自動化焊接技術在機械制造中的實踐

肖傳棟 于海霞 許少娟

(大連理工大學城市學院 遼寧大連 116000)

21世紀，機械加工工藝日趨智能化和自動化，在機械產品加工過程中，會依托自動化技術與智能制造模式，借助計算機網絡平臺量化機械加工流程，結合機械產品質量標準，設定網絡程序，根據機械加工進度，下達相關指令，并全面采集機械加工生產信息，對機械加工生產流程予以全面監督，持續推進機械加工工藝的轉型與升級。目前，實現自動化焊接技術和機械加工制造的緊密結合，有助于優化焊接工藝，確保機械設備結構組合的牢固性與緊密性，進一步改善機械產品質量，推動機械行業的良好發展。本文將簡單介紹自動化焊接技術，系統論述自動化焊接技術在機械制造中的實踐方案，并綜合探討如何提高自動化焊接技術應用效果。

1 自動化焊接技術

從基本技術組合來看，自動化焊接技術屬于自動化技術與機械化技術的組合體，在機械制造工作中，運用自動化焊接技術能夠克服人工焊接的多種缺陷。一般來講，人工焊接質量會受到多種人為因素的影響，焊接技術人員通常要進行前后左右等不同方向的移動，略有偏差，就會嚴重影響焊接質量，進而導致機械產品不符合標準要求。如果機械設備焊接的穩固性和緊密性不足，在后期應用中就很容易引發安全隱患，嚴重縮短了機械設備使用壽命。在運用自動化焊接技術開展機械制造工作期間，通常會在所對應的平臺上對焊接工具實施固定，啟用自動化系統（事先設置好系統參數）對焊接設備實施自動控制，代替傳統人工作業，降低人為性偏差，有效提高焊接質量[1]。

從應用效果來看，自動化焊接技術有以下3 項基本特征。

1.1 自動化焊接技術具備自動化與智能化特征

在信息時代，焊接技術融合了智能化技術、大數據技術、自動化控制技術等多種先進技術，因此，在運用自動化焊接技術開展機械加工制造作業，能夠體現出顯著的自動化與智能化特征，有序做好復雜的焊接作業，提高機械產品加工質量。目前，在實施焊接技術智能化控制的過程中，工作人員為了滿足機械產品精度需求，會綜合兼顧處理加工件接縫裝配作業時存在的間隙性誤差，維護加工件的性質穩定性，避免加工件的形狀發生變化。與此同時，工作人員會將傳感技術與自動化焊接技術結合使用，啟動先進的控制系統，著重體現當代焊接工藝的高層次效果。一般來講，在傳感技術應用中，首先要設置好傳感互聯網系統對自動化焊接進行控制，這樣不僅可以確保機械零件產品加工精度，提升加工效率，而且有助于推動機械制造產業升級。當代機械制造企業會充分借助傳感技術做好傳感互聯網系統設置工作，然后運用該系統對機械產品加工生產環節實施全過程監測，完整收集機械制造信息，促進所有加工流程的緊密銜接。其次，在機械加工制造作業中，要充分借助傳感技術對機械產品加工方案與焊接工藝進行優化和調整，及時收集和分析機械生產加工與焊接流程的動態信息。最后，要借助傳感技術構建完善的機械加工生產管理系統，優化本系統功能，設置好機械產品加工模塊，通過構建數據模型設計機械產品加工方案，對機械加工過程進行監測與分析，及時調整加工策略，充分確保機械產品焊接質量與加工精度。

1.2 雙高特征

這一特征是指運用自動化焊接技術開展機械制造工作，能夠滿足機械產品的高質量需求和高精度需求，盡可能降低和消除誤差，充分確保機械產品的精度。在機械焊接工作中，發揮自動化焊接技術的優勢，可以實現精準定位，合理控制誤差（通常會將誤差值控制到0.1 mm以內），從而充分確保機械產品的高質量和高精度標準。

1.3 功能集成化和一體化特征

自動化焊接技術可借助計算機網絡技術，對機械產品生產制造作業實施全過程、自動化管理和控制，實現脫機生產與遠程監控指導，確保規范操作，進一步簡化傳統工序，大幅度提高機械產品加工效率[2]。如果設備出現故障，就可以運用計算機軟件迅速識別故障類型和原因，為機械設備的及時維修提供參考，進一步優化機械設備性能。

2 自動化焊接技術在機械制造中的實踐方案

2.1 在精密零件焊接工作中的應用方案

基于機械自動化模式下，機械加工工藝對零件加工精度的影響主要體現在以下3個方面。

2.1.1 車床運行產生的影響

在機械零件自動化加工中，必然會使用車床，車床的運行直接關系著零件加工精度。在本世紀，隨著機械加工工藝數字化與自動化的發展，機械加工制造企業會針對車床運行采取數控編程模式，提高編程技術，以此改善車床運行狀況，確保零件產品精度[3]。

2.1.2 加工刀具產生的影響

零件加工精度在很大程度上由加工刀具決定，在不同加工流程，所選用的刀具各異。簡而言之，在零件輪廓處理中，會選用尖型刀具，在零件外表面與內表面處理工作中，會使用圓形弧刀。在刀具使用過程中，需要根據不同加工作業質量要求，選擇相匹配的刀具類型與規格。刀具隨著使用時間的推移，難免會磨損，因此，要備用數量充足的刀具[3]。

2.1.3 模塊設計產生的影響

在數字化和自動化加工模式下，機械加工制造企業對零件加工作業設置相應的模塊，不同零件所匹配的模塊不盡相同。為了確保零件加工精度，企業會注重優化模塊設計方案。對于機械產品精密零件焊接工作來說，如果使用傳統人工焊接模式，就很容易滋生更大的誤差，無法確保零件的高精度標準，嚴重影響零件產品質量。因此，需要充分發揮自動化焊接技術的作用，克服人工焊接的缺陷，優化焊接質量，避免零件在焊接期間出現嚴重的變形，充分確保精密零件的焊接質量。目前，焊接技術人員為了提升零件產品的精度，會在焊接工作中啟用激光焊接技術，降低焊接點的范圍，充分確保零件焊接的精準度。

2.2 運用自動化焊接技術做好機器人焊接工作

隨著機械自動化生產模式的普及，工業智能機器人也被應用于機械制造工作中，從而有效減輕了大量的人工作業負擔，提高了機械生產效率，使機械產品加工精度與質量得以有效提升。很多企業用該技術代替了大量的人工作業，在多個方面均發揮著作用。機械制造企業會借助工業智能機器人模糊控制與神經網絡計算技術對機械加工生產模擬系統參數實施仿真（仿真思維模式為人工化思維），幫助本企業制訂更合理的生產方案[4]。需要注意的是，發揮工業智能機器人的作用，必須正確運用自動化技術做好機器人焊接工作，為機械行業奠定更為先進、完善的技術體系。工業智能機器人這種設備對焊接的精度要求非常高，其焊接工作中會融合數字化技術，確保工業智能機器人的整體焊接質量，輔助機械制造企業提高工作效率，簡化流程，節約成本。在運用自動化焊接技術時，會借助計算機軟件實施焊接控制，改善機器人的功能，輔助企業完成各種類型的產品加工作業，提高機械制造技術水平，減輕人工作業負擔。通常，工業智能機器人的組合零部件體積、種類多，在焊接組裝工作中，應發揮自動化焊接技術的優勢，盡快組裝完整的機器人，大幅度提高工作實效性。

2.3 改善機械產品制造的工作環境

很多機械制造企業注重改善本組織內部工作環境，旨在保護全體工作人員的生命安全，消除危險因素。在焊接工作中，焊接位置會產生很強的電流，焊件的溫度會快速升高，受到電弧的影響后，周邊空氣會出現電離現象，生成刺眼的光線（其中包含強烈的紫外線），這種光線不僅會影響環境質量，而且會嚴重傷害焊接技術人員的身體，尤其是會傷害眼睛（很容易導致焊接技術人員因此患有急性電光性結膜炎）。在傳統焊接模式下，雖然企業會囑咐焊接技術人員佩戴質量良好的墨鏡以保護眼睛，卻依然無法消除電離現象與刺眼的光線。這些缺陷可采用自動化焊接技術克服，該技術可以對焊光實施有效控制，減少煙霧含量，進一步改善工作環境，保護焊接技術人員的生命健康。

2.4 提高機械產品加工質量

在開展機械制造作業時，充分發揮自動化焊接技術的優勢，有助于提高機械產品制造質量。焊接技術人員會緊密結合焊接標準要求，對各種機械產品的焊接深度進行合理設置，準確定位焊接位置，發揮各項參數的正確引導作用，以此改善焊接效果，確保焊接處的清潔性與光滑度，提高焊縫質量，打造高精度機械產品。

2.5 借助自動化焊接技術做好電源焊接工作

基于自動化焊接模式下，在開展電源焊接作業時，需要匹配好控制系統的接口，根據相關參數運行系統，此時，自動化系統會顯示相應的焊接參數。焊接技術人員通常會借助示教器具來傳輸焊接數據，按照標準要求做好在線校正工作，確保產品的收弧成功率。對于電源焊接作業來說，焊接回收脈沖通?？梢詫⒒《瓤犹顫M，為了確保焊接質量，則需要避免凸起問題。與此同時，要確保焊接斷電重熔與被覆蓋的效果，處理好焊滴脫離與外觀焊縫，發揮自動化控制系統的平行擺動作用，提升填充效果，避免焊槍出現漏電與漏油問題。另外，在大多數情況下，焊絲為盤裝或者桶裝形式，如果所選用的焊絲規格比較大，就要根據實際需求焊接相匹配的安全性電源。

2.6 運用自動化焊接技術提高機械制造工作效率

發揮自動化焊接技術的優勢，能夠大幅度提高機械產品焊接質量，加快焊接工作速度，促進機械制造工作效率的全面提升。從整體上看，運用自動化焊接技術提高機械制造工作效率，必須緊密結合機械設備與各種零部件的焊接標準質量要求，做好相關參數指令的輸入工作，選用技術先進、功能良好、質量優的焊接設備，以促進各項焊接工藝流程的緊密銜接，提高整體焊接效果。在機械零件焊接過程中，焊接技術人員會將自動化焊接技術和工業智能機器人結合使用，根據機械制造工作流程隨時發送指令，確保機械產品加工生產作業的規范操作。機械產品加工生產系統在接收到正確的指令以后，會立即實施規范的操控策略，進一步提升機械零件加工精度，規范機械產品自動化焊接操作，對極限屬性值進行精確計算[5]。機械制造行業當前所配置的智能機器人屬于高端分支技術，在發揮該技術功能的同時，會綜合使用自動化控制技術、電子技術、智能傳感技術、云計算、大數據等各種先進技術?；谧詣踊附幽Ｊ较?，工業智能機器人能夠對人類思維進行高度相似的模仿，通過融合大數據技術來深度分析數據信息，確保判斷結果的正確性，從而做好參數匹配工作，代替人工做好機械產品焊接作業，大幅度提高機械制造工作效率。

2.7 運用自動化焊接技術降低材料成本

運用自動化焊接技術代替傳統人工焊接模式，不僅可以降低焊接工作難度，減輕人工負擔，確保焊接工作高效、安全完成，而且能夠實現焊接設備的精準控制，減少材料浪費，降低材料成本。在傳統人工模式應用過程中，不少焊接技術人員在選用焊條的過程中，無法準確把握最佳用量，很容易造成焊條的浪費。對此問題，運用自動化焊接技術能進行有效解決，同時避免發生金屬飛濺現象，降低焊條的整體消耗量，從而節約大量的材料資源，減少材料成本。

3 如何提高自動化焊接技術應用效果

3.1 融合數控技術

提高自動化焊接技術應用效果，確保機械設備焊接質量，全面優化機械制造工藝，理應深度融合數控技術。目前，數控技術與智能制造系統的結合更加緊密，從而使機械制造生產效率得以顯著提高，機械產品各項加工生產環節銜接有序，機械加工管理模式也更加完善，機械設備焊接組合更緊密、牢固。優化數控技術在機械制造工作的應用效果應注重如下幾點：首先，要發揮模擬技術的作用，該技術屬于高端處理技術，在模擬技術應用中，遵循控制理論，對自動化焊接工藝實施有效控制，以此確保機械產品的高質量與高精度；其次，要發揮三維仿真技術的作用，這樣有助于優化焊接模式，準確分析機械產品現存缺陷，科學調整焊接方向與位置，確保焊接精度[6]；最后，提高數控技術在機械產品焊接作業中的應用水平，確保機械產品加工精度，理應借助計算機技術建立智能化制造平臺，為機械產品自動化焊接工作編輯正確的網絡程序，并運用智能化信息傳感技術，對機械零件產品焊接流程信息進行全面收集，做好機械制造直播作業，編制智能化與思維化制造模式，完整收集并集中處理關于機械產品加工制造的各項信息，做好特殊工藝加工指導作業，不斷提高機械加工效率與產品精度質量。

3.2 加強機械制造信息化建設

在信息時代，各行業在發展工作中均引進了信息化技術，機械制造企業與時俱進，大力加強信息建設。提高自動化焊接技術應用效果，理應注重加強機械制造信息化建設，把握以下3 項要點：第一，機械制造企業要樹立信息化理念，對機械加工制造的各項指標進行細化，重視提高機械零部件生產環境的數字化控制水平，將自動化焊接納入機械制造信息化系統中，為生產出更先進的機械設備奠定良好的基礎；第二，優化機械制造系統軟硬件設備，促進軟件和硬件的深度融合，配置先進的服務器，改善計算機的性能，優化運單存儲體系，匹配良好的網絡電纜。在開展自動化焊接工作時，要對軟硬件的融合可行性進行分析，擬定科學的焊接計劃，確保各種機械產品加工作業能順利完成；第三，設置科學的統計技術指標，為機械制造工作建立智能化管理模式，對所有管理數據進行整合收集，為自動化焊接技術的正確應用建立數據庫。

3.3 提高焊接技術人員的專業技能

做好自動化焊接作業，提高機械設備結構的牢固性與安全性，延長機械產品使用壽命，離不開經驗豐富、技能嫻熟的焊接技術人員。因此，機械制造企業應嚴格按照自動化焊接技術標準要求，不斷提高焊接技術人員的專業技能，做好相關培訓工作。一般來講，在焊接技術人員培訓工作中，應注意把握兩項要點：第一，引導焊接技術人員樹立規范操作意識，轉變人工焊接思維，認真學習自動化焊接技術相關理論知識，并通過實訓來促進理論實踐一體化培訓，不斷提高焊接技術人員的操作技能；第二，做好焊接技術人員的培訓考核工作，將自動化焊接理論知識、操作常識、職業道德、操作安全意識與責任意識統一納入考核標準中。

4 結語

綜上所述，全面優化自動化焊接技術在機械制造中的實踐方案，需要創新機械加工制造模式，充分發揮自動化焊接技術的優勢，大力加強機械制造信息化建設，不斷提高機械制造工作質量與效率。同時，要注意做好焊接技術人員的職業培訓工作，引導技術人員轉變傳統思維，增強自身職業技能，樹立強烈的責任意識。