上海宝冶集团有限公司 上海市 200941
摘要：焊接技术在20 世纪初期被广泛应用于机械制造的加工过程当中，至今已经有了百余年的发展历史，其在制造业当中发挥了十分重要的作用，对工业生产和人民生活有着深远的影响。在制造业中，焊接技术广泛应用于机械制造、石油化工、航空技术、轨道运输、建筑工程、微电子、核工业等几乎全部工业制造领域。由于对焊缝质量、焊接经济性与可靠性的要求逐渐增高，焊接已经从简单的加工工艺转变为综合性的先进加工技术。它涉及到材料、工艺方法、设备安装、结构设计、下料、成型、焊前及焊后处理、焊接加工过程自动化、失效解析、品质控制、环保卫生等诸多方面。为了缩小我国机械制造业与世界发达国家在制造业方面的差距，国家明确了以“加速制造业信息化，以信息化带动工业化，工业化促进信息化”作为指导方针，因此这是提升我国制造业水平的一个十分宝贵的机遇。本文分析了焊接自动化技术相关内容。
关键词：焊接；自动化技术；内容；
焊接自动化是指在没有人直接参与的情况下， 采用具有自动控制，能自动调节、检测、加工的机器设备、仪表，按规定的程序或指令自动进行，通过加热、加压，或两者并用，使两工件产生原子间结合的技术措施。手工操作受操作人员个人状态的影响，产品质量不稳定，而焊接自动化能够增加产量、提高质量、降低成本和劳动强度、保障生产安全等。自动化程度已成为衡量现代国家科学技术和经济发展水平的重要标志之一。
一、我国焊接自动化技术现状
1.工艺现状。随着数字化技术日益成熟， 代表自动化焊接技术的数字焊机、数字化控制技术业已面世并已稳步地进入市场。三峡工程、西气东输工程、航天工程、船舶工程等国家大型基础工程,有力地促进了先进焊接工艺，特别是焊接自动化技术的发展与进步，汽车及零部件的制造对焊接的自动化程度要求日新月异。我国焊接产业逐步走向“高效化、自动化、智能化”。目前，我国焊接界把实现焊接过程的机械化、自动化作为战略目标，已经在各行业的科技发展中付诸实施，在发展焊接生产自动化和过程控制智能化，研究和开发焊接生产线及柔性制造技术，发展应用计算机辅助设计与制造技术等方面， 取得了长足的进步。具体表现在：一是高效节能的CO2焊机、埋弧焊机的应用率大幅度提高。二是高效、节能并能够自动调节焊接参数的智能型逆变焊机已逐渐取代手弧焊机和普通晶闸管焊机，而且焊机的操作趋向于简单化、智能化，以符合当今淡化操作技能的趋势。三是在汽车、造船、工程机械和航空航天等领域，适用于不同场合的智能化焊接、焊接机器人等得到较为广泛的应用，大幅度提高了焊接质量和生产效率。四是以焊接机器人为代表的焊接自动化装备的数量大幅度增加，应用日益广泛。五是电焊机出口数量和规模都大幅度增加，在国际市场上的占有率大幅上升。但是由于各种原因，我国的焊接自动化水平与发达国家相比还有一定的差距，而且发展不平衡。具体表现在：焊机控制数字化、工艺控制智能化、系统集成网络化、自动化、机器人焊接装备技术、焊接企业集团化等方面。
2.焊接自动化设备现状。目前，电焊机年总产量为283514 台左右，比2000 年增长13%。其中，手工交流弧焊机184836台，增长10%，手工直流弧焊机37601 台，增长10.9%，自动、半自动弧焊机43777台，增长18%，电阻焊机8469台，增长8.4%，特种焊机及专用、成套焊接设备8831(套)，增长10%。可以看出，增长速度最快的是自动、半自动弧焊机，主要包括半自动CO2气体保护焊焊机、埋弧自动焊机、氩弧焊机等。
（1）气体保护焊机。主要生产厂家分布在华北、东北和江浙(上海)地区。主要生产企业有：唐山松下产业机器有限公司、牡丹江欧地希焊接机有限公司、南通三九焊接设备有限公司、上海通用电焊机制造有限公司、上海沪工电焊机制造有限公司、天津市电焊机总厂、衡水武联焊接设备有限公司等。天津市电焊机总厂系国家二级企业，是我国最早生产CO2气保焊设备的厂家之一。拥有先进的工艺手段和各种电焊机检测设备及自动生产线，可生产14 个大类，22 个系列，100多个规格的焊接设备。上海沪工电焊机制造有限公司专业生产各种交流弧焊机、直流弧焊机、MIG／MAG 焊机、自动理弧焊机、电阻焊机等通用和专用成套焊接设备，具有年产电焊机2 万余台的能力。
（2）埋弧焊机。主要生产厂家分布在江浙(上海)、四川等地区，主要生产企业有：焊研威达自动焊接设备公司、上海电焊机厂、舟灵电焊机厂等。焊研威达自动焊接设备公司专业生产自动埋弧焊机及其专用成套焊接设备，现已形成了年产1000台埋弧焊机、100台焊接中心、50条型钢生产线的生产能力。
（3）氩弧焊机。氩弧焊机主要分布在广东、江浙(上海)、成都地区。主要生产企业有：唐山松下业机器制造公司、上海沪工电焊机制造有限公司、上海尤耐克焊接设备有限公司、无锡锡山南方焊接设备有限公司。
二、焊接自动化技术
1.焊接过程控制系统的智能化。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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，也是我们未来开展研究的重要方向。我们应开展最佳控制方法方面的研究，包括线性和各种非线性控制。最具代表性的是焊接过程的模糊控制、神经网络控制，以及专家系统的研究等。
2.焊接自动化技术的柔性化。在未来的研究中，我们将各种光、机、电技术与焊接技术有机结合，以实现焊接的精确化和柔性化。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。将数控技术配以各类焊接机械设备，以提高其柔性化水平，是我们当前的一个研究方向；另外，焊接机器人与专家系统的结合，实现自动路径规划、自动校正轨迹、自动控制熔深等功能等。
3.焊接控制系统的集成化。焊接控制系统的集成化是指人与技术的集成和焊接技术与信息技术的集成．集成系统中信息流和物质流是其重要的组成部分，促进其有机地结合，可大大降低信息量和实时控制的要求。注意发挥人在控制和临机处理的响应和判断能力，建立人机圣诞的友好界面，使人和自动系统和谐统一，是集成系统的不可低估的因素。
4.焊接设备的优良化。近年来，我国焊接设备优化调整工作已取得了较大的成绩，自动、半自动焊机仍然保持了较快的增长势头，其它焊接设备的增长率均小于总产量的增长率。可以说明，设备正朝着功能更全面的方向发展。因此，提高焊接电源的可行性、质量稳定性和可控性，以）及优良的动感性，也是我们发展的方向。开发研制具有调节电弧运动、送丝和焊枪姿态，能探测焊缝、温度场、熔池状态、熔透情况，适时提供焊接规范参数的高性能焊机，并应积极开发焊接过程的计算机模拟技术。使焊接技术由“技艺”向“科学”演变，是实现焊接自动化的一个重要方面。
5.焊接计算机集成制造系统CIMS是目前正处在发展阶段的高科技领域。焊接结构生产的CIMS系统是以焊接机器人为中心，在数控焊机及相应的工艺装备等技术保障的基础上，集信息流、物资流于一体的集成制造系统。在焊接结构生产中，CIMS集下料、装配、焊接等为一体的机器人生产中心，实现焊接生产真正的高精度、全自动化的现代化革命，是未来焊接生产的发展方向。将焊接机器人与机械手、多自由度转胎和变位器等组合，并用微机对其进行综合控制，构成柔性工作站或生产线，是解决小批量焊接生产自动化的一个路子。焊接生产柔性化的发展方向是要发展能识别环境并随时精确跟踪焊缝轨迹及调整焊接参数的智能机器人，并研究其传感技术及控制技术。通常，焊接机器人焊枪运动的轨迹是由操作人员将焊枪先沿焊缝行走一次的示教方法来实现的。随着计算机软硬件能力的提高，现在通过计算机根据CIMS形库中焊缝空间位置进行预先的离线编程，再把控制焊接参数的传感器获得的数值经计算机处理后，调节焊接电源、送丝机构和焊枪的空间位置。开展焊接CIMS技术应是分步实施，逐步取得效益的过程。加强系统中底层设备智能化和自由性方面的研究以简化计算机控制和管理系统以及工程设计系统的上层系统；注重系统中信息流和物资流的结合以大大降低信息量和降低适时控制的要求，注重发挥人在系统中的作用，使人与自动系统和谐统一起来，以发挥人在识别和情况发生变化时的响应和判断能力；最终要发展将焊接生产集成到全厂的生产系统中，成为整个企业集成制造系统的一个有机部分。
三、思考
焊接自动化技术是先进制造技术的重要组成部分之一。发展我国的焊接自动化技术，以下几点值得注意：
1.现代焊接自动化技术是一个高新技术群。电子技术、计算机技术、自动控制技术、信息和软件技术迅速地引入焊接领域，不断提高焊接生产的自动化程度，实现焊接过程控制的智能化，焊接生产系统的柔性化及焊接生产系统的集成化，以面向全球的技术竞争和赢得竞争的市场。
2.焊接自动化技术是先进制造技术的一个重要组成部分。发展焊接自动化技术是发展国家目标的先进制造技术，是国家、行业、企业共同利益之所在，符合我国社会主义的基本原则。因此，焊接生产自动化技术的发展离不开国家的支持和政府的宏观调控。国民经济的发展对推动焊接生产自动化技术发展应用影响较大，政府的推动是焊接生产自动化技术发展最重要的因素。
3.重视焊接生产自动化技术的研究。这种研究应以服务于提高自动化程度，减轻工人劳动强度，提高产品质量为目的。要有广泛的人员参与，扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作。发展以人为中心地位的人—机—环境系统技术，以发挥焊接自动化系统的最佳效益。
本世纪的头十年, 将是焊接行业飞速发展的有利时期。我们广大焊接工作者任重而道远, 务必树立知难而上的决心, 抓住机遇, 为我国焊接自动化水平的提高而努力奋斗。
参考文献：
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论文作者:刘鹏,张璐
论文发表刊物:《基层建设》2016年3期
论文发表时间:2016/5/28
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