精密焊接的发展趋势

焊接自动化技术的现状与展望随着数字技术的成熟，代表接地技术的数字焊机和数字控制技术稳步进入市场。三峡工程、西气东输、航天工程、船舶工程等大型国家基础设施项目有力地推动了先进焊接特别是焊接自动化技术的发展和进步。汽车和零部件的制造日益要求焊接的自动化。中国焊接行业正逐步走向“高效化、自动化、智能化”。我国焊接自动化率不到30%，与发达工业国家的80%相差甚远。从20世纪末开始，国家逐步推广自动焊的基本焊接方法——气体保护焊来代替传统的手工电弧焊，现已初见成效。可以预见，在未来10年，国内自动焊接技术将以前所未有的速度发展。高效自动化焊接技术现状20世纪90年代，我国焊接行业把焊接过程的机械化和自动化作为战略目标，并在各行业的科技发展中付诸实践。正在发展焊接生产自动化，研发焊接生产线和柔性制造技术，开发应用计算机辅助设计制造。其中，药芯焊丝增长速度明显加快，将在未来20年内超过实芯焊丝，最终成为焊接中心的主导产品。高效节能、自动调节焊接参数的智能逆变焊机将逐一取代手工电弧焊和普通晶闸管焊机，焊机操作趋于简单智能，符合当今淡化操作技能的趋势。在汽车、造船、工程机械、航空等领域，适用于不同场合的智能焊接机器人得到了广泛应用，大大提高了焊接质量和生产效率。好在国内很多失业部门和大型行业已经意识到了这些问题，造船业已经率先提出到2005年，船厂的高效焊接要达到80%以上，其中二氧化碳焊接自动化发展的比较好。国内焊接厂家先后为一汽、东风、长丰、徐工、成钢、美的、格兰仕等多家知名汽车厂商和家电厂商开发了数十套自动焊接专用线。整个生产过程由PLC控制，大量采用非接触式临场感装置和光电编码控制环节。生产线的自动控制由焊接工位机械实现，操作规范可靠。在保证产品质量的基础上，生产效率大大提高，生产人员减少80%以上。该生产线被日本专家评价为亚洲后轮轴住宅生产自动化程度最高的生产线之一。焊接自动化工艺的学习、吸收、借鉴和提高非常重要，要加强对现有世界工艺的学习和提高，由于现有技术多为手工操作，有其局限性，但如果在学习的基础上利用现代自动化技术进行嫁接改造，往往能取得一定的突破。早在20世纪80年代，国外的欧美、日本等发达国家就在石油、化工、造船、建筑、电力、汽车、机械等行业采用数控台车式自动气体保护焊机代替手工焊接生产。国内几家企业也开发了几台类似的自动焊接小车，但在结构和功能上都是低端产品，在数字控制、焊接参数预设、专家系统自动调用等方面都是空白。在吸收和借鉴国外先进成熟的基础上，我国问世了代表自主知识产权的第一代数控台车自动焊。该焊机具有便携、安装简单、操作灵活、智能化程度高等特点。通过微机控制的各种焊接模式和专家程序，满足不同焊接位置各种焊接工艺的焊接要求。数控汽车自动焊机的开发和市场推广，一方面为石油、化工、造船、电力等行业提供了与国外同等技术水平的国产自动焊接设备，另一方面为国内成功自主研发高端数字化焊机找到了突破口，对推动焊接行业专用自动焊接设备的发展具有重要的里程碑意义。电子技术、计算机微电子技术和自动化技术的发展促进了焊接自动化技术的发展。特别是数控技术、柔性制造技术和信息处理技术的引入，推动了焊接自动化技术的革命性发展。焊接过程控制系统的智能化是焊接自动化的核心问题之一，也是我们今后研究的一个重要方向。我们应该研究最佳控制方法，包括线性控制和各种非线性控制。最具代表性的是焊接过程的模糊控制、神经网络控制和专家系统研究。焊接柔性技术也是我们重点关注的内容。在今后的研究中，我们将把各种光、机、电技术与焊接技术有机地结合起来，实现焊接的精确性和灵活性。用微电子技术改造传统焊接工艺装备是提高焊接自动化水平的根本途径。将数控技术与各种焊接机械设备相匹配，提高其灵活性，是我们目前的研究方向之一。另外，将焊接机器人与专家系统相结合，实现自动路径规划、自动轨迹修正和自动熔透控制等功能是我们近期研究的重点。焊接控制系统的集成是人与技术的集成，是焊接技术与信息技术的集成。信息流和物流是集成系统的重要组成部分。促进它们的有机结合，可以大大降低对信息和实时控制的要求。要注意在控制和即兴中充分发挥人的反应和判断能力，为圣诞节建立友好的人机界面，使人和自动化系统和谐统一，这些都是集成系统中不可低估的因素。