国际先进自动焊接工艺与设备及发展的研究

制造业极为重要的技术工种，焊接技术的发展还关系到国家战略地位的确定，以及国际竞争力的提高。为此，本文主要结合国际先进自动焊接工艺与设备及发展所涉及的一些知识内容，展开进行讨论。现具体分析如下。
二、国际先进自动焊接工艺与设备及发展
    从国际先进自动焊接技术的发展情况来看，受各国经济、科学技术的发展程度不同的影响，自动焊接的研究方向、发展规模也呈现出很大不同。其中，最具有代表意义的国家主要有日本、瑞典和美国等发达国家。
（一）日本先进自动焊接工艺与设备及发展
　　在日本先进自动焊接技术中，日本钢管株式会社基于高速旋转电弧焊、电弧传感器系统，以及单面焊背部焊道控制等技术所研发出来的焊接机械人系统，极具代表意义。
　　其中，对于高速旋转电弧焊技术的应用，主要体现在以下几个方面，包括：（1）能够充分熔化焊透工件的角焊侧壁；（2）对焊缝界面具有改善形状的作用；（3）最大限度预防熔池造成中深穿透；（4）焊接速度得到了很大的提升。一般高速旋转电弧焊技术，能够借助偏心机构绕熔池旋转的工艺，实现狭间隙焊和熔角焊的焊接。
　　对于电弧传感器系统的应用，主要是利用该系统的电弧电压或反馈电流，作为焊接机械人系统的传感器，不但能够提高焊接机械人系统的反应精确速度，还可以加强对焊缝轨迹、焊缝高度等方面的控制能力，以确保在焊接具有严重切削坡口的钢材时，能够正常稳定焊接，提高了系统的可靠性能。
　　对于单面焊背部焊道控制在焊接机械人系统当中的应用，主要是借助光学反馈与反电动势反馈来实现对焊接技术的控制。在光学反馈中，主要包括背部焊道控制、正面焊道控制和光电反馈原理等三个方面的内容。背部焊道控制，通常是用来换算电匙孔的电弧光强度，以此得出背部焊道宽度的常数，并通过对输入端电极电流进行控制，由恒定的输入端电极电流来实现电弧光强度的常量。正面焊道控制，是在实现背部焊道控制的同时完成的。一般可以通过熔融金属引起重心高差关系来维持输入端电机电流弧压的平衡状态。在此原理的支[论文网 lunwen.nangxue.com]持下，控制熔化焊丝的进给速度，可以让输入端的电极电流和给定电流保持相当，进而实现正面焊道的高度恒定。光电反馈原理，可以借助铜滑块驱动系统之中的光电传感器来实现系统的控制。在反电动势反馈中，通常是借助对输入端电极电流的控制来让反电动势维持不变的方式，以此来实现背面焊道宽度常数的恒定。
（二）瑞典先进自动焊接工艺与设备及发展
　　在国际先进自动焊接技术中，当前瑞典的焊接技术正处于世界领先行列，尤其是近年来瑞典在焊接技术上所取得的突破及成就，促使瑞典的焊接技术获得了更好的发展机遇。
1、焊接工艺技术及设备
　　就目前来看，瑞典的焊接工艺技术主要采用了微处理器或是微机处理系统，能够实现闭环自动控制的能力，并通过在专业生产车间装备焊接机器人工作站，促使瑞典在工件下料、拼装、焊接、运输、打磨，以及检验等焊接工艺上，具备了高度的机械化和自动化，具有速度快、质量高、效益好等特点。此外，通过开发主计算机在机器人工作时的示教通讯软件，对于充分发挥焊接机器人的工作能力，缩短下岗时间，同样能够带来巨额的经济效益。例如始于上世纪九十年代的高度机械化和自动化焊接设备及焊接机器人，改变了瑞典以往采用人工焊接的方式，很大程度上节省了人力、物力，提高了产品生产的效率，并使得生产成本得到了有效合理控制。
2、激光焊与电子束焊在现阶段的应用
    近年来，随着瑞典激光焊与电子束焊的发展及应用，目前瑞典的焊接在电子元件、仪表、车辆、造船，以及核工业等得到了广泛的使用。就目前瑞典的焊接技术来看，CO2激光器的额定功率已高达25kw，主要被用于车辆厚板的焊接上。而电子束焊由于其高度集中的能量密度、狭窄的焊接热影响区，以及不易于吸收氧、氮等气体的显著特点，促使电子束焊在核燃料的锌合金管的组焊方面得到广泛应用。
（三）美国先进自动焊接工艺与设备及发展
1、焊接设备及技术
　　美国先进自动焊接设备，在焊缝短断、位置多变的结构焊接上，能够将重复精度控制在±1mm，具有一定发展优势；主要包