摘要：目前工程机械行业增大了对高强钢的需求，高强焊丝作为与高强钢相匹配的构件，对它需求也会增大。高强钢激光焊接工艺现已成为工程机械行业关键焊接技术之一，该工艺突破传统焊接技术的局限，可提高产品开发的速度。由于工业机械结构的焊接难度不断加大对焊接技术的要求也随之增高，因此应该不断加大对焊接技术的深入研究，探究新的焊接技术以促进我国工业机械行业的发展。本文就焊接技术在工程机械行业中的应用进行分析。
关键词：
随着社会的发展，工程机械行业越来越发挥着重要作用。在传统工程机械行业焊接中，以手工为主，其质量得不到保证，且工作效率低，难以满足行业发展的实际需要。焊接技术是工程机械行业发展中的重要工艺组成部分，在行业发展中有着广泛应用。为实现该行业的可持续发展，相关人员有必要实施高水平的焊接技术，以提高焊接质量。
1 工程机械焊接结构件的特点
1.1 大尺寸、厚板焊接焊缝多
在工程机械行业中，大尺寸、厚板焊接焊缝较多（如起重机单件板长已达15m、最大板厚达80～100mm），这个特点可以提高大型工程机械设备的刚性及使用性能，这对焊缝成形质量及效率提出了更高的要求。
1.2 薄板、高强度焊接结构件增加
为减轻工程机械自身的重量、提高设备性能高强度钢材的应用作出了重要贡献。工程机械的焊接结构件中对薄板、高强度焊接结构件的焊接要求逐渐增加（如起重机上应用的板材屈服强度已达1300MPa，未来还会用到1400MPa甚至更高强度要求的材料）。这些材料的焊接性变得越来越差，对焊接工艺、焊接操作人员技能、焊接设备可靠性都提出了更高要求。
1.3 焊缝结构形式多样
由于工程机械设备多为重载设备，对焊缝的强度要求较高，如平面I型对接焊缝、对称双边坡口焊缝、T形焊缝及单边坡口焊缝等。
2 工程机械行业中焊接技术的应用流程
2.1 焊接准备工作
在工程机械行业发展中，焊接技术是尤为重要的技术之一，要提高焊接技术质量，应做好准备工作。首先，在下料中，应根据焊接物件的材质、厚度等特点而确定下料，通常对于厚度较薄的物件，可以利用等离子进行切割；厚度居中的物件，利用切割机进行分割；厚度较厚的物件，利用火焰切割方式而完成，能够为后续焊接技术实施奠定坚实的基础条件。其次，组对工作是尤为重要的工作内容，只有做好组对工序，才能确保焊接的精度，为拼点工装工作创造有利条件。
2.2 焊接工序
2.2.1 焊接位置
焊接位置可用焊缝倾角和焊缝转角进行表示，分为平焊、立焊、横焊和仰焊位置等。焊缝位置是指手工电弧焊施焊过程的方位，焊工围绕组焊件将焊缝焊接完毕，完成所有焊缝往往需要翻转多次。焊接变位机型式很多，主要有单回转、双回转、升降式单、双回转等，不同的型式适用于不同的工件。采用焊接变位机可以实现这种理想的焊接条件。工程机械结构件的形状大多不规则，变位机在使用时需要专用夹的配合。
2.2.2 焊接方法
在工业机械行业采用的焊接方法主要有两种：埋弧自动焊与C02/MAG气体保护焊。其中埋弧自动焊主要用于中厚板长直焊缝或环焊缝其他场合可采用C02/MAG气体保护焊。两种焊接方法都具有电流密度大、熔深大的特点，比手工电弧焊的速度快，而埋弧自动焊的焊接速度又是C02/MAG气体保护焊的2-3倍。此外埋弧自动焊作为优选的焊接方法其焊接质量稳定可靠在焊接过程中没有弧光、烟尘所形成的焊缝也相对美观。C02/MAG气体保护焊在焊接时采用富Ar混合气体以减少熔渣的产生从而节省了清理的时间提高了总体效率。
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3 焊接技术在工程机械行业中的应用发展现状探讨
3.1 在大型结构件拼点工装的应用
现阶段，我国工程机械行业发展速度加快，对焊接技术有着更高的要求。关于焊接工艺的研究，主要集中在精度和质量两方面。对于大型结构件拼点工装而言，拼箱精度是尤为重要的问题，只有施以科学合理的焊接工艺，才能提高拼箱精度。拼点工装是一项对精度要求较高的工作项目，具有通用性的特点，适用于大型结构件中，如三维柔性工装焊接技术的应用中，能够改变传统划线拼点作业模式，使焊接技术水平更高。基于该技术的焊接，能够针对不同尺寸的机械构件进行换模，并使焊接技术保持高度的精度。然而，工程机械行业在应用该项焊接技术过程中，其成本支出相对较多，且对定期维护管理有着较高的要求，相关人员必须能够有效开展机械设备的维护工作，以充分发挥该焊接技术的积极作用。
3.2 自动化焊接技术应用发展现状
随着国内用工成本的提高，工业机械行业对焊接质量有着更高的要求，机器人自动焊接工作站应运而生。机器人自动焊接工作站由焊接用机器人(六轴集成的机械手)与各种系统设备组成。因为焊接用机器人一般只能上下工件，比较精细的焊接工作还需要其他系统的配合。相应的系统设备包括焊接系统、弧焊软件控制系统、工件装夹变位系统、高效除尘系统等。目前工业机械行业中使用的机器人(如ABB，KUKA，REIS~RCMAN等)大多是由国内供应商采购的国外品牌机器人，我国主要自主开发焊接变位机、夹具等钢结构。
焊接专机作为另一种自动化焊接技术更受到焊工的青睐，因为焊接专机与机器人焊接工作站相比，其价格更低、保养更加容易、操作简便实用。焊接专机专门为特定的工件和一定形状的焊接接头设计的，在焊接过程中实现自动化不需要焊枪来回摆动。对于要求不高的焊缝结构(如形式单一的长直焊缝)，要实现专机的功能需要焊接系统与直线运动机构组合起来。有的工件在焊接过程中对工作环境要求很高或需要变位，则为了保证焊缝质量，需要为焊接专机搭配变位机等系统设备。
3.3 高强钢焊接工艺应用发展现状
为保证机械结构件的焊接质量，焊接接头的性能必须与母材相匹配，否则会成为薄弱部位。这就要求与低合金高强钢相匹配的焊接材料在性能上应与高强钢性能一致。依托钢铁冶金技术的进步，低合金高强钢性能上实现了洁净化、强韧化，则焊接材料的性能也必须实现洁净化和强韧化。我们在进行高强钢焊接工艺评定试验时发现，在接头强度和伸长率符合规定的情况下接头发生脆断往往是由于韧性不足导致的。主要原因就是高强钢的强度＞800MPa，在焊接时焊缝金属强韧性与母材匹配困难。且由于高强钢强度较大，这种现象调节比较困难，不像调质钢（强度在400MPa左右）要获得理想的强韧性只需使焊缝组织获得细小的针状铁素体即可。
以起重机产品为例，其焊接工艺存在局限性，即采用的钢板强度＞1100MPa而与之匹配的焊丝强度则在1000MPa左右。高强钢激光焊接工艺的热源是连续或脉冲激光束，它可以直接融化待焊母材。这种焊接工艺突破母材与焊接材料强度不匹配的局限性，国外工程机械企业已对其开展研究，待工艺成熟就可广泛应用在高强钢焊接中。
结束语：
焊接技术是工程机械行业中比较常用的技术之一，伴随行业发展水平的不断提升，对焊接技术有着更高的要求。因此，工作人员必须积极采用先进的焊接技术而开展工作，以提高焊接质量。目前，焊接技术在工程机械行业中有着更多的应用，主要表现在大型结构件拼点工装应用、自动化焊接技术应用、高强钢焊接工艺应用等方面，在实际焊接工作中，工作人员应遵循焊接流程来开展工作，才能确保焊接质量。
参考文献：
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[2]工程机械行业焊接市场需求和关键焊接技术[J].周玉英.金属加工(热加工).2014(20)
[3]工程机械行业焊接市场需求和关键焊接技术[J]. 王彩凤，吴月，孟国强.金属加工（热加工），2014（20）
论文作者:缪士欢
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/2
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