取下已經用膠粘結的元件非常有用。在焊錫熔化後,烙鐵環可擰動元件,打破膠的連接。
四邊元件,如塑料引腳晶元載體(PLCC),產生一個問題,因為烙鐵環很難同時接觸所有的引腳。如果烙鐵環不接觸所有引腳,則不會發生熱傳導,這意味著一些焊點不熔化。特別是在J型引腳元件上,所有引腳可能不在同一個參考平面上,這使得烙鐵環不可能同時接觸所有的引腳。這種情況可能是災難性的,因為還焊接在引腳上的焊盤在操作員取下元件時將從PCB拉出來。
焊接嘴與環要求經常預防性的維護。它們需要清潔,有時要上錫。可能要求經常更換,特別是在使用小烙鐵嘴時。
接觸焊接系統可分類為從低價格到高價格,通常限制或控制溫度。選擇取決於應用。例如,表面貼裝應用通常比通孔應用要求更少的熱量。
1、恆溫系統,提供連續、恆定的輸出,持續地傳送熱量。對於表面貼裝應用,這些系統應該在335~365°C溫度范圍內運行。
2、限制溫度系統,具有幫助保持該系統溫度在一個最佳范圍的溫度限制能力。這些系統不連續地傳送熱量,這防止過熱,但加熱恢復可能慢。這可能引起操作員設定比所希望更高的溫度,加快焊接。對表面貼裝應用的操作溫度范圍是285~315°C。
3、控制溫度系統, 提供高輸出能力。這些系統,象溫度限制系統一樣,不連續地傳送熱量。響應時機和溫度控制比限制溫度系統要優越。對表面貼裝應用的操作溫度范圍是285~315°C。這些系統也提供更好的偏差能力,通常是10°C。
與接觸焊接系統有關的特性包括: 在多數情況中,接觸焊接是補焊(touch-up)以及元件取下與更換的最容易和成本最低的方法。 用膠附著的元件可容易地用焊接環取下。 接觸焊接設備成本相對低,容易買到。 與接觸焊接系統有關的問題包括: 沒有限制烙鐵嘴或環的系統容易溫度沖擊,將烙鐵嘴或環的溫度提升到所希望的范圍之上。 烙鐵環必須直接接觸焊接點和引腳,到達效率。 溫度沖擊可能損傷陶瓷元件,特別是多層電容。
二、加熱氣體(熱風)焊接
熱風焊接通過用噴嘴把加熱的空氣或惰性氣體,如氮氣,指向焊接點和引腳來完成。熱風設備選項包括從簡單的手持式單元加熱單個位置,到復雜的自動單元設計來加熱多個位置。手持式系統取下和更換矩形、圓柱形和其它小型元件。自動系統取下合更換復雜元件,諸如密腳和面積排列元件。
熱風系統避免用接觸焊接系統可能發生的局部熱應力,這使它成為在均勻加熱是關鍵的應用中的首選。熱風溫度范圍一般是300~400°C。熔化焊錫所要求的時間取決於熱風量。較大的元件在可取下或更換之前,可能要求超過60秒的加熱。 噴嘴設計很重要;噴嘴必須將熱風指向焊接點,有時要避開元件身體。噴嘴可能復雜和昂貴。充分的預防維護是必要的;噴嘴必須定期清潔和適當儲存,防止損壞。
熱風系統有關的特性包括: 熱風作為傳熱媒介的低效率,減少由於緩慢的加熱率產生的熱沖擊。這是對某些元件的一個優點,如陶瓷電容。 使用熱風作為傳熱媒介,消除直接烙鐵嘴接觸的必要。 溫度和加熱率是可控制、可重復和可預測的。 熱風系統有關的問題包括: 熱風焊接設備價格範圍從中至高。 自動系統相當復雜,要求高技術水平的操作。
三、助焊劑與焊錫
助焊劑可以用小瓶來滴,可使用密封的或可重復充滿的助焊劑筆。經常,操作員使用太多的助焊劑。我寧願使用助焊劑筆,因為它們限制使用的助焊劑量。我也寧願使用帶助焊劑芯的焊錫,含有助焊劑和焊錫合金。當使用帶助焊劑芯的焊錫和液體助焊劑時,保證助焊劑相互兼容。
表面貼裝焊接通常要求較小直徑的錫線,典型的在0.50~0.75mm范圍。通孔焊接通常要求較大直徑的錫線,范圍在1.20~1.50mm。
錫膏(solder paste)也可以用注射器來滴,雖然許多手工焊接方法加熱錫膏太快,造成濺錫和錫球。助焊劑膠,而不是錫膏,對更換面積排列元件是非常有用的。
⑺ 焊接工藝系統的怎麼搞的到
憑本事自己編制的。
⑻ 點焊機故障的主要的原因有哪些
故障一:踏下腳踏板焊機不工作,電源指示燈不亮: a.檢查電源電壓是否正常;檢查控制系統是否正常。 b.檢查腳踏開關觸點、交流接觸器觸點、分頭換擋開關是否接觸良好或燒損。
故障二:電源指示燈亮,工件壓緊不焊接: a.檢查腳踏板行程是否到位,腳踏開關是否接觸良好。 b.檢查壓力桿彈簧螺絲是否調整適當。
故障三:焊接時出現不應有的飛濺: a.檢查電極頭是否氧化嚴重。 b.檢查焊接工件是否嚴重銹蝕接觸不良。 c.檢查調節開關是否檔位過高。 d.檢查電極壓力是否太小,焊接程序是否正確。
故障四:焊點壓痕嚴重並有擠出物: a.檢查電流是否過大。b.檢查焊接工件是否有凹凸不平。c.檢查電極壓力是否過大,電極頭形狀、截面是否合適。
故障五:焊接工件強度不足: a.檢查電極壓力是否太小,檢查電極桿是否緊固好。b.檢查焊接能量是否太小,焊接工件是否銹蝕嚴重,使焊點接觸不良。 c.檢查電極頭和電極桿、電極桿和電極臂之間是否氧化物過多。 d.檢查電極頭截面是否因為磨損而增大造成焊接能量減小。 e.檢查電極和銅軟聯和結合面是否嚴重氧化。
故障六:焊接時交流接觸器響聲異常: a.檢查交流接觸器進線電壓在焊接時是否低於自身釋放電壓300伏。b.檢查電源引線是否過細過長,造成線路壓降太大c.檢查網路電壓是否太低,不能正常工作。d.檢查主變壓器是否有短路,造成電流太大。
故障七:焊機出現過熱現象:a.檢查電極座與機體之間絕緣電阻是否不良,造成局部短路。b.檢查進水壓力、水流量、供水溫度是否合適,檢查水路系統是否有污物堵塞,造成因為冷卻不好使電極臂、電極桿、電極頭過熱。c.檢查銅軟聯和電極臂,電極桿和電極頭接觸面是否氧化嚴重,造成接觸電阻增加發熱嚴重。d.檢查電極頭截面是否因磨損增加過多,使焊機過載而發熱。e.檢查焊接厚度、負載持續率是否超標,使焊機過載而發熱。
⑼ 在焊接自動化中什麼是系統的觀點
隨著製造業的高速發展,傳統的手工焊已不能滿足現代高科技產品製造的質量、數量要求、現代焊接加工正在向著機械化、自動化的方向發展。電子技術、計算機技術以及機器人技術的發展,為焊接自動化提供了十分有利的基礎。近年來,焊接自動化在實際工程中的應用取得了迅速發展,已成為先進製造技術的重要組成部分。本文主要介紹自動化焊接技術及其發展的概況與前景。 1.自動化焊接技術 1.1自動化焊接的概念 自動化焊接主要指焊接生產過程的自動化。它是一個綜合性的焊接與工藝問題,其主要任務是:在採用先進的焊接、檢驗和裝配工藝過程的基礎上,建立不需要人直接參與焊接過程的焊接加工方法和工藝法案,以及焊接機械設備和焊接系統的結構與配置。焊接自動化的核心是實現沒有人直接參與的自動焊接過程。 自動化焊接有兩方面的含義:一是焊接工序的自動化,二是焊接生產的自動化。焊接生產的自動化是指焊接產品的生產過程,包括從備料、切割、裝配、焊接、檢驗等工序組成的焊接生產全過程的自動化。只有實現了焊接生產全過程的自動化,才能得到穩定的焊接質量和均衡的焊接生產節奏以及較高的焊接生產率。而單一焊接工序的自動化是焊接生產自動化的基礎。 1.2自動化焊接的主要設備及特點 焊接生產過程的自動化和機械化的關鍵工序:第一,全部使用自動控制裝置和機械裝置來實現來替代焊接作業的手工操作;第二,物流、機械手及變位機械來完成將焊件的搬運和位移採用;第三,完成焊接作業將會採用較高的生產節拍和高效的焊接方法進行;第四,通過精確的自動控制和准確的機械動作,進而來確保持持續的穩定的焊接質量。按照目前世界發達國家的焊接裝備水平,可將其概括為如下幾個特點: 1)標准化、通用化、系列化 對於大批量生產的典型常用接頭形式,如板材接縫、筒體環縫、圓筒環縫、管對接和管子管板接頭等,現在已經開發出相對應的的標准型自動化焊接專機,這種焊接機械具有焊接效率高、質量穩定的優點。在經過多年產品研發積累,固得公司終於開發出了300~3000mm的縱縫焊、工件回轉環形焊機、卧式單槍(雙槍)環縫焊、三軸數控焊接機床和焊槍回轉環形焊機等等。 2)多功能化 其為充分發揮大型自動化焊接設備的效率創造了有利條件已將其設計成適用於多種焊接方法和焊接工藝。如單絲、雙絲、MIG/MAG-TIG等離子弧焊、多絲埋弧焊。 3)智能化控制和自適應 焊接過程的全自動控制比傳統的金屬切削加工要復雜得多。全自動控制必須考慮焊件接縫裝配間隙誤差,幾何形狀的偏差以及焊件在焊接過程中的熱變形。所以我們需要採用各種自適應控制系統和感測器技術。 4)組合化和大型化 對於大型、中型焊接結構生產過程的自動化,已研製成功各種大型自動化焊接設備。如中重型厚壁容器焊接中心、機床車廂總裝焊接中心、集裝箱外殼整體焊接中心等等。 5)高質量、高精度、高可靠性 焊接機器人和精密焊接操作向高精度、高質量發展,行走機構的定位精度為0.1,移動速度的控制精度為0.1,與焊接機器人配套的焊接變位機的最高的重復走位精度為0.05。固得公司已經研發出來的摩托車的車架機器人工作站,以高質量的、高水平廣泛應用於江門大長江、重慶建設中。 1.3自動化焊接系統 自動化焊接就是用焊接機械裝置來代替人進行焊接。典型的機器人自動化焊接系統主要由如下部分構成:機器人、變位機、各種感測器、控制器、自動焊機(包括焊接電源、焊槍等)等。其基本構成單元是:機械裝置、執行裝置、能源、感測器、控制器和自動焊機。 1)機械裝置 機械裝置是能夠實現某種運動的機構,配合自動焊機進行焊接加工裝置,如機器人、變位機、懸臂操作機等。 2)執行裝置 執行裝置是驅動機械裝置運動的電動機或液壓、氣動裝置等。 3)能源 能源是驅動電動機的電源等。 4)感測器 感測器是檢測機械運動、焊接參數、焊接質量的感測器。 5)控制器 控制器主要是用於機械運動控制的計算機、單片機、可編程式控制制器以及電子控制系統。 6)自動焊機 自動焊機包括焊接電源、送絲機、焊槍等。它是一個獨立的焊接系統 。 1.4 自動化焊接的關鍵技術 自動化焊接技術是將電子技術、計算機技術、感測技術、現代控制技術引入到焊接機械運動的控制中,也就是利用感測器檢測焊接過程的焊接運動,將監測信息輸入控制器,通過信號處理,得到能夠實現預期運動的控制信號,由此來控制執行裝置,實現焊接自動化。焊接自動化的關鍵技術主要包括:機械技術、感測技術、伺服傳動技術、自動控制技術和系統技術等。 1) 機械技術 機械技術就是關於焊接機械的機構以及利用這些機構傳遞運動的技術。在焊接自動化中,焊接機械裝置主要由焊接工裝夾具、焊接變位機、焊接操作機、焊接工件輸送裝置以及焊接機器人等。焊接機械技術就是根據焊接工件結構特點、焊接工藝過程的要求應用經典的機械理論與工藝,藉助於計算機輔助技術,設計並製造出先進、合理的焊接裝置,實現自動焊接過程中的機構運動。 2)感測技術 感測技術是自動化系統的感受器官。感測與檢測是實現閉環自動控制、自動調節的關鍵環節。感測器的功能越強,系統的自動化程度就越高。焊接自動化中的感測器有很多種,有關機械運動量的感測器主要有位移、位置、速度、角度等感測器。 3)伺服傳動技術 執行裝置的控制技術稱為伺服傳動技術。伺服傳動技術對系統的動態性能、控制質量和功能具有決定性的影響。 4)自動控制技術 焊接自動化中的自動控制技術主要指:基本控制理論;在控制理論指導下,根據焊接工藝和質量的要求,對具體的控制裝置或系統進行設計;設計後的系統模擬、現場調試;最終使研製的系統可靠地投入焊接工程應用。 5)系統技術 系統技術就是以整體的概念組織應用各種相關技術。從系統的目標出發將整個焊接自動化系統分解成若干個相互關聯的功能單元。以功能單元為子系統進一步分解,生成功能更為單一的子功能單元,逐層分解,直到最基本的功能單元。以基本功能單元為基礎,實現系統需要的各個功能設計。 2.自動化焊接的發展現狀及前景展望 2.1自動化焊接的發展現狀 目前我國的焊接自動化率還不足30%,同發達工業國家的近80%相比差距甚遠。可以預計在未來的10年內,國內自動化焊接技術的水平將以前所未有的速度發展。 隨著數字化技術日益成熟,代表自動化焊接技術的數字焊機、數字化控制技術業已面世並已穩步地進入市場。三峽工程、西氣東輸工程、航天工程、船舶工程等國家大型基礎工程,有力地促進了先進焊接工藝特別是焊接自動化技術的發展與進步。汽車及零部件的製造對焊接的自動化程度要求日新月異。我國焊接產業逐步走向「高效、自動化、智能化」。目前我國的焊接自動化率還不足30%,同發達工業國家的近80%差距甚遠。從20世紀末國家逐漸在各個行業推廣自動焊的基礎焊接方式——氣體保護焊,來取代傳統的手工電弧焊,現已初見成效。可以預計在未來的10年,國內自動化焊接技術將以前所未有的速度發展。20世紀90年代以來,我國焊接界把實現焊接過程的機械化、自動化作為戰略目標,已經在各行業的科技發展中付諸實施,在發展焊接生產自動化和過程式控制制智能化,研究和開發焊接生產線及柔性製造技術,發展應用計算機輔助設計與製造技術等方面,取得了長足的進步。高效、節能並能夠自動調節焊接參數的智能型逆變焊機將逐漸取代手弧焊機和普通晶閘管焊機,而且焊機的操作趨向於簡單化、智能化,以符合當今淡化操作技能的趨勢。在汽車、造船、工程機械和航空航天等領域,適用於不同場合的智能化焊接機器人較為廣泛的應用,大幅度提高了焊接質量和生產效率。在我國,目前汽車、船舶、管建、家電等行業焊接自動化的發展相對來說較好,到2005年,船廠的高效率焊接要達到80%以上,其中二氧化碳焊接應用率達到55%,焊接機械化率、自動化率要達到70%左右。 國外如歐美、日本等發達國家早在20世紀80年代便在石油、化工、造船、建築、電力、汽車、機械等行業採用數字控制的小車式自動氣保焊機,代替人工進行焊接生產。近年來,國內幾家企業開發了幾種類似的自動焊接小車,但在結構和功能上均屬低端產品,在數字控制、焊接參數預置和專家系統自動調用等方面均為空白。成都焊研科技有限責任公司把開發適合和滿足我國工業企業焊接生產要求的高端自動焊接設備作為己任,在吸收和借鑒國外先進、成熟技術基礎之上,經過近兩年的研製工作,代表自主知識產權的第一代數控小車式自動焊機樣機在成都焊研科技有限責任公司問世。該焊機具有攜帶方便、安裝簡單、操控靈活、智能化程度高等特點,通過微機控制的多種焊接模式和專家程序,可在不同焊接位置滿足多種焊接工藝要求焊縫的焊接。 2.2自動化焊接的前景展望 電子技術、計算機微電子信息和自動化技術的發展,推動了焊接自動化技術的發展。特別是數控技術、柔性製造技術和信息處理技術等單元技術的引入,促進了焊接自動化技術革命性的發展。 (1)焊接過程式控制制系統的智能化是焊接自動化的核心問題之一,也是我們未來開展研究的重要方向。我們應開展最佳控制方法方面的研究,包括線性和各種非線性控制。最具代表性的是焊接過程的模糊控制、神經網路控制,以及專家系統的研究。 (2)焊接柔性化技術也是我們著力研究的內容。在未來的研究中,我們將各種光、機、電技術與焊接技術有機結合,以實現焊接的精確化和柔性化。用微電子技術改造傳統焊接工藝裝備,是提高焊接自動化水平的根本途徑。將數控技術配以各類焊接機械設備,以提高其柔性化水平和質量控制水平,是我們當前的一個研究方向;另外,焊接機器人與專家系統的結合,實現自動路徑規劃、自動校正軌跡、自動控制熔深等功能,是我們近期研究的重點。 (3)焊接控制系統的集成是人與技術的集成和焊接技術與信息技術的集成。集成系統中信息流和物質流是其重要的組成部分,促進其有機地結合,可大大降低信息量和實時控制的要求。注意發揮人在控制和臨機處理的響應和判斷力,建立人機對話的友好界面,使人和自動系統和諧統一,是集成系統的不可低估的因素。 (4)提高焊接電源的可靠性、質量穩定性和可控性,以及優良的動感特性,也是我們著重研究的課題。應開發研製具有調節電弧運動、送絲和焊槍姿態,能探測焊縫坡口形狀、溫度場、熔池狀態、熔透情況,適時提供焊接規范參數的高性能焊機,並應積極開發焊接過程的計算機模擬技術。總之,使焊接技術由「技藝」向「科學」演變,是實現焊接自動化的一個重要方面。 本世紀的頭二十年,將是焊接行業飛速發展的有利時期。我們廣大焊接工作者任重而道遠,務必樹立知難而上的決心,抓住機遇,為我國焊接自動化水平的提高而努力奮斗。