现代焊接技术的发展现状及前景

2018-11-27 13:20:00
陆启蒙
原创
11428
摘要:经济的不断发展使得现代焊接技术也有了长足的进步,在与工业相关的不同领域都有广泛的应用。文章主要对现代焊接技术发展的现状、现阶段面临的困难及其未来的发展前景进行了简要的探讨和研究,希望能对现代焊接技术未来的发展起到一定的借鉴作用。

就我国现阶段的工业化发展情况来说,焊接广泛应用于多种材料的连接,而随着高新技术的不断发展,原来的传统焊接方式也转化为激光、电子束焊等先进的焊接技术。可以说,无论是在建筑行业,还是车辆、机械、医疗设备等方面,离开焊接技术是根本无法运转的。而随着与国外交流的增多,现代焊接技术已经有了异种材料的非金属材料的连接技术,而在产品表面设计方面也有了更好的创新制作方法,可以说,焊接技术的发展前景是非常光明的,焊接技术的未来充满了希望。

1 现代焊接技术的发展现状

近年来,经济带动了制造业的发展,焊接技术也随之有了极大的进步,焊接产品的效率也越来越高,而现在如何在保证产品质量的前提之下实现焊接生产自动化和智能化已经成为焊接行业的重要任务。现代高新技术比如说智能控制技术、图像处理与传感器技术等融入焊接技术,使得现代焊接技术有了更为切合时代潮流的发展。

1.1 焊接生产自动化和智能化发展

焊接行业的智能化发展主要是体现在焊接智能机器人的发展,焊接自动化水平在一定程度上可以理解为焊接智能机器人的发展水平。目前使用最为广泛的焊接机器人是示教再现型,即由人工引导机器人末端执行器(安装于机器人关节结构末端的夹持器、工具、焊枪喷枪等),或由人工操作导引机械模拟装置,或用示教盒(与控制系统相连接的一种手持装置,用以对机器人进行编程或使之运动)来使机器人完成预期的动作,由于此类机器人的编程通过实时在线示教程序来实现,而机器人本身凭记忆操作,故能不断重复出现。这就形成了焊接智能机器人的自动化焊接过程。

1.2 焊接工艺高速高效化

为实现焊接行业的进一步发展,需要优化现今的焊接工艺,将传统的焊接工艺转化为高速、高效、高质量的焊接工艺。而国内外也在焊接工艺的优化上投入了较多的精力,现今已经在活性化焊接工艺、多元气体保护焊接工艺上取得了不错的成效。而在焊接速度的研究也有了长足的进步,现今已经可以达到 1.8m/min,大大提升了焊接产品的效率。而随着国外在数字化焊接电源和高新信息处理技术上的关注,中国市场也逐渐引入相关先进产品和技术。数字化焊接电源解决了原先较为刻板的刚性化控制,能够实现对焊接过程的柔性化控制以及多功能集成,而对焊接的精度、焊接过程系统的稳定性、产品的一致性、产品升级流程等方面都有更高的要求,能够对现代焊接技术的发展有更好的帮助,使得焊接工艺实现高速和高效化。

1.3 焊接质量的优化保证

对于焊接产品来说,最为重要的就是焊接质量,若是焊接质量不尽如人意,对于产品日后的使用寿命是非常有限制的,而焊缝跟踪技术对于控制焊接质量是非常关键的。在焊缝跟踪技术方面,焊接行业投入的比较多,也已经有了较为成熟的技术。比如说较为先进的熔滴过渡控制现今由于引入了数字化焊接电源,并且在系统上使用了先进的电子元件,使得对熔淌控制上更为得心应手,在这方面的应用上也丝毫不输于国外先进水平,这在焊接行业是非常重要的部分,是保证焊接产品质量的重要技术。

1.4 焊接技术现代先进发展

现代焊接技术随着与国外先进技术的不断交流与分享,已经达到一个较高的水准,以下笔者将以激光焊接为例阐述其优点与新进展。激光焊接技术属于熔融焊接的部分,它是以激光束为能源,直接冲击在焊件接头上,这种焊接方式对于确定焊件位置的要求是非常高的,需要极为精确,需要保证焊件位置在激光束的聚焦范围内。激光焊接的最大可焊厚度是有限制的,一般渗透厚度超过 19mm的工件是不建议激光焊接的,不仅对于焊接技术有较大的困难,对于焊件产品本身也不容易有较好的焊接质量。此外,激光焊接具有高反射性及高导热性,焊接性很容易受激光所改变,当使用极高能量的激光束进行焊接时,需要使用等离子控制器将熔池周围的离子化气体驱除,以确保焊道的再出现,如此才能完成焊接过程。激光焊接在焊接技术上属于能量转换效率十分低,一般最高也只有 10%左右,而且焊道在快速凝固的状态下,可能会有气孔及脆化的问题,特别是进行激光焊接所需的设备是较为昂贵的。为了消除或减少激光焊接的缺陷,使得焊接效率和焊接质量更高,焊接领域内先进工作者提出了一些较有建设性的意见,就是用其他热源与激光进行复合焊接,复合焊接的方式主要有激光与电弧、激光与等离子弧、激光与感应热源等,这种复合焊接的方式使得焊接能量转换效率更高,使得焊接质量更好,对于焊接技术的发展是极其有帮助的。

2 现代焊接技术的未来发展展望

现代焊接技术虽已经处于一个较为先进的发展水平,但仍是有发展之处的,展望未来,针对现代焊接技术面临的困难与任务,笔者有以下三点建议:

2.1 寻求解决焊接制约新材料的途径

焊接技术发展到一定水平后,开发新材料也逐渐进入了焊接领域工作者的视线,主要是从材料研制和焊接科技两方面来入手。先进的新材料对于焊接技术来说不一定是好的,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。鉴于此种情况,为解决此矛盾,焊接行业工程师需要和材料研究工程师密切联系与合作,将新型材料纳入到焊接材料中去,使得焊接产品质量更好,焊接效率更高,焊接领域整体发展水平更上一层楼。

2.2 着力提高焊接产品质量

焊接产品的质量和焊接的质量是息息相关的,为了提高焊接产品的质量,需要从思想上消除焊接是制造焊接产品的薄弱环节的错误思想,在此基础上,焊接工艺工程师需要研究更好的焊接工艺,改善焊接工艺中的漏洞,进一步提高焊接质量,改善焊接产品的性能。

2.3 改善焊接领域整体环境

在大众的视野里,焊接领域一直是较为“脏乱差”的代表,这也阻止了更多的高素质人才迈入焊接行业发光发热,贡献自己的才华。而焊接行业需要注重自己的行业形象,尽可能减少烟尘、噪音、辐射等的影响,创造感觉整洁的整体焊接环境,这样的工作环境才能更具吸引力。而现代焊接行业对于焊接自动化的重视,及其焊接机器人的进一步投入研究,相信对于改变传统焊接行业的形象是十分有帮助的,也会有更多的年轻科技工作者愿意踏入焊接行业领域,让焊接行业有更好的发展。

3 结语

在我国仍处于工业占主导行业的状况下,现代焊接技术对于工业的推动发展作用是不言而喻的。随着经济技术的发展,越来越多的研究者和科学家将重点放在了探究焊接新材料的角度上,这对于我们现今焊接行业的现状来说是非常值得期待的,是尚未深入接触过的领域,若是能在新材料上取得让国内外瞩目的研究成果,这将是焊接领域几十年来的一场革命。


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