时间：2023-03-22 17:41:52
序论：在您撰写自动焊接技术论文时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
1焊接小车
焊接小车是实现自动焊接过程的驱动机构，它安装在焊接轨道上，带着焊枪沿管壁作圆周运动，是实现管口自动焊接的重要环节之一。焊接小车应具有外形美观、体积小、重量轻、操作方便等特点。它的核心部分是行走机构、送丝机构和焊枪摆动调节机构。行走机构由电机和齿轮传动机构组成，为使行走电机执行计算机控制单元发出的位置和速度指令，电机应带有测速反馈机构，以保证电机在管道环缝的各个位置准确对位，而且具有较好的速度跟踪功能。送丝机构必须确保送丝速度准确稳定，具有较小的转动惯量，动态性能较好，同时应具有足够的驱动转矩。而焊枪摆动调节机构应具有焊枪相对焊缝左右摆动、左右端停留、上下左右姿态可控、焊枪角度可以调节的功能。焊接小车的上述各个部分，均由计算机实现可编程的自动控制，程序启动后，焊接小车各个部分按照程序的逻辑顺序协调动作。在需要时也可由人工干预焊接过程，而此时程序可根据干预量自动调整焊接参数并执行。
2焊接轨道
轨道是装卡在管子上供焊接小车行走和定位的专用机构，其的结构直接影响到焊接小车行走的平稳度和位置度，也就影响到焊接质量。轨道应满足下列条件：装拆方便、易于定位；结构合理、重量较轻；有一定的强度和硬度，耐磨、耐腐蚀。轨道分为柔性轨道和刚性轨道两种。所谓刚性轨道就是指轨道的本体刚度较大、不易变形，而柔性轨道则是相对刚性轨道而言。两种类型的轨道各自有各自的特点。刚性轨道定位准确、装卡后变形小，可以确保焊接小车行走平稳，焊接时焊枪径向调整较小，但重量较大、装拆不方便。而柔性轨道装拆方便、重量较轻，精度没有刚性轨道高。
3送丝方式
送丝的平稳程度直接影响焊接质量。送丝方式可以简单分为拉丝和推丝两种方式。拉丝时焊枪离送丝机的安装位置较近，焊接过程中焊丝离开送丝机后受到的阻力较小，因此可以保证送丝过程平稳，但送丝机和焊丝盘均须安装在焊接小车之上，增加了焊接小车的重量，给人工装拆增加了困难，重量增加还容易造成焊接小车行走不平稳。使用直径为0.8mm或1.0mm的小盘焊丝（重量约为5kg）减轻了焊接小车的重量和负载，又使得焊接过程容易控制，但对焊接效率有一定的影响。采用推丝方式时，将送丝机构安装于焊接小车之外，减小了焊接小车的体积和重量，可以使用大功率的送丝机和直径为1.2mm的大盘焊丝（重量约为20kg），从而提高焊接效率。然而，由于推丝时送丝机离焊枪较远，两者之间须有送丝软管相连，当焊丝被连续推送到焊枪嘴处时，焊丝受到的摩擦阻力较大，而且，焊接过程中送丝软管的弯曲度对送丝的平稳程度有一定的影响，严重时造成送丝不畅，因此使用推丝时须充分考虑述因素。
4焊接工艺的选择
目前，除采用手工焊接外，管道焊接较多的是采用埋弧自动焊接工艺和气体保护焊工艺。
埋弧自动焊有焊缝成型好、焊接效率高、焊接成本低等特点，对于管道施工而言，埋弧自动焊可用于双管联焊，简称“二接一”，即焊枪固定在某一位置，管子转动。显然长距离管道焊接时不可能让管子转动，因而“二接一”只能用于管子的预制。如果管道全位置自动焊采用埋弧焊工艺，那么焊接装置上必须配加焊剂的投放、承托与回收机构，使得焊接装置的结构变得较为复杂，给操作与装拆带来不便，而且增加了行走小车的负载，影响小车行走的平稳性。埋弧焊一般采用粗焊丝、大电流的焊接方式，用于全位置自动焊可能会由于熔敷率较高出现熔滴下垂、流动等焊接缺陷，影响焊缝的成型与质量，因此将埋弧焊应用于管道全位置自动焊接实现起来困难较大。
采用药芯焊丝加气体保护的焊接工艺，若是多遍成型，则每次焊缝表面清渣费工费时；若是强迫成型，则须配加一个与焊枪一起运动的成型铜滑块，并通入循环冷却水，可以大大提高焊接效率，这样一来不仅焊接装置的结构复杂，而且重量增加。因为药芯焊丝的价格较高，同时还要解决保护气体的气源，所以焊接成本较高。单一使用自保护焊丝，虽然节省了保护气体，但存在清渣困难问题。
采用实芯焊丝加气体保护的焊接工艺，若是多遍成型，则焊接过程可简单分为打底、填充、盖面三个阶段，无须对焊缝表面进行清理而直接进行下一道工序，但焊接速度相对强迫成型而言慢一些。保护气体一般为纯二氧化碳气体、二氧化碳和氩气或二氧化碳和氧气的混合气体。二氧化碳和氩气的混合气体可以使得焊接时的电弧燃烧稳定、飞溅较小，但在野外施工时氩气气源难寻、价格较高，从经济方面考虑，在焊接输油管道时，最好尽量使用纯二氧化碳作为保护气体。在有条件的地区施工，使用二氧化碳和氩气作为保护气体较为理想。
5控制方式
焊接自动化技术一直是工业生产中的重点技术，随着时间的推移和其他技术的改进，焊接技术也迎来了优化的时机。经过多项测试和试验，发现焊接自动化技术更加符合需求，并且在实际的应用中取得了较大的积极成果。从概念上来讲，焊接自动化技术主要指的是利用计算机，预先设定好各种焊接的参数，以此来实现焊接工序的自动化。由此可见，利用焊接自动化技术，能够实现多项工作的进步。例如，加入计算机后，焊接参数的确立会更加准确，进而促进焊接的精度和效果提升，对工业生产而言，会得到更加优异的产品。另一方面，锅炉压力容器制造主要指的是，锅炉和压力容器的全程，两种设备都具有一定的特殊性，在工业生产中占有非常重要的地位。通常而言，锅炉主要是利用燃料或者是其他的能源，将水加热，使其成为热水或者是蒸汽的设备，倘若能够承受一定的压力，便称之为压力容器。
2锅炉压力容器制造中焊接自动化技术的应用
2.1膜式壁焊机
我国的工业发展比较迅速，伴随着工业的发展，焊接技术也表现出了时代性的特征。由于人口的增加和社会需求的增加，锅炉压力容器的制造水平也获得提升。在焊接自动化技术的应用中，具有代表性的一种叫做膜式壁焊机。该设备主要有气体保护焊和埋弧焊两种工艺。在起初的阶段，我国由于技术不纯熟，因此依赖于进口。后续的研究成功后，便开始应用自己生产的设备。从现有的应用来看，哈尔滨锅炉厂、东方锅炉厂等，主要是运用膜式壁焊机中的气体保护焊；而上海锅炉厂、武汉锅炉厂等主要运用埋弧焊工艺。气体保护焊属于比较简单的焊接自动化工艺，现有的应用范围不是很大，但其稳定性和安全性较高，因此北方运用较多。埋弧焊属于高端一些的焊接自动化技术，同时效率较高，但由于在自动化方面融入的元素不是很多，因此需要在一定程度上增加人工操作，日后的提升空间较大。
2.2直管接长焊机
锅炉压力容器所要承受的压力是非常大的，仅仅凭借膜式壁焊机，并不能长久的满足要求。为此，技术人员通过长期的调查和研究，制定了全新的焊接自动化技术——直管接长焊机。该焊机的优势在于，其拥有的自动化程度较高，能够满足日常焊接中的较多工作，即便是应对一些技术性较强的焊接，也没有表现出较多的问题，总体上的满意度较高。比如说武汉锅炉厂就与美国的阿尔斯通展开了合作，引进了管子预处理线，该线包括管子定长切断、管端数控倒角机、管端内外磨光机、管内清理机等先进的设备和装置，采用了PLC自动化控制技术，实现了自动化生产。在所有的设备当中，管端数控倒角机是一个非常重要的设备，这一设备利用旋转及轴向进刀的过程中，可以根据管子的规格及要求编制相应的切削程序，快速、标准、优质的切割出各种坡口。由此可见，直管接长焊接的功能性较多，日后可以在锅炉压力容器制造中推广应用。
2.3马鞍形焊机
锅炉压力容器在现阶段的应用中，常常是为了满足一些特殊要求而设定的，为此，仅凭上述的两项技术，依然没有完全的满足需求。经过探究，技术人员还研制出了一种名为马鞍形焊机的设备。该设备能够应对较多的特殊形状或者是特殊功能的锅炉压力容器。第一，该焊接技术，利用数控技术建立数学模型，保证设备的形状和具体功能不会发生偏差。第二，主管与焊枪的同步运用，使得焊接的效率和质量稳步提升，并且有效的解决了两直径相近的相关结构焊接质量问题，总体上的焊接效果比较理想。在今后的工作中，可将上述的三种焊接技术，广泛应用与锅炉压力容器制造中，并深入研究，健全技术体系和应用方式，创造更多的效益。
3结语
关键词：大口径管道 自动焊技术 焊接缺陷
中图分类号：TU81文献标识码： A 文章编号：
西气东输，一条能源“巨龙”从阿姆河右岸昂首，沿着古丝绸之路，万里东进，翻越千山万水，进入华夏大地，直奔珠江三角洲。它一干八支，总里程8704公里，总投资1422亿元，是中国第一条引进利用境外天然气的陆上能源通道，也是目前世界上最长的天然气管道工程，被喻为保障国家能源安全、提升民生质量的国之动脉。在我国具有长大的意义，包括：经济意义、政治意义、社会意义。西气东输工程采用的钢结构也是具有世界先进技术的钢种，直径大，直径可达1219mm，强度高、耐压力大，可以抵抗12MPa，距离长，堪称世界第一长度，可以达到9000km。钢结构的连接了少不了焊接技术。焊接技术就是高温或高压条件下，使用焊接材料将两块或两块以上的母材连接成一个整体的操作方法。该工程如此长的距离对焊接技术有着严格的要求，要采用自动焊、或半自动焊技术，等世界比较先进的焊接技术。自动焊是指焊丝和接时的运条是机子自动送的，半自动焊是指焊丝是机子自动送的,但是焊接时的运条是焊工自已控制的。自动焊焊接过程的机械化和自动化，它不仅标志着更高的焊接生产效率和更好的焊接质量，而且还大大改善了生产劳动条件。采用自动焊接技术焊接大口径的管道属于首次进行，在我国历史上也具有里程碑的意义。
1、自动化焊接设备
1.1刚性自动化焊接设备刚性自动化焊接设备
也称为初级自动化焊接设备，其大多数是按照开环控制的原理设计的。虽然整个焊接过程由焊接设备自动完成，但对焊接过程中焊接参数的波动不能进行闭环的反馈系统，不能随机纠正可能出现的偏差。
1.2自适应控制自动化焊接设备
自适应控制的焊接设备是一种自动化程度较高的焊接设备，它配用传感器和电子检测线路，对焊缝轨迹自动导向和跟踪，并对主要的焊接参数进行实行闭环的反馈控制。整个焊接过程将按预先设定的程序和工艺参数自动完成
1.3智能化自动焊接设备
它利用各种高级的传感元件，如视觉传感器，触觉传感器，听觉传感器和激光扫描器等，并借助计算机软件系统，数据库和专家系统具有识别、判断、实时检测，运算、自动编程、焊接参数存储和自动生成焊接记录文件的功能。
2、根焊技术
根焊道的焊接是保证管道焊缝质量的重要工序，是保证管道的施工进步的关键技术，根焊道的焊接出现质量问题会涉及到整个管道施工的质量问题，会耽误工程的进度，影响工期。
2.1设备：
ZFH直缝自动焊接机主要配置：
直线轴承导向，同步带传动或齿轮条传动，直流电机驱动，电机功率65W，无级调速
焊枪调节机构：气动下枪机构、铝合金十字调架，焊枪三维，调节范围X=50mm，Y=50mm。一维旋转调节。
电器控制，PLC控制，电控箱置于机座内，操作盒置于挂锁端。
可配电源：TIG/MIG
2.2内焊机使用的焊前准备
（1）操作人员要了解内焊机的操作顺序和操作规范，要严格按照规定来进行，一旦出现失误，就会对操作人员的身体造成很大的危害，是比较的危险，但是如果按照规范来操作，熟练的掌握内焊机一般不会出现事故的。焊前的准备：
（2）调平内焊机的端面，包括3个定位端面。8个焊炬，其中焊炬中心要处在同一个水平面，不能出现偏移，一旦平偏离就会造成危险。
（3）气罩内要安装一定的铜网，防止熔体飞溅，造成事故，同时也能保证气体稳定的排除。
管道口要安装一定的防风设备，保证在焊接中不会出现气泡。
3.焊接技术
3.1坡口型式
常见的坡口型式有：对接坡口和角接坡口（工程上为区分角接接头中的对接与一般对接焊缝，现将其分为对接、坡口角接、角接三大类）。对接坡口主要有：I型、V型、X型、U型、Y型、UV型、VV型等，角接坡口有：T型、搭接、J型等。
内焊机采用没有间隙的根焊，焊接过程不能随意的更改设计的工艺参数，这对焊接的接口有着很严格的要求。自动焊接的坡口尺寸大小和形状对对焊接的质量起着很重要的作用，直接影响着施工的速度。
3.2参数设置
（1）送丝电动机调节旋钮到800mm\6s-900mm\s。
（2）近控箱的送丝电动机调节旋钮到180mm\25s-220mm\25s.
（3）焊接时，在管外坡口内侧要用铜板堵上坡口内侧的间隙，防止熔体长生的高温烧穿钢结构。
这样设计的参数可以防止在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。
4、热焊技术
4.1设备
全自动焊接设备PAW2000A＋PAW3000可以针对热焊时热焊道凸起和未熔合的问题，重新设定焊接速度、送丝速度、单摆时间、电弧电压等6个参数并进行匹配试验，对填充盖面出现的气孔，采取调整摆幅宽度、摆动频率、气体流量等措施全自动焊机结构趋于合理，焊接性能稳步提高。使用该焊机成功穿越1条宽90米、深8米的水沟和焊接1处7度纵向转角管道；焊接管口30道，一次检测合格率100%；焊接管口40道，一次检测合格率100%；焊接管口51道，一次检测合格98%。
4.2解决热焊道凸起和未熔的措施
（1）要熟悉焊接速度、送丝速度、单摆时间、电弧电压等6个参数的作用及主次关系。
（2）采用零摆动，保证干长度小于12mm
（3）焊接坡口钝边设定在0.9-1.0mm，可有效的繁殖出现未熔。
（4）要用二氧化碳作为保护气。气体的流速控制在20\min。可以增加熔的程度，防止出现未熔的缺陷。
参考文献：
[1]吴彩勇,周晓辉,王继春等.大口径管道自动焊接技术研究[J].电焊机,2009,39(5):101-103,158.
[2]迟红艳,王继春,陈建平等.大口径管道自动焊焊接技术研究[J].焊接技术,2005,34(z1):11-13.
[3]杨俊伟,李岩.全位置自动焊接在管道建设中的应用[J].油气储运,2001,20(12):27-28.
关键词 工程机械；焊接；核心工艺
中图分类号TG40 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）84-0067-01
0 引言
工程机械大型焊接件的焊接过程直接影响着焊接质量，也影响着焊接夹具装夹系统的合理布局，还影响着大型焊接件的焊接变形预测及控制。因此对大型焊接件进行现场观察，分析零件的结构特点、工艺，分析焊接车间的布局特点等，对工程机械大型焊接件的核心工艺进行初步规划具有非常重要的意义。
1 工程机械的发展现状
工程机械经历了50年到60年的发展历程，到20世纪90年代中末期机械焊接技术就已经达到了非常高的水平。经历了十几年的发展的机械焊接工业，在跨国公司品牌的不断冲击之下，创造出了一条宽阔自由的发展道路，并慢慢的在国内壮大起来，已经控制了国内85%以上的工程机械大型焊接市场份额。国内焊接市场的营业额在最近几年吞并了我国整个工程机械行业总营业额的大半个江山，因此，机械焊接行业地位的重要性，以及大型焊接件的核心工艺推出的出色产品，在国际市场上开始萌芽，其发展势头并不亚于其他行业。
2 工程机械焊接构件特点及常规焊接工艺
2.1 工程机械焊接结构件的特点
工程机械结构件主要包含薄板件，板厚一般为2mm～4mm；中板件板厚约为6mm～20mm；厚板件板厚约为20mm及以上。大多数情况下主要利用板材进行拼接，采用箱形结构，附件（机座铸钢件）焊接在上面，其结构复杂，焊缝要求精度高。在工程机械大型焊接结构件中，角焊缝的情况比较多，通常只检查焊缝的焊接形态和质量，但对于主要的受力结构件需要检查表面裂纹和焊缝缺陷，采用磁粉探伤或者超声波探伤。
2.2 常规焊接工艺
常规的焊接工艺主要包括以下两个方面。1）焊件准备：即下料准备，采用剪板机和数控切割机进行切割。薄板件平常用等离子切割，中厚板采取火焰切割。校平的时候，薄板件通常采用压力机校准；中厚板采用专用的板材矫平机校准，板材比较完整则可省去校准工序。折弯的时候采用专用折弯机，批量生产时通常采用数控折弯机，以获得较高的工作效率；2）组对点焊：指点焊的过程中，确定各焊件位置的时候，利用人工画划的方法使各个焊件按其对应的位置关系组成一个整体，这种方式简单可靠，缺点是划线工作量繁琐，生产效率不高，组对误差偏高，产品生产差。工件数量较大时应采用机器人焊接，这种焊接方式操作简单易行，组对精度高，产品优良，当前有许多厂家采用机器人焊接模式。
3工程机械大型焊接件的核心工艺发展趋势
3.1 焊接变位机将普遍应用
随着市场的扩大以及市场竞争日趋激烈，焊缝的质量被作为一个重要的评判标准。因此，为了在保证高标准的焊接质量的前提之下，又必须兼顾整体生产效率、操作安全程度和自动焊接等要求，一般情况，车间内焊接某部件时，要采用变位机来获得更高的焊接质量，实现一次装夹完成全部焊接。而像立焊、横焊、仰焊等难以保证焊接质量的错误操作则应该摒弃。由此，变位机焊接在焊接行业内必定得到广泛应用。
3.2 焊接机器人及自动焊接机的使用将逐步增加
采取机器人焊接的模式即代替焊工焊接，这样不仅可以节省焊接工人的人数，降低工人劳动强度，而且还能保证焊缝质量的稳定可靠。机器人焊接，客观的说焊接机器人即机械手，因其自身不能独立工作，需配备一些设备，像变位机、专用夹具等，组成焊接机器人工作站。随着我国经济的不断发展，焊接机器人代替操作人员是必然走向。
3.3 焊前工序设备水平将逐步提高
采取机器人自动焊接的企业一定都知道，不仅操作人员的技术水平对焊缝质量有影响，下料、成型对焊缝质量的影响也非常大。将焊前工序设备水平与实际操作要求相一致，是实现焊接过程的自动化进程的关键，进而降低机械加工强度；提高生产效率；同时，还可以使产品质量稳定可靠、提高同行业中产品的竞争力。厂家需要花费更多的资金，并且在产品改型的过程中还需要对其重新设计调整是影响拼点工装的主要因素。目前，只有资金雄厚的厂家使用拼点工装，但都获得很大的收益。从已经使用机器人焊接的厂家我们可以看出，其使用的配套拼点工装相对较多，焊接工序设备的质量大幅度提高。
4 结论
我国是一个正处于工业化进程中的制造业大国，意味着工业化达到一定水平后，工业装备水平的高低将制约着工业经济的增长的快慢。焊接技术的迅速发展，以及新的焊接设备、工艺方法不断涌现，为我国工程机械大型焊接工艺发展做出应有的贡献。与此同时，大型焊接件的工艺、设备布局及物流、焊接变形预测与控制，对提高企业核心竞争力、提高核心零部件的制造能力和技术水平具有十分重要的意义。
参考文献
[1]王寿福.焊接技术在铁路机车车辆工业中的应用[J].焊接技术，2004.
[2]王玉玲.机械可靠性维修性优化设计方法及其在工程机械中的应用[D].济南：山东大学，2007.
[3]龙听，汪建华.温差法在焊接残余应力和变形控制中的应用[J].压力容器，2007.
论文关键词：自动焊接,数学模型,控制
为保证焊接产品质量的稳定性、提高生产效率、适应先进制造技术的发展要求，实现焊接自动化生产已经成为必然的趋势。本研究课题针对目前在实际生产中复杂空间取消焊缝焊接任务所占比重较大、而且难以人工焊接实现，以及国内相关技术研究较少的现状，对多功能自动焊接伺服控制技术进行了研究。
1自动焊接开放式数控系统
基于开放式数控系统的焊接数控系统是一个结构开放，功能模块化、标准化性能强大的焊接数字化系统，将改变传统的焊接数控系统结构封闭的局面，解决变化频繁的需求与封闭控制系统之间的矛盾，从而建立一个统一的可重构的系统平台，增强系统的柔性。同时，自动焊接开放式数控系统具备以下有点：成本低，软件开发环境完备，软件资源丰富，可移植性可扩展性互补性均较好等。
本文所设计的自动焊接机床，可焊接多种类型的工件，实时控制系统各模块之间保留了统一的接口，根据用户的需要可随时添加所需的模块，既满足了用户的需要，又提高了该机床的实用性。
2 设计
2.1机床本体的设计
自动焊接机床主要包括机床本体和焊接设备两部分。机床本体由机械部分和控制柜(硬件及软件)组成。而焊接装备，以弧焊及点焊为例，则由焊接电源(包括其控制系统)、送丝机(弧焊)、焊枪(钳)等部分组成。本研究以复杂空间曲线接缝(如管与管之间以任何角度连接接缝)自动焊接实现为目标，研制开发一台可实现五轴联动的多功能自动焊接床的机械及伺服执行机构。
2.2构建伺服控制硬件系统
该机床利用计算机和普通的I/O卡加步进电机和驱动器构成伺服控制系统。采用“通用I/O卡+专用计算机软件”来实现对步进电机的控制，不仅经济实惠，而且具有非常好的灵活性和友好的软件用户界面，必要的时候可以实现一台电脑同时对几十个步进电机的直接控制，或发挥它的网络功能应用于复杂的工程系统控制。采用通用“I/O卡+专用计算机软件”控制的步进电机的数量取决于I/O卡的位数和驱动器所需的控制信号数。通常情况下，步进电机驱动器的细分设置由硬件来完成，所以一般的驱动器只需要两个信号：脉冲信号和正反转信号，当需要实现软件方式控制驱动器的细分数时，还需要细分控制信号。系统各部件原理如图1所示。输入设备包括键盘、控制杆等，通用数字输入输出卡采用AC4161型，有16路的输入输出通道，因此最多可以同时控制五个步进电机，其中三个采用75BF001型号，分别控制X、Y、Z三个方向的位移，保持转矩为0.39N*m，最大相电流3A，步距角1.5度，空载启动频率为1.75Hz。
3 关键技术及实现
3.1建立三维空间中的数学模型及插补算法
在机床的硬件平台搭建后之后，如何控制焊枪及工作台的精确运动从而实现相贯线焊缝的焊接就成为需重点解决的问题。本文采取了首先建立数学模型，并在保证插补误差和焊接精度的基础上，将工件相交而成的连续焊缝采用等时间间隔的插补方法离散成一系列的微小直线段，然后将所获得的位移量通过精插补算法转换成可以通过开关量卡发送的脉冲数据，最终控制步进电机驱动执行机构完成对相贯线焊缝的焊接。
以相交圆柱管相贯线接缝焊接为例，数学模型的建立：
设相交两圆柱管(主管和支管)的半径分别为R和r，且R>r，如图2所示，坐标原点O是两圆柱管轴线的交点，两圆柱管轴线OV和OW的交角为α。焊接时，工件固定在工作台上，工作台沿x、y轴移动，焊枪沿z轴上下移动，同时还可以O′为定点绕X轴和Y轴转动，通过这五个轴向的运动控制，就可实现相贯线焊缝的自动焊接。由此可得半径分别为R和r的两个圆柱管相交所形成的相贯线接缝φ(θ)在O′XYZ坐标系中的方程：
其中，θ是支管上的旋转角。
完成实时焊接的伺服控制的首要任务就是对焊接轨迹进行插补运算。插补就是按给定曲线生成相应逼近轨迹的方法，其实质是对给定曲线进行数据点的密化。本文采用等长直线段逼近相贯线焊缝，即在保证给定逼近误差的前提下，用等长直线段代替圆弧段，这种插补方法的计算简单，虽然加工精度不如采用圆弧段逼近的方式，但却完全能够满足焊接加工的精度要求。
3.2 自动焊接软件系统平台的开发
该系统的精插补过程由软件和硬件共同实现，由软件计算出控制信号的输出时间间隔和应该向步进电机发送的高低电平数据，由硬件接口板实现数据的输出。编制运动控制软件实现精插补的过程有两个关键环节：一是如何得到比较精确的延时时间间隔；二是如何将单个电机的控制脉冲序列进行合并，最终实现自动焊接机床五个轴的联动。本研究利用Delphi软件构建操作软件系统平台，以界面友好为设计目标，按照功能进行模块化设计，实现自动焊接数据处理、制等需要的各种操作。
4 系统精度的分析与改善
本文所设计自动焊接数控机床是采用步进电机作为驱动源，与相应的驱动电路结合组成的开环控制系统。在步进电机驱动系统中，影响伺服精度的主要因素有以下几个方面： 步进电机误差、齿隙误差、导轨误差及热变形影响等。
对于步进电机误差可采取减小步距角的方法来改善。当传动比一定时，随着步距角的减小，脉冲当量也随之减小，从而提高机床的精度。当电机选定之后，驱动器细分电路可进一步降低机床的脉冲当量，当步进电机运行在细分模式下时，步距角显著减小，转子达到新的稳定点之后所具有的动量变小，振动变小，提高了步进电机低速段运行的平滑性；在软件方面，通过对插补周期和插补步长的控制，使步进电机的运行频率尽量避开其低频振荡区间，保证步进电机的运行平稳性。
对于齿隙误差，主要采取以下两种改善措施：将中心距设计为可调机构，调节中心距消除齿隙；双片齿轮加载扭簧消除齿轮本身误差引起的间隙。可通过提高导轨精度来改善导轨误差。
参考文献
[1] 邹增人，焊接材料、工艺及设备手册[M]，北京：化学工业出版社，2001。
[2] 佟欣，焊接自动化技术的开发[J]，焊接技术，2000。
[3] 周骥平，林岗，机械制造自动化技术[M]，北京：机械工业出版社，2001。
【关键词】焊接技术方法 工艺车辆制造 维修
中图分类号：F407.472 文献标识码：A 文章编号：
一.引言
焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法应用，焊接技术的先进水平做为衡量一个国家工业发达程度的重要指标已逐渐为大众公认，同样焊接技术的发达程度也是衡量工业企业技术水平高低的重要标志。由于受我国相关工业的制约， 在使用焊接机械手的过程中，必须采用与西方发达国家不同的、适合我国国情的灵活的使用方式，才能保证焊接机械手在我国相关产业不配套的情况下正常使用。
二. 机车车辆工业焊接的主要用料。
目前， 在机车车辆上所采用的主要是碳素结构钢、低合金结构钢（包括耐候钢） 等具有良好的焊接性能的材料， 一些零部件采用铸钢或锻钢制造， 其材质本身有较好的焊接性能，但因构件结构复杂， 在焊接过程中有些需要采用适当的辅助工艺手段。铝合金型材由于其质量轻， 能减轻运输设备的自重，在客车及一些特种车辆的制造中应用范围逐渐扩大。铝合金、不锈钢及各种复合材料随着先进焊接技术的运用，将在机车车辆工业生产中发挥更大的作用。
三.铁路工业涉及的焊接方法。
焊条电弧焊。
焊条电弧焊曾广泛应用于机车车辆工厂的制造与修理部门。随着二氧化碳气体保护焊、混合气体保护焊、埋弧焊、焊接机械手等新技术、新工艺的推广， 焊条电弧焊在铁路机车车辆工厂的使用逐年下降， 其焊缝长度比例在机车车辆制造业目前大约仅占5%左右。在机车车辆修理业用得还比较多，其焊缝总长度大约占30%-50%左右。此比例还将逐年下降， 集中检修的配件多采用了二氧化碳气体保护焊与埋弧焊等焊接方法。如对铁路货车上、下心盘检修，采用二氧化碳气体保护焊技术进行堆焊、车钩钩舌的检修采用埋弧焊技术堆焊。各工厂对检修机车车辆中的新制配件，已普遍采用了二氧化碳气体保护焊技术。
二氧化碳气体保护焊接技术的应用。
二氧化碳气体保护焊与富氩混合气体保护焊焊接电流大，相应电流密度大，电弧热量利用率较高， 熔敷速度比焊条电弧焊快，焊接时熔深大，可以减小坡口， 减少填充金属；焊接速度是焊条电弧焊的1-2倍；节能，其耗电量仅是交流焊条电弧焊的1/2左右；工作辅助时间少，特别是在富氩混合气体保护焊中几乎不必清渣， 节省了时间， 提高了效率； 明弧焊接，操作方便，适合全位置焊接。二氧化碳气体保护焊技术广泛应用于机车车辆各种大型构件的连接焊缝及工件的堆焊等方面。特别是“七五”、“八五” 以来，二氧化碳气体保护焊技术已在机车车辆工业系统普遍采用。1996年5月27日，铁道部了TB/T1582-1995《机车车辆二氧化碳气体保护焊技术条件》， 使我国铁路二氧化碳气体保护焊技术逐步实现与国际接轨。现在，在机车车辆制造中， 一些重要焊缝如在车辆制造中的中、枕、横梁焊接都采用了二氧化碳气体保护焊工艺，南方汇通股份有限公司在.C64T提速货车的制造中，用二氧化碳气体保护焊焊接枕、横梁及车体底架各连接焊缝， 焊接质量与生产效率明显提高。南方汇通股份有限公司在ZD240型铸锭车制造中，全面使用二氧化碳气体保护焊，焊缝长度达98%以上，北京二七车辆厂在NX等型平车上使用二氧化碳气体保护焊，焊缝长度达90%以上。
埋弧焊技术的应用。
由于埋弧焊焊接电流大， 相应电流密度大（是同直径焊条电弧焊的3-5倍)倍），同时有焊剂和熔渣的隔热作用， 电弧热量利用率较高， 焊接时熔深大， 可减小坡口与填充金属量；焊接速度是焊条电弧焊的5-6倍，焊接时焊接参数自动调节保持稳定，又有焊剂的保护，焊接质量稳定可靠，无弧光照射、劳动条件较好。在机车车辆的制造与修理工作中， 埋弧焊技术广泛应用于各种大型构件主要焊缝的焊接及工件的堆焊。如南方汇通股份有限公司应用埋弧焊技术， 焊接新造C64T、C64K等铁路提速货车的中梁，堆焊铁路货车磨耗的轮缘等部件。
电阻焊技术的应用。
电阻焊技术主要在客车工厂使用， 原来主要用于薄板及小配件的连接，随着城际快速列车的发展， 在要求车体自重特别轻的城际快速列车上得到较好的应用。长春客车厂在为重庆市生产的城际快速列车上，使用从英国引进的350KV，10万A的电阻焊设备，进行铝合金裙板、端板等的焊接。另外，在京津城际快速列车上， 使用从英国、韩国引进的侧架、底架、车顶等12套专用大型龙门点焊机械手,进行不锈钢车体各部件的焊接。
焊接机械手、焊接工作站的应用。
铁路实施“客运提速，货运重载”，要求铁路机、客、货车具有更好的结构强度， 有更轻的质量， 毫无疑问地给铁路机车车辆焊接技术的新发展带来了机遇。从1992年株洲电力机车厂引进焊接机器人工作站后， 长春、四方、浦镇等客车厂，齐齐哈尔、武昌、二七等货车车辆厂也先后从德国、奥地利、日本、法国、美国等发达国家引进了焊接机器人工作站、焊接机械手等先进设备， 并在引进消化吸收的基础上，与国内有关部门合作， 自行开发了机器人焊接程序及适应我国铁路机车车辆焊接技术需要的机械手、工作站等设备， 逐步缩小了与发达国家的差距。
6. 新型结构材料在铁路机车车辆上应用。
随着铁路“ 提速重载” 与跨越式发展战略的实施， 原有的碳素结构钢已远远不能满足铁路机车车辆工业的使用要求。目前国内已开始生产微合金控轧钢， 其钢种具有良好的焊接性能； 正在研制的超细晶粒钢， 其强度和使用寿命将比现有结构钢提高一倍， 其钢种特点是超细晶粒、超洁净度、高均匀性， 性价比更加合理。同时， 各种不锈钢、铝合金、中低合金钢等耐蚀材料的应用也将成为主流。这些高性能钢种的应用， 必将进一步推动铁路机车车辆焊接技术的发展。
四.铁路机车车辆工业焊接技术发展前景。
铁路机车车辆工业焊接技术发展前景焊接生产过程的机械化和自动化是工业现代化的必由之路。世界工业发达国家焊接机械化和自动化的程度都已达到60%以上，西欧和美国已达到70%以上，而日本已经达到80%以上。我国各工业部门焊接生产的机械化和自动化程度还相对较低，平均30%左右，而且大部分仅是自动化程度较低的机械焊机。我国大型骨干企业机械化和自动化程度已达到60%-65%。如汽车制造业，已经普遍采用了弧焊机器人、点焊机器人和机器人自动焊接生产线； 我国船舶制造企业焊接机械化和自动化程度已达61%左右。伴随铁路“客运提速， 货运重载”， “九五”以来，铁路部门焊接技术的机械化和自动化程度虽然有了较大的提高， 但与我国汽车制造企业、船舶制造企业、军工企业等工业系统相比，还存在较大的差距。
五．结束语
随着提高质量和效率的焊接机械化和自动化水平的不断提高，焊接机械手、机器人工作站等的推广应用， 焊接工艺及焊接装备的现代化， 必将推进我国铁路机车车辆制造业的现代化进程，也必将提升我国铁路机车车辆工厂与国际铁路供应商竞争的实力。对于新的应用钢种和工艺方法， 必须要有相匹配的焊接材料，从发展趋势看， 药芯焊丝、烧结焊剂、低飞溅气体保护焊实芯焊丝、高强钢用焊材、低温钢用焊材、耐热钢用焊材、不锈钢用焊材等高技术含量产品是铁路机车车辆用焊接材料的主要方向。
参考文献：
[1] 王振民 换热器管板的全位置自动化焊接工艺 [期刊论文] 《华南理工大学学报》2010年5期
[2] 王克鸿重型车辆计算机辅助焊接工艺自动设计系统 [期刊论文]《焊接学报》 2005年10期
关键词：管道，焊接，新技术
当前管道的工作参数得到了很大的改变，其使用领域正在逐渐扩展,这就使得焊接技术的要求变得更加严格。最为常用的焊接方法、焊接工艺、焊接材料、焊接设备等方面的使用情况得到了很大的改进，而在高效、低耗、低污染等方面的要求也有所提升。随着技术竞争不断加大，焊接工作者面临的焊接技术难题也会越来越复杂，这就需要积极研究出新的焊接方法，运用先进的焊接技术投入到工业生产中，促进管道的焊接技术得到显著的改进。
1.当前管道焊接施工面临的相关问题
1.1现场施工环焊缝的焊接
低C微合金控轧及加速冷却后将会出现管线钢，且力学性能较强。但焊缝是属于电弧熔化的一种组织形式，其强韧性匹配程度水平较低，在使用过程中倘若与母材韧性匹配存在着很大的难度。在经过X80管线钢的相关检验后得出,当管线钢强度级别增强时，其环焊接头达到高强匹配的难度将逐渐增加。这就使得管线钢强度的大大增强，给研制高强度、高韧性焊接材料造成了较大的麻烦,而现场环焊缝的焊接对于高强度管线钢运用有着很大的阻碍。
1.2管道建设的焊接工艺
焊接施工作业点对于整个管道建设而言，其能够出现不同情况的变化，由于自然环境出现的清理复杂，使得长输管道的施工常出现很多不同的因素影响，如：人文环境、地质形貌、气候条件等。管道施工的焊接工艺要想达到各种焊接环境的需要，就必须保证管道施工的焊接工艺呈现多种形式。但是当前管道环焊缝最为普遍运用等不断变化的同时，焊接施工劳动强度也会随之增强，当前的自保护药芯焊丝半自动焊工艺却难以满足今后的管道建设需要。
1.3高效率的根焊方法的不断开发
管道焊接施工大多采用流水作业方式,根焊完成的速度决定了整条管道建设的效率。而焊部焊缝中的未熔合、未焊透、咬边、内凹等缺欠是影响管道安全的重要因素。因此,根焊的质量和速度是管道建设的关键环节。目前管道建设常采用的根焊方法有纤维素焊条电弧焊、数字电源熔化极气保护半自动焊和内焊机熔化极气保护自动焊等,几种方法在焊接工艺性、焊接质量和焊接速度等方面各有所长。管道技术人员仍在不断开发新的高质量、高效率的根焊方法。
2.管道中常用两种焊接工艺的对比分析
2.1纤维素型焊条下向电弧焊焊接工艺
纤维素型焊条在使用过程中其电弧吹力大，且工艺效果显著，能够在单面焊双面成型的根部焊接中发挥作用。自保护药芯焊丝由于半自动焊，其操作形式较为优越，且位置能够快速成型，熔敷性能好，使得焊工对于此项技术很好的把握。这类形式的焊接方法主要用在野外环境下的施工，在当前的管道焊接施工中也是极为普遍的方式。伴随着管道输送压力和钢管强度级别的有所改善，给环焊缝的强韧性制定了更加严格的标准，难以满足自保护药芯焊丝产品的生产需要。
2.2熔化极气体保护下向自动焊工艺
熔化极气保护焊过程中，在焊接区中的优越性体现在维护边界,生产快速，能够实施自动化生产，且采取必要的全位置焊接。这使得该技术在长输管道焊接中的自动化焊接方面得到了充分的运用。自动焊焊接的特点在于效率高、消耗低、稳定型好，对于恶劣的环境条件中使用效果显著。对于坡口形式的标准更加高，当其难以达到标准需要时，则将导致管口组织的精度较差，导致烧穿、未焊透、未熔合等问题。这就需要在焊接施工现场结合配管端坡口的相关形式做好处理，以保证最终的精度达到相关的要求。但在外界因素的影响下，自动焊接施工涉及到的范围较大，而焊接机组需经过一个调整时期，这对改正焊接作用的发挥有着很大的阻碍作用。
3.大直径厚壁管的高效焊接法
当管道的形式属于全焊结构时，其焊接工作的劳动强度将变得更强，且在质量方面的标准也会大大提升。但焊接工作者在施工过程中根据自己的实际经验进行研究，取得了客观的技术进步。而在输送管线工作参数积极改进的当前,对大直径厚壁管的要求更为严格。在生产过程中主要是运用把钢板压制成形的方式，这样才能保证管道的使用性能不会被影响。针对厚壁管焊接工作量较大这一问题，需要使用串列电弧高速埋弧焊来增加钢管的产量。对于5丝埋弧焊焊接16 mm厚壁管外纵缝而言，其最高焊接速度能够达到156m/h，而焊接38mm厚壁管外纵缝的速度则达100m/h。
4.大直径管对接全位置TIG焊机
对于我国的管道生产企业而言，很多中型企业的焊接机械化、自动化水平已经达到了一个较高的台阶。焊接机械化主要是说焊接机头的运动和焊丝的给送通过机械化的形式来实现，不需要人工进行操作，这就需要在焊接过程中焊头适当调整接缝中心位置，并对相关的焊接操作做好观察调整。焊接自动化主要是说焊接过程在开始到结束后这一过程都是通过焊机的执行机构自动实现。不需要操作工人为改动。整个调整过程都是在焊机的自适应控制系统下完成的。论文参考网。由于自适应控制系统主要是受到高灵敏传感器的作用，采用了先进的人工智能软件，这对于数据信息的处理能够发挥出明显的优势。
大直径管对接的全位置TIG焊在当前的管道焊接中属于一项技术含量较高的操作。当前企业要想培训出技能高度熟练的焊工则需投入较大的资金，并且在焊接质量上难以得到保证，产品的焊接质量必须靠焊工自己积累的经验才能有所提升。为避免焊工技能不足带来的问题,防止人为因素给产品焊接质量造成影响，这就需要采用先进的智能操作方式来实现生产。这种自动焊管机能够在直径165～1000mm,壁厚7.0～35.0mm的不锈钢管环缝中得到有效的处理。焊机的自动控制系统使用的是视觉和听觉传感器，并通过计算机来实现控制。
自适应控制和质量监控系统在使用过程中的理论依据为：自适应控制采取视觉传感器实时检测后，对不同的信息或图像进行数据化处理，这样能够按照一定的逻辑规则运行，对焊接情况进行实时观察。且焊缝质量的监控系统则按照激光视频传感器,听觉传感器、电流传感器的具体情况来测定焊接熔池尺寸、焊道形状，这样能够有效提高焊缝质量。论文参考网。论文参考网。
安装视觉传感器对于自适应控制系统的使用过程有着较大的作用，把所摄取的对接区图像输送给计算机后就能起到很好的显示作用。掌握计算机软件图像后，能够对坡口边缘的位置进行测量，便于以后的焊接操作。
摄像机和激光聚光灯是构成激光视频传感器的主要部件，主要安装位置是焊枪后面。其生成的图像可以对焊道表面与坡口侧壁之间的角度进行测量估算。而控制系统结合相关的信息能够实现焊接参数的确定。
5.结束语
科学技术的不断发展使得管道制造企业研制了很多先进的焊接技术，并且运用到了大量的现代化焊接设备，而焊接生产的工艺水平也在这种环境下得到了很好的改进。各个管道制造企业应该在生产中积极采用这些技术，并根据自身的经验不断研发新的焊接技术，提高产品的焊接质量。
【参考文献】
[1] 潘家华.全球能源变换级管线钢的发展趋势[ J].焊管, 2008,31(1):9-11.
[2] 王晓香.加快技术进步转变增长方式促进我国焊管业又好又快发展[J].焊管, 2008,31(1):5-8.
[3] 薛振奎,隋永莉.国内外油气管道焊接施工现状与展望[J].焊接技术, 2001, 140(30):16-18.
