現代焊接技術的發展現狀及前景

2018-11-27 13:20:00
陸啟蒙
原創
12832
摘要:經濟的不斷發展使得現代焊接技術也有了長足的進步,在與工業相關的不同領域都有廣泛的應用。文章主要對現代焊接技術發展的現狀、現階段面臨的困難及其未來的發展前景進行了簡要的探討和研究,希望能對現代焊接技術未來的發展起到一定的借鑒作用。

就我國現階段的工業化發展情況來說,焊接廣泛應用于多種材料的連接,而隨著高新技術的不斷發展,原來的傳統焊接方式也轉化為激光、電子束焊等先進的焊接技術??梢哉f,無論是在建筑行業,還是車輛、機械、醫療設備等方面,離開焊接技術是根本無法運轉的。而隨著與國外交流的增多,現代焊接技術已經有了異種材料的非金屬材料的連接技術,而在產品表面設計方面也有了更好的創新制作方法,可以說,焊接技術的發展前景是非常光明的,焊接技術的未來充滿了希望。

1 現代焊接技術的發展現狀

近年來,經濟帶動了制造業的發展,焊接技術也隨之有了極大的進步,焊接產品的效率也越來越高,而現在如何在保證產品質量的前提之下實現焊接生產自動化和智能化已經成為焊接行業的重要任務?,F代高新技術比如說智能控制技術、圖像處理與傳感器技術等融入焊接技術,使得現代焊接技術有了更為切合時代潮流的發展。

1.1 焊接生產自動化和智能化發展

焊接行業的智能化發展主要是體現在焊接智能機器人的發展,焊接自動化水平在一定程度上可以理解為焊接智能機器人的發展水平。目前使用最為廣泛的焊接機器人是示教再現型,即由人工引導機器人末端執行器(安裝于機器人關節結構末端的夾持器、工具、焊槍、噴槍等),或由人工操作導引機械模擬裝置,或用示教盒(與控制系統相連接的一種手持裝置,用以對機器人進行編程或使之運動)來使機器人完成預期的動作,由于此類機器人的編程通過實時在線示教程序來實現,而機器人本身憑記憶操作,故能不斷重復出現。這就形成了焊接智能機器人的自動化焊接過程。

1.2 焊接工藝高速高效化

為實現焊接行業的進一步發展,需要優化現今的焊接工藝,將傳統的焊接工藝轉化為高速、高效、高質量的焊接工藝。而國內外也在焊接工藝的優化上投入了較多的精力,現今已經在活性化焊接工藝、多元氣體保護焊接工藝上取得了不錯的成效。而在焊接速度的研究也有了長足的進步,現今已經可以達到 1.8m/min,大大提升了焊接產品的效率。而隨著國外在數字化焊接電源和高新信息處理技術上的關注,中國市場也逐漸引入相關先進產品和技術。數字化焊接電源解決了原先較為刻板的剛性化控制,能夠實現對焊接過程的柔性化控制以及多功能集成,而對焊接的精度、焊接過程系統的穩定性、產品的一致性、產品升級流程等方面都有更高的要求,能夠對現代焊接技術的發展有更好的幫助,使得焊接工藝實現高速和高效化。

1.3 焊接質量的優化保證

對于焊接產品來說,最為重要的就是焊接質量,若是焊接質量不盡如人意,對于產品日后的使用壽命是非常有限制的,而焊縫跟蹤技術對于控制焊接質量是非常關鍵的。在焊縫跟蹤技術方面,焊接行業投入的比較多,也已經有了較為成熟的技術。比如說較為先進的熔滴過渡控制現今由于引入了數字化焊接電源,并且在系統上使用了先進的電子元件,使得對熔淌控制上更為得心應手,在這方面的應用上也絲毫不輸于國外先進水平,這在焊接行業是非常重要的部分,是保證焊接產品質量的重要技術。

1.4 焊接技術現代先進發展

現代焊接技術隨著與國外先進技術的不斷交流與分享,已經達到一個較高的水準,以下筆者將以激光焊接為例闡述其優點與新進展。激光焊接技術屬于熔融焊接的部分,它是以激光束為能源,直接沖擊在焊件接頭上,這種焊接方式對于確定焊件位置的要求是非常高的,需要極為精確,需要保證焊件位置在激光束的聚焦范圍內。激光焊接的最大可焊厚度是有限制的,一般滲透厚度超過 19mm的工件是不建議激光焊接的,不僅對于焊接技術有較大的困難,對于焊件產品本身也不容易有較好的焊接質量。此外,激光焊接具有高反射性及高導熱性,焊接性很容易受激光所改變,當使用極高能量的激光束進行焊接時,需要使用等離子控制器將熔池周圍的離子化氣體驅除,以確保焊道的再出現,如此才能完成焊接過程。激光焊接在焊接技術上屬于能量轉換效率十分低,一般最高也只有 10%左右,而且焊道在快速凝固的狀態下,可能會有氣孔及脆化的問題,特別是進行激光焊接所需的設備是較為昂貴的。為了消除或減少激光焊接的缺陷,使得焊接效率和焊接質量更高,焊接領域內先進工作者提出了一些較有建設性的意見,就是用其他熱源與激光進行復合焊接,復合焊接的方式主要有激光與電弧、激光與等離子弧、激光與感應熱源等,這種復合焊接的方式使得焊接能量轉換效率更高,使得焊接質量更好,對于焊接技術的發展是極其有幫助的。

2 現代焊接技術的未來發展展望

現代焊接技術雖已經處于一個較為先進的發展水平,但仍是有發展之處的,展望未來,針對現代焊接技術面臨的困難與任務,筆者有以下三點建議:

2.1 尋求解決焊接制約新材料的途徑

焊接技術發展到一定水平后,開發新材料也逐漸進入了焊接領域工作者的視線,主要是從材料研制和焊接科技兩方面來入手。先進的新材料對于焊接技術來說不一定是好的,它的可焊接性、材料的性能都是需要重新估量的,而往往材料的高性能和其可焊接性都是相互矛盾的。鑒于此種情況,為解決此矛盾,焊接行業工程師需要和材料研究工程師密切聯系與合作,將新型材料納入到焊接材料中去,使得焊接產品質量更好,焊接效率更高,焊接領域整體發展水平更上一層樓。

2.2 著力提高焊接產品質量

焊接產品的質量和焊接的質量是息息相關的,為了提高焊接產品的質量,需要從思想上消除焊接是制造焊接產品的薄弱環節的錯誤思想,在此基礎上,焊接工藝工程師需要研究更好的焊接工藝,改善焊接工藝中的漏洞,進一步提高焊接質量,改善焊接產品的性能。

2.3 改善焊接領域整體環境

在大眾的視野里,焊接領域一直是較為“臟亂差”的代表,這也阻止了更多的高素質人才邁入焊接行業發光發熱,貢獻自己的才華。而焊接行業需要注重自己的行業形象,盡可能減少煙塵、噪音、輻射等的影響,創造感覺整潔的整體焊接環境,這樣的工作環境才能更具吸引力。而現代焊接行業對于焊接自動化的重視,及其焊接機器人的進一步投入研究,相信對于改變傳統焊接行業的形象是十分有幫助的,也會有更多的年輕科技工作者愿意踏入焊接行業領域,讓焊接行業有更好的發展。

3 結語

在我國仍處于工業占主導行業的狀況下,現代焊接技術對于工業的推動發展作用是不言而喻的。隨著經濟技術的發展,越來越多的研究者和科學家將重點放在了探究焊接新材料的角度上,這對于我們現今焊接行業的現狀來說是非常值得期待的,是尚未深入接觸過的領域,若是能在新材料上取得讓國內外矚目的研究成果,這將是焊接領域幾十年來的一場革命。


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