自动化焊接（通用12篇）
自动化焊接 篇1
四大管道焊接工作量在电站工程中工作量较大、工作比较集中, 最适合进行管道预制自动化焊接。我国电站管道焊接行业中, 自动化应用比例很低, 有统计数据显示我国适用的焊接材料在200万吨的焊材中, 有73%的焊条和埋弧焊丝, 气保护焊丝只占27%, 也就是说, 加工制造的各类焊接结构大部分是用手工焊条完成的, 它是一种污染大、能耗高、效率低的焊接加工方法, 因此推广焊接自动化是一种趋势。
1 焊接自动化方案选择
焊接自动化的的方案可以选择手工氩弧焊打底+MAG焊接或埋弧焊、窄间隙MIG焊接。
1.1 方案一
1.1.1 氩弧焊打底
氩弧焊打底使用ZX7-400STG焊机, 同传统手工氩弧焊工艺相同, 但是为了保证焊缝背部不被熔穿, 氩弧焊打底厚度应该在5mm以上。
1.1.2 MAG自动焊填充盖面
MAG自动焊设备为PPAWM-24A2管道预制焊机, 设备的主要参数如下:
型号说明:适用管径Φ60-630mm
用途:适用于各个行业直管和直管、直管和锥形管、直管与法兰、直管与弯头、直管与三通等的自动焊。
技术参数:
(1) 适用材质:碳钢、合金钢、不锈钢、低温钢。
(2) 适用坡口型式:I、V、U、双V型。
(3) 适用壁厚:3-60mm, 弯头直径D≥DN300、壁厚≥20mm时需配重。
(4) 适用长度:直管≥400mm。
(5) 焊接效率 (寸/天) :TIG:80-120、CO2/MAG:200-300、SAW:250-350。
1.1.3 焊接工艺及特点
(1) MAG焊接用混合气体Ar80%+CO220%。
(2) 焊接大口径厚壁管采用多层多道焊接, 常用规格设置焊接专家库, 自动调用焊接参数。
(3) 适合于大口径厚壁管, 口径范围为Φ60-630mm, 对于管径和壁厚的适应性好。
1.2 方案二
1.2.1 氩弧焊打底同方案一
1.2.2 埋弧焊填充和盖面
埋弧焊设备选用PPAWM-44A8, 设备主要性能参数如下:
型号规格:PPAWM-44A8
技术参数:
(1) 适用管径:DN400-1100
(2) 适用壁厚:6-60mm
(3) 适用管长:小于等于10m
(4) 管头长度;小于等于2200mm
(5) 最大承重:小于等于5T
(6) 适用材质:碳钢、合金钢、不锈钢、低温钢等
(7) 适用焊缝:各种管段焊缝, 如管子-管子焊缝、管子-弯头焊缝、管子-法兰焊缝、法兰-法兰焊缝、法兰-弯头焊缝等 (必要时采用假管过渡联接)
1.2.3 焊接工艺及特点
(1) 埋弧焊焊丝与焊剂的搭配至关重要, 必须经过工艺评定验证正确性。
(2) 管道预制时, 管径越大、管壁越厚, 埋弧焊的适应性越好。
(3) 埋弧焊的熔深能力强, 为了防止熔穿, 打底焊缝的厚度应足够, 若有必要一般采用一遍氩弧焊打底。一遍电焊填充增加根部焊道厚度的办法来解决。
1.3 方案三
1.3.1 窄间隙MIG焊
窄间隙MIG自动焊的主要技术特征是:焊丝进入窄间隙焊枪之前, 通过左右摆动滚轮进行弯曲, 赋予其弯曲特性;焊丝左右摆动, 电弧也随之左右振动, 亦即电弧旋转, 可使坡口壁完全熔融, 实现无不良融合的优质焊接。窄间隙焊枪为水冷, 一次保护气体从电极两侧流过, 二次保护气体从工件表面流出, 形成良好的保护特性。
1.3.2 焊接工艺及特点
(1) 窄间隙MIG自动焊与埋弧自动焊等传统技术相比, 主要技术优势是:焊接效率高, 清渣容易, 侧壁充分熔合, 焊接热影响区窄以及焊缝氢含量低。
(2) 火力发电用锅炉的埋弧焊主配管因为焊缝氢含量高, 影响了焊接质量。窄间隙MIG焊氢元素含量仅有埋弧焊的1/3, 因而在焊缝的疲劳强度方面占有突出优势。
(3) 可以实现打底、填充、盖面的自动化, 但对坡口的对口要求高, 否则容易出现缺陷。不推荐采用。
2 经济性分析
以公司印度六部四大管道为例, 使用常规手工焊接的方法, 配管 (单台) 工作量及人力消耗情况 (因焊材消耗量相差不大, 不予考虑) , 参考设备厂家数据及相似预制车间资料可知, 采用MAG或者埋弧焊的效率是手工焊接的4-5倍。因此, 若单台机组采用自动焊可节约人工= (54+57+62+180) *3/4=264工日。按高压焊工日工资300元计算, 可节省人工费用79200。以PPAWM-24A2预制自动焊机为例, 设备购置费用为135470元, 因此购置一台设备需要两台600MW机组的四大管道配管工作量才能回本。
3 结论
(1) 焊接自动化能够大大减轻焊工的劳动强度, 对于焊工的技能水平要求不高, 在高技能焊工紧缺, 人工成本不断上涨的背景下, 焊接自动化具有广阔的应用前景。
(2) 因为管道的可能存在椭圆度、马蹄口等不规则的情况, 所以达不到采用全自动焊接的条件, 选择手工氩弧焊打底和自动焊填充和盖面是最理想的方式, 即选择方案一或者方案二。但是自动焊主要适用于大口径、厚壁管上, 否则, 因为自动焊前期准备工作时间长, 应用在小口径管道上效率甚至不如手工焊。
(3) 单从生产成本角度考虑, 自动焊的成本优势并不是特别突出, 如果考虑到高技能焊工的培训费用、工作量不饱满时候的人工费用等情况, 四大管道预制的自动焊依然具有一定的推广意义。
参考文献
[1]李伟明.高效自动焊在管道工厂化预制中的应用[J].焊接技术, 2002 (12) .
[2]刘古文孙静涛.管线预制自动焊设备及焊接工艺[J].焊接, 2000 (09) .
[3]季伟明.PPAWM-Ⅱ型管道预制自动焊机在管道工厂化预制中的应用[J].化工建设工程, 2002 (05) .
自动化焊接 篇2
教育部门表示，该专业名单是根据麦可思对全国毕业生就业情况的调查得出的。由于失业量较大，就业率持续走低，本科和高职各有10个专业被亮“红牌”，被亮“黄牌”的专业分别为8个和5个。“红牌”专业主要是指失业量较大，就业率持续走低，且薪资较低的专业中综合考虑的前几个专业，属于高失业风险型专业。“黄牌”专业是指除红牌专业外，失业量也较大，就业率也持续走低，且薪资较低的专业。“绿牌”专业是指薪资、就业率持续走高，且失业量较低的专业，为需求增长型专业。
培养目标：本专业培养德、智、体、美全面发展的，掌握必需的文化基础知识和必备的焊接工艺技术与设备的基础知识，具有焊接生产、工艺与工装设计、设备维护和维修，质量鉴定及检测的技术与能力，具有现场组织管理及解决工艺技术问题的能力，具有较强的实际操作能力，能适应社会主义市场经济的焊接先进技术的高级应用型，技能型的现场技术和管理人才。
毕业生应具有的技能：具有熟练的工程运算、机械制图、电路分析的能力。具有熟练应用计算机进行文字处理和计算机辅助绘图并获取专业信息的能力，通过国家计算机应用二级考试。具有编制、设计中等复杂程度焊接结构件工艺、工装的能力。4、具有在生产第一线指导并实施焊接工艺的能力。具有对焊接设备进行安装、调试和维护的能力。
主要课程：机械制图;金属学与热处理;弧焊电源;熔焊原理;焊接冶金原理;金属材料的焊接;焊接概论;焊接结构;焊接结构制造;焊接检验;压力焊钎焊;焊接工程管理;典型结构制造;焊接专业外语
就业方向：各类工业企业的生产部门，尤其机械、电子、石油化工、能源等，从事焊接生产和技术工作，以及生产的组织和管理工作;在各类工业企业技术部门从事机械产品结构设计、焊接工艺与工装设计;焊接生产检验工作;焊接设备操作及维护工作;机电产品，焊接材料的销售和技术服务工作。
本专业高校毕业人数为7000-8000人，其中男97%、女3%，20本专业高校招生男女比例为文科23%、理科74%、文理综合3%，近几年本专业的就业率分别为(90%-95%)、(90%-95%)、(85%-90%)。
二、焊接技术及自动化专业就业方向
焊接技术及自动化专业毕业生可在工业企业中焊接工艺的编制与实施，焊接夹具设计，焊接质量的检验与分析，焊接工艺实验以及焊接设备管理等工作。
自动化焊接 篇3
【关键词】高职；焊接；教育改革
现在船舶行业的快速发展，船舶焊接所需的人才越来大，但是目前在岗工人大多是初中毕业生或者是八十年代末期的技校毕业生，知识和技能水平偏低，只能从事简单的焊接操作，对于先进设备的操作和新技术的应用显得力不从心，同时我国焊接生产一线严重缺乏高素质技术人才。我院高职焊接技术及自动化专业（以下简称焊接专业）人才规格定位：不仅能操作，还应读懂图纸、制定工艺参数、安排生产工序、分析工件焊接缺陷产生的原因、确定修复工艺、熟悉产品质量检验标准与方法等。造船焊接技术是现代船舶建造工程的关键工艺技术。在船体建造过程中，焊接工时占船体建造工时的30%～40%，焊接成本约占船体建造成本的30%～50%，焊接生产效率是影响船舶建造周期与生产成本的主要因素之一。因此，焊接技术进步对推动船舶工业或其他行业的发展具有十分重要的意义，培养越来越需要具有综合职业能力和全面素质的、直接从事生产、技术、管理和服务第一线的应用型、技能型的高级实用人才是非常重要的。为此，担负这一类人才培养任务的高职教育，必须切实加强实训教学的改革和建设。
1.适应行业发展的需要，学习先进的焊接技能及理论知识
随着社会科技的进步，对于焊接技术而言“高效焊接”越来越多的出现在我们的视线中。高效焊接方法主要指熔敷效率高、焊接速度快、操作方便且易于实现自动化的焊接工艺方法。高教焊接工艺方法的共同特点是生产效率高、焊接质量好、节约能源。在中国造船工业中，常用的高效焊接方法有：铁粉焊条手工焊、下行焊、重力焊、药芯焊丝CO2 焊、多丝埋弧焊、垂直自动气电焊等。推广应用低成本自动化焊接设备及技术，并在此基础上组建平面分段自动装焊流水线，从而可望进一步提高产品的生产效率。
2.教学改革，在教学内容、方式、方法、考核做出调整
一基础知识以够用为度，三学制的培养周期短，要培养出合格的高技能人才，就必须注重专业知识的学习。
二是课程内容改革，将社会需求量大、技能要求高的焊条电弧焊技术、气焊气割技术、C02 气体保护焊技术单列出来，作为核心课程和核心技能。重点学习《焊接结构生产》、《焊接方法与设备》、《焊接生产检验及管理》、《材料焊接性》、《金属材料与热处理》、《焊接专业英语》等，在学习过程中大量采用案例教学，突出针对性和应用性，强化新工艺、新技术、新设备的实际应用，组织编写相关课程的实验指导书、课程设计、生产实习和毕业设计指导书。英语越来越多的应用于焊接领域中，特别是船厂。
三是改革考核方法，在考核中采用开卷和闭卷相结合、理论考试与技能考核相结合、书面考试与答辩考试相结合的方式，把考核重点放在专业实践能力和创新能力上。
四是改革理论教学与实践教学环节，注重焊接技术应知应会，增加专业技能实训，强化焊接操作技能训练，培养焊接技术高等技能操作和技术性工艺规程编制人才并取得相应的资格证书。
3.专业实践能力的培养
焊接专业毕业生的工作岗位归纳为焊接工艺员、施工技术员、焊接检验员、产品推销员，所以要找到适合对焊接专业学生的实践能力的培养的方式。制定了适合于焊接专业实践能力培养的可行性方案；学生的实践技能得以提高，动手能力增强。
第一是对学生基本焊接实践技能的培养。该技能培养主要安排在大一学年的第二学期进行，此时学生正在进行专业知识的初步学习，通过实践技能的培养将能进一步掌握所学习的内容。
第二现是对现代焊接技术的掌握和软件培训。该技能培养主要安排在大二学年进行。通过半的专业知识的学习，学生已经对焊接专业的绝大多数理论课进行了较为系统的学习，因此，该阶段实践能力的培养一方面侧重于现代焊接技术的掌握，包括埋弧自动焊、C02气体保护焊、钨极氩弧焊、激光焊，以学生掌握技能为目标，在实训教学中加以渗透，并考取相关的资格鉴定证书如中级焊工证、CCS焊工证等，从而提升学生在就业时的实力。
第三是对综合实践技能的培养。该技能培养主要安排在大三学年的第一学期进行，借助于专科毕业设计，来提高学生的综合实验技能，为学生将来从事焊接工艺员、焊接检验员打下坚实的基础。
4.增强实训基地师资建设力量的投入
高等职业技术教育的显著特点在于它的专业技术、技能的教学和训练，不具备一支有实力的“双师型”教师队伍和充足的校内实训场室，是不可能培养出合格人才的。实训教学一般分校外实训和校内实训两大部分。以就业为导向、以能力为本位的特征，建立以实用知识和实践技能为主线，建立具有一定技术水准的校外实训基地是必要的条件。加强与企业的联系，参观并认知企业的文化、工作要求、环境等，以加强学生自身的能力。校内实训要与校外的相结合，校内的是基础来适应校外的现场施工条件，应能体现出工程应用性、综合性的特色。在学校我们实训基地开设的实训科目有：水平位置单面焊双面成型、立焊位置单面双面成型、管—管对接水平固定全位置焊（单面焊双面形成型）、二氧化碳气体保护焊、氩弧焊、氧—乙炔焊。通过这些强化训练，学生较为全面地掌握了焊接的操作技能，在实训结束后，即可由省劳动厅组织技能鉴定，获得相应的技能等级证书。这样，学生毕业后就多了一份就业的机会，而且一上岗就能很快地胜任工作这既符合国际社会现行的就业惯例，又能对我国正在推行的持证上岗制度起到促进作用。
自动焊接在机械焊接中的应用 篇4
1 自动焊接技术应机械焊接行业的发展需求
1.1 自动焊接技术能够有效的缓解人力成本的投入
我国是一个资源大国, 这在很大程度上推动了资源上的需求, 长期以来, 我国的焊接行业用钢量一直在世界中处于领先地位, 成为世界第一焊接大国。这种情况下, 对人力资源的需求量也越来越多, 对人力资源的成本投入来说, 自动焊接技术有效地缓解了生产企业在人力资源成本上的资金投入压力, 为企业节省了大量的人力资源开销。
1.2 自动焊接技术能够更好更快的满足生产需要
随着经济全球化进程的加快, 我国的各个企业和世界经济连成一个有机的整体, 尤其是工业制造业更是为我国的经济发展做出了巨大的贡献。在这样的条件下, 焊接技术以及焊接设备的总体质量成为了衡量企业核心竞争力的关键性因素。传统模式下的手工焊接操作已经无法顺应时代的发展, 为了满足实际中的生产需要, 必须要利用科学的技术手段, 运用自动化生产技术代替手工焊接操作。与此同时, 手工焊接操作的质量也无法保障, 在操作过程中经常会出现无法按期完成任务或者在工期紧张的情况下马虎完成任务而忽视质量的情况。自动焊机在机械焊接中的应用更好地配合了焊接技术加工制造的产品向重型化、精密化的发展动向[1]。
2 自动焊接技术的优越性
自动焊接技术主要体现了以下优势:1) 操作性能好, 便于维护。自动焊接技术能够针对不同的焊接结构进行专门的设计、操作, 因此其功能形势体现出单一性的特点, 同其他设备相比, 其设备的整体结构也更加简单, 使用者在使用过程中便于了解其功能、内部结构以及操作性能, 因此体现出了较强的工作性能, 便于维护。2) 专业性、实用性强。自动焊机能够针对不同的需要而进行专门的设计。例如车架类结构、转台类结构以及臂架类结构, 自动焊机能够对其设计相应的专门焊接设备;针对机器人焊接、手工焊接制造相应的焊接变位专机;针对气保焊、激光焊接可以制作相应的自动焊机等, 根据专业化的自动焊机, 能够在工作过程中针对相应的工作需求以及具体的操作习惯设计做出相应的调整, 使之具有很强的实用性。从经济角度来考虑, 自动焊接设备整体制作成本低廉, 造价在20万~50万之间, 由此可见, 自动焊机在实际的工业制造中体现出了较高的经济实用性[2]。
3 自动焊接技术的发展现状
随着数字化技术的全面发展, 自动化焊接技术的数字焊接、数字化控制技术业也取得了很大程度上的提高, 并进入到了我国市场。我国焊接产业正在逐步走向高效化、智能化、自动化。焊接过程中的自动化、机械化的开发与应运是目前机械焊接行业的发展目标, 自动焊接技术也广泛应用到了其他领域当中。尤其是焊接工作的自动化生产以及自动化生产过程中的控制智能化的研究和开发方面, 取得了长足的进步和发展。从技术层面上来说, 自动焊接技术具有开放性能良好、能满足于焊接工作中的各种要求的优点, 大多数工业制造产品都可以利用自动焊接技术来完成[3]。
4 自动焊接技术在焊接行业当中的发展前景
4.1 焊接过程控制系统的智能化
焊接过程控制系统的智能化, 是未来的一个发展重点。工程机械加工中的自动焊接技术, 正不断向这更高端更科学的智能化方向发展。自动焊接机器人和焊接专机等其他硬件设备的开发研制, 对焊接工作起到了巨大的推动作用。工程机械焊接加工变得更加智能化、自动化, 使机械焊接行业更加重视对最佳控制方法方面的研究, 包括线性和各种非线性控制。智能自动焊接系统的发展, 将会带领动机械焊接领域迈上一个新的台阶。
4.2 焊接设备的优良化
近年来, 我国焊接设备优化调整工作取得了可喜成绩。随着工程机械制造行业的发展, 生产企业对自动化焊接加工需求量以及自动焊接设备数量也随着增大, 因此, 焊接设备的可行性、可控性以及质量稳定性是焊接工作的重要发展方向。要在一定程度上提供高性能焊机, 满足当前的焊接参数控制, 积极开发焊接过程的计算机模拟技术等。
4.3 自动焊接技术在机械焊接中的多种应用
自动焊接技术正向着更高质量、更广泛空间的方面发展。自动焊接技术目前在我国的工程、电力、建筑、汽车船舶等行业的制造领域当中有着越来越广泛的应用, 成为了我国众多行业的中坚力量。在未来的发展进程中, 要将各种机、光、电技术进行有机地结合, 从而更好地实现焊接技术的精确性;另一方面, 焊接机器也要实现操作人员和专家系统融合, 实现自动路径规划、自动校正轨迹以及自动控制熔深等多方面功能, 从而使得自动焊接技术在机械焊接行业中有着更加广阔的发展前景[5]。
5 结束语
自动焊接技术在机械焊接领域中将会被越来越多的机械生产加工企业所重视。在积极学习和引进自动焊接技术的同时, 要正确认识在应用技术中出现的问题与不足。在应用自动焊接技术时, 我国的企业要根据实际的经营状况, 有针对性的应用自动焊接技术, 一方面提高自动焊接在机械焊接领域中的水平, 一方面推动我国机械焊接事业的发展。
参考文献
[1]李洪涛.浅析中国焊接技术的现状与发展[J].黑龙江科技信息, 2010.
[2]李宪政, 于中涛.焊接机器人在工程机械行业的应用[J].金属加工 (热加工) , 2011.
[3]吕龙飞.自动焊接是工程机械焊接的发展方向[J].黑龙江交通科技, 2011.
[4]焦向东, 周灿丰.石油石化装备焊接自动化应用现状与发展趋势[J].金属加工 (热加工) , 2012.
焊接工艺及自动化简历 篇5
姓 名：
出生年月：1984年12月
毕业院校：湖北省荆门市荆楚理工学院
学 历：大专
联系电话：
性 别：男
政治面貌：团员
专 业：机械设计制造及其自动化
手 机：
电子邮件：
教育经历
9月-6月 就读于湖北省荆楚理工学院
9月-206月 就读于湖北省荆门市后港高中
9月-206月 就读于湖北省荆门市纪山中学
1992年9月-196月 就读于湖北省荆门市纪山中心小学
工作经历
1)8月-3月在湖南省株洲市新通铁路装备有限公司工作(其中208月-206月为专业实习期) 职位：焊接质量检测
2)203月-年7月在湖北省荆门市安平驾校学、考驾照
3)2008年7月-2008年12月自营送货
技能水平
1)熟练掌握了专业的相关知识和实际操作，
焊接工艺及自动化简历
，
2)能够熟练掌握电脑的各种基本操作。
3)了解促销的基本相关知识。
自我评价
本人有很强的适应能力和学习能力，做事细心谨慎，待人热情真诚，善于交际。希望能尽快找到一个适合我的大集体，大家一起合作进步!
求职意向
自动化焊接 篇6
关键词：焊接技术及自动化 一体化 教学改革 专业课程体系 教学效果
中图分类号：H319.1 文献标识码：A 文章编号：1672-8882（2014）08--02
随着中国的经济的崛起，汽车制造、重型装备、风电设备、容器设备、起重设备、钢结构生产等行业对焊接专业人才的需求越来越大。沿海地区大中型企业都急需熟练掌握现代焊接技术操作技能、具备工艺设计与现场实施、生产管理和质量监控能力、熟悉焊接高新技术，并能将其转化应用于现实生产的高素质技能人才。职业技术学院是向社会输送专业技术人才的主要来源，但是在职业技术学院的培养计划以及相应的培养目标中是使学生可以熟练地掌握焊接技术及自动化专业的基础理论知识，同时更注重学生的实践和动手能力，从而可以培养处适应社会的高质量的技术型人才。然而在大多数的职业技术院校中，理论教学的环节还都局限在课堂上，极少有学校将理论上的东西放进实训车间或者相应的一体化车间，这样在于生产相分离的焊接技术及自动化教学使学生不能够充分地学习到焊接过程中所需要注意的问题，这样是我们的教学效果大打折扣。
一、焊接技术及自动化目前教学存在的问题
结合我学院焊接技术及自动化专业教学现状，通过研究相应的人才培养计划、教学目标、教学模式和课程体系，发现在传统的教学中存在以下问题。
1、理论和实操脱节
在现在的焊接技术及自动化教学中，理论课教师和实训课教师相对独立，理论课老师的动手能力相对于实训教师有明显的不足，而在给学生的上课过程中只是以课本的理论教学目标作为授课的依据，缺乏理论联系实际的教学行为，过于强调一些课本上的原理性的教学内容，这些东西相对于实训车间的授课内容要相对空虚很多，职业技术学院的学生对于理论上的内容的主要用途是在以后的社会实践中应用，而不是要做科学研究应用，那么对于他们原理性的东西就很难引起其学习的兴趣，而实训老师动手能力强却理论知识欠缺，在整个教学的过程中缺乏系统性的知识，使学生在一些原理上的东西不能去理解，这样使学生学习就缺乏主观能动性去分析问题解决问题。
2、对理论学习的兴趣较低
职业技术学院学生的学习底子一般都比较薄，本身对于课堂上上课的兴趣就不是很高，特别对于一些理科类的原理，定理本身学习兴趣都不高，特别是焊接技术及自动化所要求学习的晶格，金相等抽象问题在理论教学中使学生主动去学，去理解十分困难。想要提高学生的学生效率就必须从根上解决这个问题，那就是将学生喜欢的实训课程和理论知识有机结合起来，让学生在实训中产生问题，而问题的答案可以再理论中找到，这样就提高了学生的积极性，避免理论实际相脱节。
3、自己分析问题解决问题的能力相对较弱和创性能力不足
一技术工人的分析问题的能力将会决定这个工人的技能水平，同时也是制约其创性能力的重要因素，理论教学和实训教学的相脱节大大地降低了学生自己本身分析问题的能力，实训中遇到的问题找不到答案，理论教学中由遇不到自己棘手的问题，从而制约了学院培养出人才的整体水平。
二、焊接技术及自动化教学模式改革
实训教学环节应该在职业技术学院的教学体系当中占据相当重要的一个部分，这是学生接触生产技能的直接环节，实训教学环节办的好坏，将直接影响学生在专业领域内的实际的分析问题能力，同时也会影响学生解决问题的能力，最终影响学生的整体素质；影响办学质量。那么想要把握好实训环节就必须将理论教学和实训教学有机结合，最好的办法就是教学的一体化，想实现焊接技术及自动化专业一体化的教学改革就可以从以下几个方面做起：
1、教学模式一体化改革
打破实训车间与课堂的分离模式，使实训车间与教室和二为一，充分地发挥焊接技术及自动化专业的实践教学实验室的作用，充分利用已有的焊接的设备和仪器进行教学，这样可以使理论课堂和实训基地有机结合起来。在教学方法上可以采用项目的教学法，首先制定一项实际的任务让学生去完成整个项目，在学生去完成任务的过程中将教学的理论知识融合进去，使学生可以积极去寻求答案，最后达到了教学的目的，也完成了对学生整体素质的提升。
2、专业课程体系一体化改革
专业课程体系的改革是培养人才的重要因素，这也是教学改革中的重点工作之一，焊接技术及自动化专业应该遵照，就以指导实践教学的原则来制定专业课程体系，尽量脱离传统大学的授课模式，应该讲培养的目标定义为，社会的实践能力的培养。焊接技术及自动化的专业课程体系的制定应该以可以适应一线生产的焊工为标准，，例如《焊接方法与设备》这门课在讲授过程要放在焊机的维护的实训基地完成，这样不仅学生可以耳濡目染地看到每一个焊机的结构及其每一个部件，更能了解它们的每一个功能和作用，在这过程中可以让学生自己动手组装焊机，达到实训和教学相结合的效果。
三、教学改革成果
通过焊接技术及自动化专业的教学实践，发现一体化教学明显提高了学生的动手能力，显著增加了学生的学习兴趣，使学生能够积极主动地完成老师布置的任务，同时值得注意的是学生开始向需要学习知识转变，平时填鸭式的学习不见了，替代的是学生渴望知识的一个学习氛围，这就为我们能够培养出高质量的技工人才提供了高速的通道，对我国的经济建设将起到很好的推动作用。
参考文献：
[1] 赵志群. 职业教育工学结合一体化课程开发指南[M]. 北京：清华大学出版社，2009.
自动化焊接 篇7
老挝HOUAY LAMPHAN GNAI水电站位于老挝南部Bolaven高原的HOUAY LAMPHAN GNAI河流上。电站装机容量为86.7 MW, 水库最高蓄水位▽820 m, 最低水位▽790 m, 最大库容1.41亿立方米, 有效库容1.22亿立方米, 粘土心墙堆石坝最大坝高70 m。引水系统由低压隧洞、调压井、明管、竖井、高压钢管隧洞组成。厂房为地面式厂房, 内装2台冲击式水轮机。
2 压力钢管的制作特点
老挝会兰庞雅水电站压力钢管主要采用Q345R和WDB620材质的钢板, 通过下料、坡口、卷板、焊接、组圆、防腐等工序制作完成。钢管内径为2 000 mm, 外径为内径加上不同的板厚。本工程压力钢管使用的钢板有14~40㎜等12种板厚。压力钢管分为明管段和埋管段, 其中明管段总长2134 m, 钢板壁厚14~38 mm;洞内钢管分为上平段、竖井段及下平段, 总长度1 847 m, 钢衬壁厚14~40 mm。压力钢管标准节长度为2.5m。埋管钢管出厂前拟在加工厂内拼装成2节一组 (5m) 的长钢管, 明管段钢管可根据现场情况在车间内拼装为2节1组 (5 m) 的长钢管。压力钢管全部有1 688节。
3 研究重点
老挝会兰庞雅压力钢管制作工期为720工作日, 金结量6912 t。由于工期紧, 任务量大, 国际工程必须高质量的完成, 且施工现场工作面众多 (有明管段、竖井段、暗管段、闸门) , 需要同时施工, 所以高水平的焊接技术人员比较分散。因此需要在保证质量的前提下, 制定一套可行的制作工艺, 以期提高施工效率, 降低施工成本。
焊接纵缝和环缝是压力钢管制作非常重要的一道工序, 焊接的效率和质量直接影响到钢管制作的整体施工进度。目前, 水电单位进行压力钢管制作时一般还是采用手工焊接工艺, 一旦焊接进度跟不上, 将对后续施工造成极大的负面影响, 所以, 选择一套科学、高效、经济、实用的焊接工艺是保证老挝会兰庞雅水电站压力钢管制作如期完成的关键环节。
研究重点:选择一套合理的焊接工艺和方法, 在新工艺、新方法的工作环境下, 稳步提高焊接的质量、效率是保证压力钢管制作的重要前提。
4 施工调研
1) 企业调研:在老挝会兰庞雅前期筹备工作中, 筹备组人员根据对友好单位 (中国水电五局、中国水电七局、葛洲坝机电建设有限公司等) 施工现场的走访、学习, 发现由于施工现场环境以及生产成本的制约, 大部分还是采用普通的手工焊接 (CO2气体保护焊、普通手把焊等) 。这种传统的方法不能满足我们项目的实际生产条件, 所以还需要继续调查。
2) 行业调研:在对焊接行业的调查中, 我们发现隶属于北京时代的济南时代新纪元科技有限公司通过对焊接方法、工艺多年的实践经验, 以及对国内外焊接协会多年的交流, 改进了一套新型的焊接设备—回转式焊接操作中心, 已经在国内外多个大型船厂使用。由于其优良的性能在同行中引起了不少的好评。我们结合现场的实际情况以及对济南时代新纪元科技有限公司的调研走访, 在对焊接试件的外观检查和超声波探伤检测中, 其质量完全符合相关标准, 遂认为其设备及方法在我们项目部是切实可行的。
3) 调研结果:自动式回转焊接中心在国内外已有多个成功案例, 对我们项目也同样适用。
5 回转式焊接中心的应用
回转式焊接中心的工作原理:回转式焊接中心是通过自动焊接操作机以及一组滚轮架 (图2) 外加一台焊接设备和送丝小车组合而成的焊接设备 (图1) , 在把钢管放在滚轮架上后, 就可以通过滚轮架的转动焊接环缝, 亦可以使滚轮架不动, 而通过伸缩臂的伸缩来焊接纵缝。其焊接方式主要采用埋弧焊。由于其焊头部位是不动的, 仅通过滚轮架缓慢的转动和焊头的焊接, 滚轮架和伸缩臂为变频调速, 速度稳定无爬行, 所以其焊接点相对来说是非常稳定的。
1) 拖链:操作机控制箱和焊接电源通往机头位置的电缆全部在拖链中穿过, 使线缆束外形美观, 并且安全可靠。
2) 滑座:是完成横梁和横梁上下升降的主要部件。
3) 横梁 (伸缩臂) :其上安装有齿条, 通过安装在滑座上电机减速器的齿轮, 带动横梁在滑座上左右伸缩。
4) 焊丝盘支架:焊丝盘支架为操作机的标准配置, 焊丝盘直接安装在支架上面, 可以方便地进行拆卸和安装。
5) 二维十字托板:十字拖板能带动机头上下左右移动, 以调整机头对准焊缝。
6) 焊接送丝机头:机头及拖板安装在横梁的前端, 机头上有送丝电机和料斗。通过控制送丝电机实现送丝和退丝。料斗在焊接时提供焊剂。机头可沿横梁伸缩方向及垂直横梁运动的平面内进行角度调整, 以满足焊接所需最佳角度。
7) 立柱:立柱安装在回转支撑上, 可正负180°旋转, 其上有提升机构, 通过电机、减速器、链条带动滑座与横梁上下升降。立柱内设置有配重机构, 以平衡横梁和滑座。
8) 横梁提升减速机:横梁提升减速机为双级涡轮蜗杆减速机, 输出扭矩大, 自锁性好。配以合适的配重块, 可以保证横梁系统升降稳定。
9) 链条:横梁的升降通过链条的拉动实现, 本设备使用承载设备高的优质链条。
10) 安全爪:在紧急情况下, 如链条突然出现断裂情况, 安全爪可以迅速翻起, 紧扣在立柱的圆孔中, 阻止横梁的继续下落, 起到保护人员安全的作用。
11) 控制系统:控制系统由控制柜和手操器组成。
12) 电源支架:在配备标准的时代埋弧电源时, 可以直接将埋弧电源固定于电源支架之上, 快捷方便。
13) 台车:具备台车的设备, 可通过运行台车, 操作机在钢轨上滑行, 以扩大工作范围。
14) 序号18和19为手动刹车系统:手动刹车系统安装在回转支撑转盘上, 焊接时通过它锁定立柱, 可确保立柱的定位。
随着管径的不同, 滚轮架的A是可以调节的。管壁越大, A值越大 (最大可以达到1 440 mm) 。滚轮架型号为TR-20T, 最大可以承受20T的钢管。滚轮架主动部分有电机和传动齿轮, 主要通过控制柜和手操器控制, 控制柜的主要作用是给系统供电和控制系统, 手操器主要是用来选择滚轮运转方向和调节并显示焊接速度的。滚轮架调速方式为变频无级调速, 系统具有过载保护功能。
通过对自动回转式焊接中心主要组成设备的详细构造分析, 可以知道, 焊接中心是一种可以通过伸缩臂上下前后精密运动的机器, 而且由于其是变频调速, 速度稳定无爬行, 所以在焊接纵缝 (即钢管组圆后焊接的直边) 时, 只需将钢管放置于滚轮架上 (滚轮和钢管接触的部位为橡胶, 所以不用担心其滑动。又由于滚轮运动需要依靠电机, 所以在没有操作人操作的情况下, 滚轮是抱死的, 不用担心其会受外力影响运动) , 调整好角度, 就可以利用伸缩臂的前后精密运动来实现自动焊接。在焊接环缝时, 伸缩臂和所在的机头部位是不动的, 而是通过滚轮架在电机的带动下运动, 从而带动钢管运动。其运动时线速度为60~1 000 mm/min, 依据焊接时不同的作业面来自由调节。
而在机头前部有一红外线头, 在焊接过程中, 红外线可以直接对准焊缝中间, 从而引导焊头始终在正常的焊道内。如有偏差, 则通过手操器来控制二维十字拖板, 使十字拖板能带动机头上下左右移动, 以调整机头对准焊缝, 所以其焊接精度是很高的。又由于焊接过程中, 自动化程度高, 只需要一个熟练的技术工人和一个清理焊剂和焊渣的小工就可以了, 不必依赖高水平的焊接技术人员, 从而使工作的依赖性比较小, 焊接成本也有一定程度的降低。
6 实际施工中和手工焊的对比参数
在实际施工中, 我们依据现场的实际施工做出了埋弧自动焊和手工焊接的一些基本参数 (主要针对环缝) , 如6-1所示:
1) 表中焊接人员大写数字为专业焊接人员, 小写数字为小工 (老挝劳务人员) 。
2) 焊接完成时间和焊接道数为压力钢管一道环缝全部焊接完成所需时间和道数。
3) 自动回转式焊接中心焊接材料为CHW—S3焊丝, 手工焊焊接材料为CHE507电焊条。
施工质量的对比:在我们多次的实践操作中, 我们发现利用自动回转式焊接中心所焊接出来的焊缝质量非常完美, 在操作得当的情况下, 极少有咬边、未熔透、夹渣、和气孔, 外观一次通过率为99%, 而手工焊接仅为70%左右。而超声波探伤一次通过率自动焊接中心为95%, 手工焊接为75%左右。对此, 我们也做了研究, 我们发现影响自动回转式焊接中心外观通过率为轻微咬边, 而手工焊为咬边、未熔透、和明显的不美观, 影响自动回转式焊接中心探伤通过率的主要为气孔, 而手工焊接的为夹渣和气孔。由此我们可以发现自动回转式焊接中心的焊接质量不会过分依赖技术人员的水平, 而手工焊接则对焊接技术人员的焊接水平要求相当之高, 而高水平的焊接人才其人工费也相当之高, 所以无形中降低了一部分人工费。
7 自动式回转焊接中心的推广使用
自动式焊接中心具有焊接速度快、焊道宽、焊接外形美观、焊接质量高、节省效率、烟尘量小、返工率小、操作学习简单、上手快等优点, 在国内大型船厂及金属结构制作中有广泛应用。但由于其体积大, 操作中心必须固定在坚固的地基上, 一些异型板基本上不能应用等缺点, 导致使用受到了很大的限制。一般只在大批量生产大型钢结构时使用最多。不过, 我们应该尽量利用新设备、新工艺来进行施工, 尽量与友好单位及同行多交流, 以便改进工艺性能, 将好的工艺方法及技术、设备在更多的领域使用。
8 结语
自动化焊接 篇8
1 膜式壁焊机
膜式壁焊机是膜式壁生产线中的核心设备,20多年来已形成气体保护焊接及埋弧焊接两大膜式壁焊机系列,形成以哈尔滨锅炉厂、东方锅炉厂为主导的采用气体保护焊接工艺,以及以上海锅炉厂、武汉锅炉厂为主导的采用埋弧焊接工艺的两大模式,也有两者兼有的,如北京巴威公司。为了提高设备的生产能力,目前我国膜式壁气体保护焊机的焊枪数最多达20头,国外最大达44头;膜式壁埋弧焊机的焊枪数为12头。其结构形式包括管屏移动、焊枪不动的机床式焊机;焊枪移动、管屏不动的用于拼排的龙门式焊机以及简易的拼焊小车等形式,两类焊机的性能比较如表1所示。
目前,我国膜式壁生产能力已基本上满足需求,但与国外相比,在自动化管理方面还存在一定的差距,基本上依靠人工操作,占用较多的人力,劳动条件较差。应从自动化监控、物流等方面进一步开发,进一步提升膜式壁生产的自动化程度。
2 直管接长焊机
随着自动化程度的提高以及确保焊接质量,对管子的预处理有了新的要求,整线由PLC控制,实现自动化生产。其中,管端数控倒角机是关键设备,能在旋转及轴向进刀的过程中,径向自动进刀,可根据要求,编制相应的切削程序,快速、优质地倒出各种形状的坡口,与手动、成形刀倒坡口相比,其自动化程度高。坡口表面光洁度高,尺寸的重复精度好,对稳定焊接质量起到重要作用,是管子端面倒角的理想设备。
3 马鞍形焊机
随着锅炉及压力容器新产品的开发,出现一些偏交、斜交以及两圆柱体直径接近的相贯接头,现有的机械式马鞍形焊机无法实现这种空间曲线运动,也解决不了由于环缝上下坡度大,使得熔池不可控,导致焊缝成形差、质量差的问题。其根本的途径是采取数控的方法,解决以上两个问题:
(1)建立数学模型,根据输入的参数,如两管直径、偏交距、斜交角,计算出运动轨迹,使焊枪作相应的空间曲线运动。
(2)通过主管与焊枪的同步运动,实现焊接部位始终处于水平位置,有利于焊接,确保焊接质量,是解决两直径相接近的相贯接头焊接质量问题的最好的办法。
根据不同的接头形式及焊缝坡度,可以选用不同形式的数控马鞍形焊机:四轴数控马鞍形焊机。
4 集箱环缝TI自动封底焊接工作站
集箱环缝TI自动封底焊接工作站由浮动式动力头、四台无动力滚轮架(其中两台带液压升降功能,用作对口)、一套四轴数控运动机构,钨极与焊丝同步摆动的窄间隙热丝TIG焊枪,TIG及热丝电源和控制系统组成。
该套焊接工作站主要的特点是:
(1)焊口组装对位后,不点焊,采用冷丝TIG焊工艺,一套四轴运动机构,实现焊枪作圆弧、向心等速运动及弧长跟踪(AVC),先焊120。弧长,使两侧工件连在一起。
(2)焊枪不动,工件转动,继续焊完剩下的2400弧长。
(3)采用热丝TIG焊,继续进行填充焊,为了达到一定的焊缝宽度及保证焊缝侧壁融合良好,专门设计的钨极和与焊丝能同步摆动的窄间隙TIG焊枪,适用的坡口范围大,使填充层焊缝厚度达到6mm以上,以满足埋弧自动焊的要求。
(4)浮动式动力头,能适应工件轴向跳动,无轴向窜动。交流伺服电机驱动,回转速度平稳,这对封底焊尤为重要。
(5)采用PLC、四轴运动卡、触摸屏及交流伺服控制,人性化及自动化程度高
5 集箱短管接头自动埋弧焊机
集箱短管接头焊机,包括内孔TIG封底焊机及短管接头角焊缝自动埋弧焊机。该设备由悬挂式焊接接头、埋弧焊机、气动式平衡吊及可移动小车组成,悬挂机构上带有一个随动机构,即使焊接过程中集箱变形,也能很方便的把机头的芯轴插入接管内准确定心。在待焊的集箱工位上,按一定的间距,可摆放若干台接头同时进行焊接,从而,可缩短焊接周期。
6 窄间隙埋弧焊机
用于焊接厚板的高效优质窄间隙埋弧焊机已在我国应用多年,机械式的焊缝跟踪及导电嘴的导电性有待进一步改进。
(1)激光跟踪。
激光跟踪是一种高新技术,采用激光摄像头,通过图像判别,实现对焊缝的跟踪,己成功地应用于多种焊接自动化的场合。但由于受激光头性能的限制,激光头距工件表面距离限制在200 mm以内,跟踪深度一般也只有100 mm左右。因此至今还没有一种激光跟踪系统能用于窄间隙深坡口的跟踪。
(2)窄间隙焊枪。
窄间隙焊枪要具备摆动和可靠导电两种基本功能。
(3)控制系统。
采用由PLC、触摸屏,AC交流伺服组成的控制系统,通过触摸屏进行人机对话,能很方便、直观地设定监视工作模式及各轴运动状态规范参数,控制系统具有如下功能:自动、半自动及手动三种工作模式;焊枪自动找中及到位;自动排焊道及焊枪自提升;焊接过程中规范参数及焊枪位置实时微调;诸如焊枪摆角、至侧壁的距离、焊接电流、电压、焊接速度等参数均可实行点动微调。
7 管道预制焊接工作站
管道预制焊接工作站主要的特点是:
(1)中空开启式夹紧回转装置。
(2)快速MAG焊封底技术,解决了优质高效的自动封底焊。
(3)由PLC、触摸屏及交流伺服组成的控制系统,可预置及监控焊接规范参数及焊接程序,人机对话方便,自动化程度高。
8 堆焊
用于筒体、管子内壁、及管板等部位的堆焊设备众多,焊接工艺有埋弧、电渣堆焊、MAG焊及热丝TIG堆焊等,焊接材料有带极、丝极及药芯焊丝等。
9 结论
近些年来,通过引进及自主创新,我国锅炉及压力容器行业的自动化焊接水平有了较大幅度的提高,为我国能源高速发展及走向国际市场作出了贡献。与国外相比,我们在自动化程度及推广应用等方面还存在一定的差距,还需要我们广泛的合作,发挥各自的优势,共同为提升我国焊接自动化水平而努力。
摘要：为了适应我国能源工业的飞快发展,一些锅炉主导企业与国内焊接设备制造专业厂家在解决高容量、高参数锅炉中出现的耐热、高强材料的焊接质量和生产能力的过程中,采取各种方式的合作,走引进消化吸收再创新道路,提升了自身研发能力,逐渐进入了自主创新阶段,并形成了自己的特色,开发制造出一批自动化水平高、质量优异的锅炉、压力容器专用成套设备产品,提供给锅炉、压力容器厂家并实现出口,提升了我国锅炉及压力容器行业的自动化焊接水平,为我国能源高速发展及走向国际市场作出了贡献。
关键词：锅炉压力容器,焊接装备,自动化
参考文献
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[2]全辰生.锅炉、压力容器和管道焊接技术的新发展[J].电气工程师,2012(2):55-57.
自动化焊接 篇9
1压力容器焊接在设备方面的自动化
压力容器焊接技术之所以需要得到深层次的发展和创新, 是因为压力容器焊接设备在社会各行各业的产品中的广泛应用。焊接技术的自动化水平正处于初级摸索的阶段, 虽然已经有所头和成效, 但胜不骄败不馁, 仍要继续努力不断钻研。据研究说明, 容器焊接设备自动化应用领域广泛, 各个产品行业都离不开自动化装置的生产和使用, 在各个行业不断革新和深造, 已经经历无数的钻研和调整有所成果, 在硬件设备的消费和生产数量上有着无法忽视的输出量。现在以逆变焊接设备为例加以阐述此新型设备的吸睛之处。逆变焊接设备拥有的特点是适应性强、操作使用方便、持续周期长、性能没得说, 是设备改革和进步中的成功范例和应用。我国在逆变焊接自动化技术发展和应用上尚不成熟, 虽然不能说是一点成就和作用都没有, 但仍旧不能和发达的美国等国家相媲美, 因此, 革命尚未成功, 同志仍需努力, 要不断加强此方面的投入。值得注意的是, 在焊接自动化研究过程中可以加入信息智能的应用, 争取最大限度地脱离人工的投入, 开发新型的机器人协助焊接技术程序化和流程化的运作。
压力容器焊接技术已经在紧锣密鼓中不断进行新的尝试和完善, 鉴于压力容器焊接技术的普及和应用范围之广, 只有不断更新开发新的技术和应用程序, 才能利人利己, 不仅对现代的技术发展有推进作用, 还会为后续的研究做好铺垫, 留下大量的数据文献和理论成果。因此, 要不断进行自我审视和推翻, 找到焊接技术自动化在计算机程序和设备自动化存在的不足, 制定相关的应对措施, 完善发展中的技术。
2容器焊接自动化在程序上的应用和改革
2.1焊接控制系统的技术分析
随着社会各个行业的发展, 压力容器行业的发展也已经到达炙手可热的地步, 然而以焊接自动化的控制技术为当之无愧的狂奔黑马, 在整个焊接行业中占有相当大的突出地位, 在整个焊缝跟踪项目中贡献斐然、成效显然, 值得重视的控制系统类型就要说触式和非触式的应用, 是无与伦比的系统控制。
接下来就要说明一下接触式和非触式跟踪应用系统的特点和不同之处。首先介绍的是非接触式的跟踪系统在操作中的成效不是单一的, 跟很多学科都有挂钩, 社会各界人士在此方面的研究都是仁者见仁智者见智的理解, 取得很大意义上的成果, 对于跟踪控制系统的发展和进步有突出推进的作用。非接触式跟踪传感器在埋弧焊及中有着广泛的应用, 加快了工作进度, 提高了产品的质量, 在很大程度上还为企业节约了不可想象的投入成本。再者就来讲讲接触式, 接触式的应用系统存在利弊, 有利部分就是对系统有了稍微的改动, 不会改变焊缝与导电嘴之间的距离, 对于环缝焊接实现自动化保驾护航;不利的一面就是传感器的测量精度有所下降, 对产品质量有所威胁。
众所周知, 现今对于跟踪系统技术的研究是容器焊接自动化技术的重中之重, 因为在实际焊接操作过程中往往因为现场环境的影响, 破坏跟踪设备传感器的传输情况, 不能很好地获得和感知焊接操作的成效并加以完善。因此, 跟踪技术的革新也是不可忽略的研究方面, 要丰富跟踪途径和方法, 提高传感器的跟踪效率和形同的高能化。
2.2融入智能机器人和自动化程序
压力容器焊接自动化技术的控制核心就是整个操作系统的程序设计, 也就是所谓的人工智能信息化的精髓, 就像人脑一样, 它也有神经网络。但这里指的是控制焊接技术自动化的信息化控制系统交错复杂。除此之外还有模糊和专家系统之分, 是对不同的焊接情况设计的相应的使用系统, 针对性很强。当然, 在此方面有突出贡献, 美国、日本等国家的深层次研发当仁不让, 领先世界水平, 我国要取其精华去其糟粕, 取长补短, 不断加强此方面的投入好研发。
3压力容器焊接自动化的未来展望
为加强我国电器行业的进步与改革, 就要重视焊接自动化技术的革新和创造, 不断注入信心获利与其他行业加大联系, 借鉴国外发达的技术, 创造适合中国国情的焊接技术。制订一套符合实际的焊接自动化发展战略, 在社会主义市场经济模式下立于不败之地, 做行业的领向龙头。还有, 就是调动专业技术人员来对焊接技术自动化提出科学有效的见解, 要做到有理可依的发展理念。
参考文献
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[4]曹浩远.焊接自动化技术在锅炉压力容器制造中的应用[J].河南科技, 2013, 12:86+101.
自动化焊接 篇10
1.1 焊接对象与焊接工艺选择
环缝焊接是指焊接起点与焊接终点重合, 焊接成型后焊缝呈现一个圆环形状的焊接方法, 常用于液压油缸、贮气筒、管道及储液筒体的焊接。环缝焊接相较于直缝焊接工艺复杂、对焊接质量要求高且往往焊接对象有一定的密封性要求, 因此环缝焊接常常采用自动化焊接来提高焊接效率和改善焊接质量。
1) 焊件参数
焊件参数如表1所示。
2) 焊接工艺
焊接材料为Q235, 属于低碳钢焊接。通过综合对比分析各种焊接方法的原理、特点、适用场合、焊接效率以及焊接对象本身的特性, 为此我们得出如下结论: (1) 电阻焊焊接功率小, 一般适用于薄板焊接 (0.1mm~0.5mm) 。 (2) 二氧化碳焊接突出的问题是金属飞溅量大, 电弧稳定性差, 焊后焊缝表面成型差, 熔滴过渡不稳定。 (3) MIG焊接采用的气体为惰性气体, 焊接成本较高, 一般用于焊接容易氧化的金属材料。 (4) TIG焊是使用钨级作为非熔化电极, 采用惰性气体作为保护气体, 焊缝美观, 但是焊接效率低, 一般用于薄板的焊接。 (5) MAG焊接加入了少量的氧化气体, 焊接时提高了电弧的稳定性, 飞溅量减小 (飞溅率为1%-3%, 采用射流过渡时几乎无飞溅) , 焊后焊缝成型美观, 并能提高金属的韧性, 焊后清理少, 能明显改善焊接环境。
1.2 焊接参数
根据焊接对象和选用的焊接方法, 我们来确定MAG焊接的焊接参数和选用焊接设备。MAG焊接参数主要有焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、焊丝直径、保护气体的种类及其流量。
1) 焊接电流和电弧电压:通常是根据焊件的厚度及熔缝熔深来选择焊接电流及焊丝直径。该管道圆筒厚度为6mm~8mm, 属于中等厚度, 采用MAG焊接时熔滴过渡形式可以是短路过渡、射流过渡、脉冲过渡。短路过渡采用较细的焊丝及较小的焊接电流, 焊缝熔深较浅, 主要用于薄板的焊接。当板厚大于3.2mm时, 采用射流过渡使得焊接电弧稳定, 焊缝成形良好。根据MAG焊接参数表可选择焊接电流为310A~320A, 焊丝直径为1.6mm。焊接电压要依据焊接电流来匹配, 从而形成稳定的焊接过程, 取焊接电压为26V~27V。
2) 焊接速度:在焊件厚度、焊接电流及电弧电压等其他条件确定的情况下, 焊接速度增加, 焊缝熔深及熔宽均减小。焊接速度过高可能产生咬边, 要根据焊缝成型及焊接电流来确定合适的焊接速度, 取焊接速度为3mm/s~5mm/s。
3) 焊丝伸出长度:电焊丝的伸出长度增加, 其电阻热增加, 焊丝的熔化速度增加。焊丝长度过短, 电弧易烧电嘴, 金属飞溅易堵塞喷嘴。对于射流过渡焊接, 合适的伸出长度为13mm~25mm。
4) 保护气体流量:流量过大或过小, 都会造成紊流, 保护效果不好。常用的熔化极氩弧焊的喷嘴孔径为20mm左右, 保护气体流量为20L/min~25L/min等。
因此主要的焊接参数如表2所示。
1.3 焊接设备
MAG焊接设备主要由弧焊电源、送丝系统、焊枪、供气系统和控制箱等组成。
1) 焊接电源:MAG焊接电源通常采用直流弧焊电源, 电源可分为二极管整流式、晶闸管可控整流式、逆变式等几种。MAG焊接采用的较细的焊丝, 因此匹配焊接电源时选用平外特性或者略微下降外特性的电源。
2) 送丝系统:通常送丝系统包括送丝机构、焊丝盘、导丝管等。根据送丝方式的不同, 可以分为推丝式、拉丝式和推拉丝式3种基本送丝方式。选用应用较为广泛的推丝式送丝方式, 推丝式焊枪结构简单轻便, 操作和维修都较方便。
3) 焊枪:主要有导电嘴、导电杆和焊缝跟踪指示器组成。
4) 供气系统:供气系统一般有气源 (高压气瓶) 、气体减压阀、气体流量计、电磁气阀和送气软管等组成。
5) 控制箱:控制箱有面板、箱体、电路板和插座等组成。设置了电源开关、焊接开始按钮和焊接停止按钮, 可以实时显示和调节焊接参数 (焊接电压、焊接电流、焊接速度等) , 可以切换焊枪行走方向, 设置系统运行状态。
2 自动焊接系统的机械设计
2.1 整体结构设计思路
常见的焊接机械手结构一般有关节式和直角坐标式。关节式机械手可以实现多个自由度, 动作灵活, 工作空间大, 占用面积少, 但是运动控制复杂, 设计成本高, 适用于加工工序复杂、空间狭窄的场合。直角坐标式机械手结构类似于机床, 其达到空间位置的3个运动是由直线运动构成, 这类机械手优点是运动模型简单, 控制精度高, 缺点是机构庞大, 占地面积大, 工作空间小, 适用于专用焊接机器人。
筒体环缝焊接的时候, 结合MAG焊接的特点, 可将筒体放置为水平焊接位置, 使焊枪始终处于焊缝的正上方, 配合驱动筒体旋转的变位机构和支承机构完成环缝的焊接。在焊接前, 焊接机械手只需要夹持焊枪准确到达施焊位置, 焊接过程中, 焊枪位置保持不动, 焊接完成后, 焊接机械手退回到初始位置。整个过程中焊接机械手无需复杂的动作, 焊接动作单一, 因此选用运动模型简单, 设计成本较低的直角坐标式机械手结构。
2.2 设备主体结构
图2设备实物图。自动焊接专机采用机床式结构, 由床身、焊枪架和滚轮架组成。
1) 床身
床身两侧有两个主轴箱, 左侧主轴箱固定于床身的底座上, 右侧主轴箱安装在直线导轨上可以左右移动, 适应固定不同长度的筒体。焊接筒体准确放置后, 锁紧装置将右侧主轴箱固定在直线导轨上, 防止焊接过程中主轴箱移动造成焊接筒体脱落。两侧主轴由交流伺服电机经齿形链减速器同步驱动, 主轴连接筒体装夹装置, 带动筒体一起进行旋转运动。
2) 焊枪架
焊枪架横梁由固定在床身上的两根立柱支承, 横梁和立柱均采用焊接结构件, 保证整体良好的刚性。横梁上安装有直线导轨, 由交流伺服电机带动滚珠丝杠驱动安装有焊枪的滑架在横梁左右方向移动, 焊接时由设定的摆动参数控制。滑架上加工有齿条, 焊枪的上下移动靠电机带动减速器由齿轮齿条传动实现。
3) 滚轮架
滚轮架用于装卸焊接筒体时支承筒体, 同时用于筒体的定位。滚轮架固定在底座的直线导轨上, 可以沿筒体的轴线方向移动。滚轮架采用自调式, 可以根据焊接筒体的直径自动调整轮组的摆角, 并实现自动调心。
4) 气动三角卡盘
焊接过程中, 我们采用气动三角卡盘来固定焊接筒体, 气动三角卡盘结构简单, 工作可靠, 具有自定心作用, 完全可以满足设计需求。在使用过程中, 气动三角卡盘连接在主轴分度头上或分度盘上, 气管的连接不影响卡盘的旋转。
3 控制系统
3.1 控制系统硬件设计
本焊接系统以PLC为核心, 由触摸屏显示器, 继电器、接触器等组成, 可实现对电动机的启停, 气缸的动作控制和焊接过程的顺序控制。选用PLC型号时, 应分析焊接工艺过程和明确控制要求, 根据系统要求的操作和控制动作, 估算出输入输出点数、所需的存储器容量, 选择较高性价比的PLC, 并以此设计控制系统。
焊接过程中, 我们选用E6A2-CS5C型编码器来判断筒体是否旋转一周, 编码器安装在主轴的输出轴上, 当筒体旋转一周, 编码器就会输出360个脉冲, 编码器通过PLC的X0口输入。焊接电源有直接的远程控制接口, 通过接口电路与PLC通讯, 实现对焊接电源的启停和焊接参数的调整等控制, 对于气动夹具, 是通过电磁阀YV进行控制, 变位机是通过控制接触器KM来实现的。为了更好的监控焊接过程, 我们分别设置了焊接指示灯、工件旋转指示灯和气动夹具指示灯。综合分析焊接过程和控制要求, 输入输出安排如表3所示。
从输入输出表可以看出至少需要9个输入端口, 9个输出端口。根据输入输出端口的数量, 可选用型号为三菱公司的FX2N-32MR-001, 具有32个输入输出基本单位。根据端口的分布, 硬件接线图如图3所示。
3.2 控制系统软件设计
根据焊接工艺及控制要求, 编制自动焊接控制程序流程如图4所示, 在焊接筒体固定好后, 系统会根据输入的筒体的参数或者预定的规范参数, 控制电动机带动焊枪准确到达施焊位置, 为了保证焊接质量, 在接通焊接电源前, 通保护气体2s~3s。焊接过程中, 可以实时检测和调整焊接参数。当编码器计数到360时, 切断焊接电源, 由于电弧是缓慢熄灭的, 变位机和气阀应在延迟2s~3s后停止和关闭, 这样可以保护焊缝熔池和避免焊缝金属被氧化。气动卡盘应在停转后10s松开。焊接过程也可以人为手动操作, 按动停止焊接按钮来代替编码器发出的焊接停止信号。
4 结论
环缝焊接技术广泛应用于石油管道、液压油缸、汽车方向架、传动轴、贮气筒等产品的焊接。焊接自动化设备朝着更加自动化、智能化、人性化的方向发展。以PCL为控制核心的焊接自动化设备工作可靠, 操作简单, 功能齐全, 大大提高了焊接效率, 保证了焊接质量, 改善了焊接条件。相信未来会有更多控制精度更高、智能化程度更高, 人性化更高的焊接自动化设备面世。
摘要：焊接是工业生产中一种重要的加工工艺, 随着科学技术的进步和现代社会对于工业产品更高的要求, 焊接自动化、智能化日趋成为发展的主要方向。本文针对管道环缝焊接的需求, 研制一套自动焊接设备系统。该焊接系统有焊接机械手、焊接电源、焊枪与焊丝、变位机构、滚轮架、控制系统组成;采用MAG焊接方法 , 选取合理的焊接参数和焊接设备;控制系统以PLC为核心进行硬件和软件的设计。该焊接设备系统极大的提高了焊接效率, 改善了焊接卫生环境和保证了焊接质量。
关键词：环缝焊接,MAG焊接,PLC控制
参考文献
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全位置管道自动焊接设备的研究 篇11
关键词：管道环缝；自动焊；自动跟踪
前言
我国管道在焊接过程中仍普遍出现手工焊接现象，直接影响管道使用的整体性能。手工焊接需要较长工期，同时需要投入大量成本。管道使用手工焊接直接影响管道的使用效率，而自动焊接不但能减少焊接工期，同时也对管道使用提供有效保护。
1.全位置管道自动焊接技术现状
1.1.自动焊接技术发展现状
全位置焊接主要将管道进行固定，运用机械与电气方法，使焊接设备有效带动焊枪进行焊缝环绕工作，实现全位置管道自动焊接技术。目前我国全位置管道焊接工作存在一定难度，从而不能有效运用在管道焊接工作中，其主要原因是由于直径厚壁压力管道难以到达环缝组装达到一致的精准度，因此需要全位置焊接设备自动调整焊枪位置，将坡口尺寸偏差进行自动调节[1]。焊接工作容易产生弧光、灰尘、振动等现象，因此自动调节跟踪无法达到理想要求。
美国已经成功研制出自动焊接设备，大量应用于石油天然气管道的建设中。管道主要作用是将水流进行传输工作，因此有效控制管道缝隙衔接尤为重要，如出现偏差将产生严重影响，我国管道多数建设在地下，如出现破损将加大施工难度，需要工人长时间排查工作，因此管道焊接工作尤为重要。
焊接技术自动调节方面，我国相关部门研制出自动自动焊接工艺，并且建立在大量焊接工艺初期试验中，并且实际数据与试验数据存在一定数差现象。这种现象不但降低管道自动焊接效果，同时加大管道焊接施工难度，为工作人员带来大量的工作难度。其次我国自动焊接技术多数采用摆钟式原理，需要左右摆动进行交替工作，这种现象将提升数据偏差数值。
1.2.新研制管道自动焊接设备特点
针对我国管道自动焊接存在的问题，相关部门进行研究，研制出新型自动焊接设备，主要对管道环形位置进行细致检测，同时减少焊枪存在的偏差问题，有效进行管道焊接工作。近年来随着高科技技术的成熟，以及相关部门对焊接工艺的重视，自动技术已成为一种先进的焊接技术，并且成功运用在管道焊接工作中。自适应焊接技术是一种高科技技术含量较高的焊接工艺，此技术配有高科技的传感器与电子检测线路，在管道焊接过程中能有效控制焊缝出现误差现象的发生，同时实施自动导航与跟踪系统。管道焊接工作前期只需要将工艺参数进行预先设定，自动焊接设备将自动完成管道焊接工作，不但能减少大量人工作业，同时能有效提升管道使用寿命。
2.自动焊接设备的构成
2.1.自动焊接设备的重要组成部分
自动焊接设备的组建比较繁琐，零件之间需要紧密配合才能更好的完成焊接工作[2]。使用自动焊接的初期要保证其电源的稳定性，其输出功率与焊接设备进行结合，通过电源输出功率有效带动自动焊接设备的使用，并装有与主控器相接的接口。自动焊接在设计过程中需要配备专业的自动调速系统，焊接工作属于细致工作，尤其体现在焊缝焊接中，对焊接面积较大的施工应采用快速焊接工艺，针对细小的工作能选用较慢的自动焊接技术，自动焊接调速系统能有效改善管道焊接的整体工艺，确保管道正常使用的同时降低成本开支。
焊接工艺的机械化与自动化是近代焊接技术的一项重要发展，它不仅能提升焊接生产效益同时也能保障焊接质量，而且大大的改善了生产劳动条件。以往手工电焊是引燃电弧，送进焊条以维持一定的电弧长度，焊接工作中向前移动电弧，如采用机器完成焊接工作，则成为自动焊接。
自动焊接分为明弧与埋弧两种形式，焊接工作中如采用明弧焊接工艺，其生产效益将提升两倍左右，而使用埋弧工艺其生产效益将达到5-10倍[3]。埋弧主要是利用焊剂层下的电弧，通过加热并融化焊丝、焊剂与母材，而进行焊接工作的一种工艺手法，电弧在焊剂层下进行燃烧，自动焊机头将焊丝自动送入电弧区，确保使用电弧的长度，电弧通过焊机的有效控制，均匀向前移动，从而完成自动焊接作业。
2.2.自动焊接工艺的优点
自动焊接主要优点体现为生产效益高，自动焊接工艺在焊接工作中将使用较大电流，因此电弧整体穿透力较强，将管道缝隙进行有效融合，降低在使用过程中出现裂缝现象，由于埋弧焊的热量较为集中，并且焊接速度较快，因此生产效益与手工焊相比提升幅度较大。自动焊接工艺能有效控制焊接工艺流程，通过自动化进行焊枪调整，保证其稳定性。在自动焊接过程中焊剂的保护尤为重要，应防止空气对熔池金属造成的侵害，埋弧焊焊缝金属质量较高，性能稳定，并且外表成形美观。
使用自动焊接工艺能有效降低材料与电能消耗，是由于电弧在焊剂层下燃烧，将热量散失较少，同时能有效较少电能的消耗，同时中薄板焊接时可以不开坡口，焊丝金属不存在飞溅损失，没有焊条头所以能节省大量焊接金属材料。
以往手工焊接工艺制作过程中，存在人工控制焊接过程的不准确、不稳定导致焊缝成形不好的现象，容易在焊接部位产生气孔、裂纹、未融合现象的发生。自动焊接工艺在制造过程中，由于电弧燃烧程度稳定，连结处成份均匀，焊缝成型好的优点，因此被广泛的使用在焊接工作中。
3.总结
自动焊接技术不但能提升生产质量，同时能大幅度的减少焊接工作量。在我国全为管道建设中应充分利用自动焊接技术，确保管道使用寿命，为社会带来经济效益。为了有效提升焊接工艺的生产质量，在工作中应全面使用自动系统，减轻工人的劳动强度。
参考文献：
[1]刘守龙.长输管道全位置自动焊接技术[J].焊接技术，2012，5（01）：101-254.
[2]姜丽丽.磁吸式智能焊接机器人的研究[J].焊接技术，2013，6（06）：21-314.
自动化焊接 篇12
关键词：高职,焊接技术自动化,一体化教学
焊接专业一体化教学是涵盖机械、电子、焊接自动化等工程为一体专业课程教学体系, 焊接技术自动化的学生在机械工程中学习的过程中, 需要熟练的掌握机械制图、力学、焊接技术、机械制造、微电子应用技术等工程专业的课程, 还学掌握PLC编程控制及其应用一些的课程, 需要在课程教学的过程中, 培养学生设计制造、焊接技术、使用、控制与维护机械设备的综合能力。因此, 在新形势下, 高职专业的学生教学需要从多个方面分析, 建立一体化的专业教学模式, 提高学生综合实践能力。
一、培养焊接一体化专业教师队伍
培养出一流的焊接技术自动化专业的学生, 要有专业的教学师资队伍, 有效的保证专业实践教学。一体化专业教学师资队伍的建设, 不是简单的专业学科队伍的叠加, 而是需要一个具有资深的、多元化的教师团体, 具有丰厚的理论实践相结合的专家型教师, 对焊接技术自动专业的课程要能够有统一的认识和理解, 既能够对理论课程进行教学, 也能够进行实践教学, 还要能够熟练的掌握本学科的专业特点和人才培养的目标。要能够鼓励教师参加实践学习, 培养专业课程的学科带头人, 打造专业型的人才和实践课程教学的应用型人才。高职院校还要为教师提供外出实践的机会, 为教师的成长提供发展的机会, 加强教师培训力度, 积极鼓励教师参与到企业的日常生产实践与管理中, 帮助教师积累技术经验, 方便教师在实践中提升自己的动手能力, 提高教师的实践技能, 并鼓励教师在职业技术教学过程中丰富自己的理论知识和教学能力, 不断提高教师的教学能力与水平, 重点培养双师型教师。
二、开发适应发展焊接自动化专业需要的专业教材
焊接技术自动化专业的课程以焊接技术、机械技术、液压气动助、金属材料及热处理、弧焊电源、焊接冶金及金属焊接性、机械维护等专业课程向融合在一起, 各个专业之间的联系非常紧密, 需要结合焊接技术自动化专业课程的实际需要, 开发适合学生需要的专业教材, 这就需要在专家的引领下, 了解原有课程的内容, 根据专业课程的需要, 开发和编写具有焊接技术及自动化专业特色的新课程, 课程内容涵盖焊接技术自动化专业的所有内容, 重点对学生的专业技能进行培养, 开发专业课程实训教材, 课程的重点突出, 加强对学生的实践技能的培养, 能够有效的整合专业基础课、专业实践课、专业的理论课程等, 要求做到阐述全面、深度合适、教材的内容层次分析, 能够满足不同阶段的学习需要, 既要能够保证学生专业技能课的学习, 又要求能够提升学生的专业实践技能, 将学生的能力培养与能力训练作为焊接自动化专业课程开发的重点。设置合理的专业结构和课程安排, 能够将课程开发的理论与实践教学课程有机的结合在一起。
三、加强焊接技术实训基地的建设
焊接技术自动化专业是一个实践实训比较强的专业, 只有加强实训基地的投入和建设, 采用为高职学生提供一个完善的实训基地, 才能够提升学生的实践技能, 才能帮助学生在理论学习的过程中实施“工学交替”的学习模式。实训基地拥有完善的电工电子实训中心、焊接技术设备实训中心、焊接机器人实训中心、自动化实训中心等与焊接技术相关的专业实训, 可进行教学、培训、职业技能鉴定等相关的服务, 只有这样才能从多个方面对学生进行专业技能实训, 对学生进行全方位的培养, 也有利于教师以项目教学的方式培养学生的实践技能, 建设可编程控制综合科技教学实验室与电子模拟实验室、综合理念教学实验室, 便于学生能够进行自动化专业的实训与学习, 熟悉焊接自动化专业课程的各种实践技能, 学生还可以进行各课程技能的独立研究, 突出对自己的专项技能进行训练, 也可以获得整合式教学和训练, 提高自己的综合技能, 并通过重复的练习, 以及练习后的总结, 不断的提高自己综合素质和专业技能, 有利于适应社会的需求。
四、开发焊机技术自动化专业一体化教学的新项目、新模块化教学
焊接技术自动化一体化的专业课程教学, 需要培养学生的综合技能, 能够独立的完成各种实训学习和实训设备的操作, 即完成机械切削加工各项目实训、焊接技术实训、焊接机器人的掌控能力、PLC设计与维护、机电一体产品装配, 维修服务项目等项目的学习与实践操作的能力, 在实训教学的过程中, 要求能够开发融合多元化科技与多层次整合的焊接技术自动化专业的实践课程, 综合对学生的实践能力进行培训。
第一, 通过可编程控制综合科技实训室, 培养学生的可编程的技能, 实现对焊接自动化机械的加工与控制, 重点完成一些综合性强的小型教学项目, 巩固学生的理论知识与实践技能。通过对可编程序控制器的硬件结构、编程语言、指令等相关知识的讲解, 模拟接近真实的教学环境, 提高学生主动参与的能力, 帮助学生主动学习实践的技能与专业的知识。
第二, 采用渐进式及有系统的结构, 积极开展焊接实训实验和焊接机器人实训教学实验, 提高学生的综合能力, 重点对学生的专业核心课程的实训能力进行培养, 整合焊接技术自动专业领域的课程, 融合核心科技及周边科技开发, 并通过工程实例项目来进行培养, 采用项目教学的方式培养学生的实践技能, 加强对学生的专业实践技能的培养。
第三, 各种综合实训项目、工业项目分为多模块, 对学生进行专业拔高性的训练, 突出对学生的特征与技能进行培养, 以达到学生的知识增值的效果, 有利于对学生进行全方位的训练。
五、小结
社会不断发展前进, 焊接技术也会在新技术与新技能的出现下不断的发展, 焊接技术自动化专业一体化教学的探索与实践也要求教师在不断发展、动态变化的环境革新课程教学方式, 重点突出对学生实践技能的培养, 才能够满足社会对焊接技术人才的需要。
参考文献
[1]葛晓忠, 曹建东.机电一体化专业课程的模块化教学[J].机械职业教育, 2014 (5) .