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自动化焊接技术论文十篇

作者:小编 点击: 发布时间:2023-08-27 14:00:39

  自动化焊接技术论文十篇目前,材料成型机控制技术受到了各国的高度重视,由于其自身具备的独特优点,对于基础的安全稳定性有着重要的影响,常常被应用于船舶建造以及建筑工程项目建设中,拥有非常好的发展前景。而自动化技术在材料成型及控制技术中的应用,使得越来越多的企业生产逐渐向自动化转型,减少了不必要的人力和资金的投入,大大提高了生产效率,为企业带来可观的经济效益。因此,本文就以材料成型及控制与自动化技术为重点,对自动化技术在材料成型及控制技术中的应用进行分析,总结出一些自身的看法与建议,仅供参考。

  我国目前的材料成型及控制技术水平仍处于滞后阶段,研发的空间还很大,还需要进一步优化材料成型及控制技术。一般情况下,由于材料成型及控制是一个比较复杂的过程,具备耗时长、能源消耗量大、操作起来比较困难的特点,从很大程度上会对自然环境造成了一定的污染。因此,这一问题也是目前我国材料成型机控制技术所面临的巨大挑战。然而,随着自动技术在材料成型及控制技术中的应用,为材料成型及控制技术提供了有效的发展平台,使现代材料成型及控制中实现了自动化,通过利用计算机技术,加快了材料成型的时间,彻底解决了耗时的问题,还能大大减少能源的过度浪费,从而提高了材料成型的生产效率。与此同时,产品的生产过程会变得更加的节能环保,这也促使材料成型及控制技术逐渐向低碳、绿色的方向而转型。因此,我们可以看出,材料成型及控制的发展前景是无法估测的,势必会成为日后市场发展中的主力军。

  通常情况下,材料成型及控制技术主要由铸造技术、焊接技术以及锻压技术三部分所组成。因此,本文就具体归纳了自动化技术在这三个技术中的应用:

  首先,我们先详细介绍一下自动化技术在铸造技术中的应用,所谓的铸造技术是指能够将液态的金属通过铸造过程,使其逐渐凝固成型的一种技术,这种技术对于材料成型及控制以及铸件的完整性、平滑度有着很高的要求。然而,对于铸件的尺寸、材质以及形状并不中重视。其实,很早以前,我国古代就应经存在铸造技术了,人们将一些成型的金属物质放入到高温容器内,使其融化成液态形状,通过利用铸造技术将融化后的液态金属注入到铸模中,直到液态金属彻底冷却成型够,就会显现出不同的物品。然而。由于当时受到各方面条件因素的制约,铸造技术尚不成熟,使得我国铸造技术并没有取得较大的提升。然而,随着社会体制的不断变化,科学技术发展脚步越来越快,铸造技术中也逐渐融合了更多先进的自动化技术,使得铸造行业逐步实现了自动化的发展目标。目前我国很多大型的铸造工程都实施了自动化控制管理,打破以往传统的人工铸造工艺,从而不断加强和提高我国铸造技术的快速发展。

  焊接技术就是通过加压、加热的办法使得热塑性材料多个表面连接成一个整体的技术手段。焊接技术是为了满足工业生产的需要而产生的。传统的焊接技术主要包括熔焊、固相焊以及钎焊这三种。现代随着技术的不断进步,焊接技术的概念已经不仅仅停留在材料连接上了。新的焊接技术已经发展到了生物组织连接、高分子材料连接等领域。焊接技术的自动化是焊接技术发展的必然趋势。近年来随着计算机技术以及自动化技术的不断发展,焊接技术在一定程度上已经实现了自动化。比如在焊接的控制过程中加入自动化装置可以实现对于机械设备的自行检测,调节还有加工。焊接技术实现自动化是以微波机控电源为基础的,并在原来焊接机器人的基础上加入了柔性焊接,最终建成了集成化的系统。焊接技术的自动化在很大程度上降低了劳动力的投入力度,增加了工作效率,为企业创造了可观的经济效益。

  在焊接设备中发展应用微机自动化控制技术,如数控焊接电源、智能焊机、全自动专用焊机和柔性焊接机器人工作站。微机控制系统在各种自动焊接与切割设备中的作用不仅是控制各项焊接参数,而且必须能够自动协调成套焊接设备各组成部分的动作,实现无人操作,即实现焊接生产数控化、自动化与智能化。微机控制焊接电源已成为自动化专用焊机的主体和智能焊接设备的基础。如微机控制的晶闸管弧焊电源、晶体管弧焊电源、逆变弧焊电源、多功能弧焊电源、脉冲弧焊电源等。微机控制的IGBT式逆变焊接电源,是实现智能化控制的理想设备。数控式的专用焊机大多为自动TIG焊机、自动TIG焊接机床等。在焊接生产中经常需要根据焊件特点设计与制造自动化的焊接工艺装备,如焊接机床、焊接中心、焊接生产线等自制的成套焊接设备,大多可采用通用的焊接电源,并由一个可编程的微机控制系统将其统一协调成一个整体。

  锻压技术是实现材料的塑性成形以及控制的过程。锻压成型的好坏受材料自身性质以及外部作用力的影响。锻压技术主要应用在产品的大批量生产过程中。

  锻压过程主要是通过锻压工具对材料施加一定的压力实现的。以前的锻压设备比较落后,自动化程度地。随着机械、检测以及电子等技术在锻压技术中的应用,锻压技术逐步地实现了自动化、智能化。新的锻压机械不仅可以实现自动换模,而且生产的产品的精确度也提高了,相应的机械的噪声也降低了很多。

  综上所述,可以得知,自动化技术已经逐渐渗入到各行各业中,并未企业的生存和发展发挥着重要的作用,而自动化技术在材料成型及控制技术的应用,间接加快了材料成型及控制的发展步伐,使得企业生产过程变得更加环保节能,对自然环境起到了有效的保护。通过自动化技术在铸造技术、焊接技术以及锻压技术中的应用,我们可以大致看出,任何形式的材料成型及控制过程都离不开自动化技术,这三项技术只有加强做好自动化工作,才能促进自身的发展与进步。因此,企业要加大对自动化技术的应用,早日实现企业生产自动化的目标,增强企业整体的综合实力。

  随着科学技术的不断进步,计算机信息化程度的提高和自动控制技术的不断发展,使得焊接自动化技术也发生了巨大的变化。目前,自动焊接作为一种高效、节能、环保的焊接方式,其应用越来越受到人们的重视。

  自动焊接技术是将焊接原理、自动控制原理、机械运动原理等进行了有机结合的一种加工技术,它实现了焊接过程的自动化。在自动焊接技术中,通过工件夹紧机构、脱料机构、焊枪夹紧机构、焊枪气动调节机构等装置完成了对工件和焊接设备的安装与定位,再通过导轨床体、转动机构、转动转台、气动尾顶滑台机构等装置实现了焊枪与工件的前后、左右、上下运动。

  当前,自动焊接技术不仅采用了上述的各种原理和技术,同时大量运用了数字化技术和人工智能化技术,使得自动焊接技术向更高的一个技术平台延伸。埋弧焊、等离子弧焊、激光焊、激光复合焊、MIG/MAG焊、TIG焊、机器人焊接等都是自动焊接常用的设备与方法[1]。

  在当今这个科学技术如此发达的时代,以往那种手动焊接技术已经很难满足时展的需要,随着自动焊接技术的不断发展,该技术对机械行业造成了非常深远的影响,自动焊接技术已经成为机械加工领域中不可缺失的一部分。我国于五年前就已经成为了世界上最大的钢材消耗国,用钢量已经超过了2亿吨,2014年我国的焊接材料生产总量为568万吨,其中仅埋弧焊丝的产量占比约10.5%,59.6万吨,年均增长率保持在10%左右。截止目前为止,从我国焊接领域的现状来看,自动焊接及时满足了机械加工领域中以下四个方面的需求。

  从企业的成本方面来讲,自动焊接技术因其工作效率高,大大降低了人工成本。在当今这个人工成本高涨的时代,自动焊接技术大大缓解了企业的用人成本,因此降低了企业的投入成本。

  焊接技术被人们认为是一种对工作者身体有害的工种,手动弧焊中产生的弧光、烟尘、高温对的健康有着较大的影响,同时长时间的焊接操作对于工作者来讲是属于高强度的劳动。随着自动焊接技术的应用,不仅降低了工作者的劳动强度,还进一步缓解了人工焊接对工作者带来的压力与危害。

  对于高强度的焊接作业要求,如果仅仅是依靠人工手动来完成,焊接质量难以保证。随着科学技术的不断发展和人们对产品质量要求的不断提高,对于需要焊接加工的产品也逐渐向精细化、多元化的方向倾斜。因此,自动焊接因其种种优势取代了人工手动焊接。

  随着我国市场化经济的不断发展,企业之间的竞争力也在不断的升温,随着机械加工与制造行业全球化的到来,一个企业焊接设备与焊接工艺的好坏直接决定了该企业的核心竞争力[2]。自动焊接作为一种高效、节能、环保的先进加工设备和工艺,无疑在很大程度上提高了企业的竞争力。

  自动焊接设备是一种具有较高自动化程度的焊接设备,属于自适应控制类专机。它通过自身配备的传感器与电子检测线路,可自动跟踪焊缝的轨迹导向,甚至还可以自动完成对焊接参数地设置与调整。此外,它还能够利用诸如视觉传感触角传感器、光敏传感器等高等级传感器,通过与计算机系统、软件、数据库的配合,实现对参数调整的智能化,且人工操作十分简便。但是由于受到很多条件的限制,智能化焊接在实际生产中的应用较少 [3]。本文主要从自动化焊接专机与焊接机器人两方面来探讨自动焊接在机械加工中的应用。

  自动化焊接专机常用于一些大型设备的批量生产中,双丝焊接是自动化焊接专机采用的主要焊接方式,比如在推土机的焊接生产中,双丝焊接主要应用于主臂和车架的焊接。自动化焊接专机的使用大大提高了机械加工的生产效率,双丝焊接的效率一般是人工单丝焊接的2倍,而且采用双丝焊接,熔深较深,焊缝的力学性能更好。焊接自动化专机可用于直线、曲线等多种形式焊缝的焊接,焊接效率高,焊接过程中焊件的变形小,质量易于保障,适合大批量生产作业,同时还具有操作简单、成本低廉、安全可靠等优点,在机械加工中的应用较为广泛。自动化焊接专机具有很高的性价比。

  焊接机器人因其柔性化和数字化程度高、精度高、焊接质量稳定等特点,在机械制造企业的生产能力与竞争力方面起了非常重要的作用。焊接机器人在复杂的焊件中表现更为优异,它能够满足复杂焊接件的加工要求。

  但是,由于焊接机器人成本高、操作难度大、结构复杂、价格高等特点,暂时还不能大规模地用于生产。另外,在采用焊接机器人进行焊接时的焊前准备工作,如组装、打底焊等,还得借助人工操作的方式完成[4]。另一方面,由于焊接机器人无法很好的自动跟踪焊缝,接触寻位的效果也不尽人意,窄小空间无法施焊等缺点,焊接机器人在结构和功能方面还需要不断进行研究改进。

  随着机械制造行业的不断发展,对产品质量与性能的要求也越来越高,自动化焊接专机和焊接机器人等自动焊接设备具有高质量、高效率等优势,越来越受到机械制造企业的推崇与青睐。由此,我们可以看出自动焊接技术不仅传承了传统手工焊接的优势,还不断改进了其的劣势。自动焊接在机械加工中的广泛应用,不仅使焊接产品的质量得到了保障,降低了焊接的成本,还改善了焊接加工的环境,减少了对焊接加工者的伤害。因此,我们应结合实际情况,要不断地引进学习先进的自动焊接技术,使我国自动焊接的技术不断地向更高水平迈进。

  焊接是一种应用量大、适用面广的技术,在世纪的知识经济时代里,仍将是21一种重要的金属材料成形加工手段。进入新世纪以来,我国焊接制造业一个引人注目的动向是向多参数、高精度、重型化和大型化发展,焊接技术已经渗透到工程制造业的各个领域,直接影响到产品的质量、可靠性、使用期以及生产的成本、效率和市场反应速度等。在石油施工技术领域,焊接是极为重要的主要专业技术之一。各种管道、球型储罐、立式储罐以及炼化装置都要通过高可靠性的焊接来实现装配和完成。据统计,石油工程建设项目中,焊接工作量占工程安装总量的%。焊接效率已直接影响到工程进度和企业效益,焊接质量已成为关乎工程寿命和人民生命财产安全的重要因素之一。

  1.1焊接技术基本状况4704850,.730.8RMSNOREAST-AW97-1CRC-300APW-IIPAW2000NO-REAST-AW40-42PWTSTT-II截至年月底,石油工程建设队伍中从事焊接施工的企业共家,职工总人数约万人。焊接技术人员人,焊工人(高级技师人,技师,高级工人,中级工人,初级工人),其中持有国际执业资格的焊接工程师人,焊接技师人,焊工人。各类焊接设备共台(套),其中进口设备台(套)。各类焊接设备中手工焊机台,半自动焊机台,球罐自动焊机套,储罐自动焊机套,气电立焊设备套,管道外自动焊机套,管道内自动焊机套,管道打底焊机台。进入“十五”规划以来,企业的技术装备得到了较大的提升,设备新度系数平均为,自动化焊接施工装备新度系数普遍提高到以上,大幅度提高了技术装备水平。主要焊接装备是:①长输管道自动焊方面:外自动焊机有加拿大、英国、美国、中国石油集团工程技术研究院(以下简称“工程院”)、管道局;内自动焊机有英国;外封底焊机有意大利;管道打底焊机有林肯。②大型储罐自动焊设备方面:林肯大型储罐横缝焊机、气电立焊,日本三菱重工的大型储罐横缝焊机、气电立焊,工程院倒装储罐自动焊,南京奥特、沈阳大学横缝自动焊。③球形储罐自动焊方面:意大利和美国。④手工焊和半自动焊设备方面:奥地利福尼斯焊机,法国萨福焊机,美国米勒IN456P、林肯DC400、DC600、DC1000,芬兰肯比Pro4200,德国V3001(数字电源),日本松下、、焊机,美国飞马特、,日本电王,北京时代、山东奥太、重庆运达、成都熊谷、川焊等系列直流弧焊机,系列逆变高频氩弧焊机,系列逆变式气保护焊机,系列多功能逆变焊机、系列多功能逆变焊机、系列驱动式逆变焊机。

  1.2焊接技术存在的主要问题近年来,我国石油工程焊接技术有了长足的进步,球形储罐、立式储罐、管道建设逐步推行了半自动焊、自动焊技术。但是,目前自动焊的比例只占到20%左右,与发达国家的70%80%还有较大差距。其中球罐自动焊应用较少,不到5%;大型储罐自动焊技术应用在80%以上,长输管道自动焊技术自西气东输工程开了先河应用约%,其中,高效自动焊打底技术依然是制约工程质量和效率的瓶颈;炼化安装现场施工大部分采用手工焊或半自动焊;海上石油设备的钢结构及管道现场焊接自动焊比率几乎为零。总体来看,我国石油工程焊接技术主要存在以下几个方面的问题:

  1.2.1焊工基础理论薄弱,操作技能需要提高从调查数据来看,全系统各类设备数量是各级焊工数量的倍。这说明,真正在企业编制内的焊工数量较少,而直接从事生产的焊工很多是从社会上招聘而来。勿庸置疑,改革开放以来,重视技术、忽视技能已成为全社会的普遍现象。直接从事焊接操作的岗位人员能够苦练技能、岗位成才,树立职业自豪感的人越来越少,而且从业人员的文化程度普遍偏低。调查表明,目前的焊工队伍中,具有初中及以下文化程度的占%以上,有相当一部分是市场化用工,企业不可能为这部分人员消耗过多的人力、物力和财力进行培训,所以焊工队伍的整体文化素质和操作技能相对较低。当今世界,随着新技术、新材料、新工艺的不断出现,对焊工的要求也就越来越高,不但需要具备一定的文化知识,甚至要有一定的专业知识。一些自动焊设备的使用,焊工不仅需要掌握操作技能,还要懂得一些必要的电气、自动化控制方面的原理,而具备这方面能力的焊工队伍愈显不足。集团公司在焊接技术的科技研发上投入相对较少,目前,全系统的焊接技术研究基础薄弱,资源配置不足。工程院焊接研究所是集团公司中唯一的焊接技术专业研究机构,也曾为集团公司焊接技术的进步与发展作出过贡献。但是,近年来,随着全院的体制改革,焊接所的工作重心曾一度放在了一些短平快产品的开发上,往往忙于市场,疲于生存,无力组织深入、系统的基础性研究和瓶颈技术的科研开发。附属于企业内部的研究机构,专业力量更加薄弱。大部分石油工程建设企业都设有自己的科研所,但只是局限于解决生产中遇到的一些技术上

  1.2.2焊接科研机构分散,研究力量相对薄弱或工艺上的问题,而不具备开展行业层面上的共性技术研发或探讨。近年来,随着我国管道建设的发展,管道局在管道焊接上组建了科研队伍,在管道焊接设备、辅助机具、管道焊接工艺上开展了一些研究,取得了较好的成绩。但是,对于全系统各种施工条件,不同装备要求的焊接技术研究显然是远远不够的。实践证明,只有科学整合科研体系,才能为提升工程焊接技术水平提供保障。比如,大型储罐的自动焊技术,上世纪年代初,设备、材料和工艺都整体上引进,进术处于完全垄断的地位,价格十分昂贵。工程院和管道局经过不懈的攻关,研制出了自己的储罐自动焊设备,打破了国外技术一统天下的局面,现在已成了一项非常普及的储罐焊接基本手段。建设西气东输工程之前,我国长输管道自动焊技术应用为零,国外公司的普通管道自动焊机,一套都在万元以上。我国自主知识产权的管道自动焊设备研制成功以后,迫使国外产品价格下降了。国产自动焊设备在西气东输工程建设中发挥了重要作用。当前,石油工程建设已经步入高速发展的快车道,大型炼油化工装置、海洋石油工程、大型长输管道工程和LNG的建设,更加需要焊接科研体系提供强有力的技术支持和保障。

  1.2.3焊接设备和焊接材料的国产化研究不足调查表明,在全国石油系统现有大小焊接设备中,进口设备占总量的27.7%,分别为手工焊机占6.5%;半自动焊机占83.8%;球罐自动焊机占84.1%;储罐自动焊机占35.8%;管道自动焊机占%。焊接材料中,管道用纤维素打底焊条进口占%;自保护药芯焊丝占%;实芯焊丝占%。越是专用设备或材料,产品的附加值就越高,进口量占的比例也越大。进口设备不仅一次购置投入大,而且维修零配件价格十分昂贵,大大增加了成本。比如长庆油建公司年进口了套管道自动焊设备,曾在西气东输、西部管道、西气东输联络线工程中投入使用,这几年的零配件维修费用超过了百万元,由于维修不及时一些设备不得不全部报废。类似的情况在石油企业中已是普遍现象。不难看出,凡是我们自己研制成功的产品进口量就少得多,如储罐自动焊机进口只占50.7%,管道自动焊机作为一种国产新兴技术,进口量也才占100%。说明我们的企业欢迎自主技术,接受国产设备。自保护药芯焊丝从上世纪年始在我国长输管道上使用,时至今日,还完全依赖进口,价格之贵令人咋舌,一吨用于钢焊接的自保护药芯焊丝价格超过了万元,而用于钢的报价已超过了万元。类似产品,需要我们抓紧抓好国产化研发工作。

  1.2.4专业人才不足石油工程建设大多数企业缺少高学历、熟悉全套生产流程的焊接工程师和有经验的焊接结构设计工程师。反馈调查意见中,有一半以上企业反映焊接工程师难留,高学历的人才不愿意到企业工作等问题。有一些企业已经出现人才断层。全国高校实行专业改革以后,本科招收目录中取消了焊接专业,更加重了焊接专业人才的青黄不接。企业的发展归根结底是靠人才,有关部门应该引起高度重视。中国石油集团在“十一五”规划乃至今后更长时间,将快速向国际一流的现代化能源公司迈进。作为石油工程技术的主要专业之一,焊接技术必须统筹规划,全面提升,满足新时期日益迫切的技术需求。石油行业现有的几家焊接研究所和附属于企业中的焊接研究室曾经为发展我国石油工程的焊接事业发挥过重大的作用。近年来,这些研究机构在企业化改制中,把主要精力集中到业务创收方面,而对基础研发的投入大为降低。有的单位设备老化,人员不齐,经费短缺,整体科研开发水平明显下降。通过焊接专委会对美国、英国及其他欧洲国家焊接技术的考察以及对国内焊接技术状况和石油工程建设企业焊接技术现状的全面调研分析面对中国石油长期发展的目标和形势,有必要组建集团公司层面上的焊接技术中心,在焊接科研攻关、人员培训、技术交流、参与国际化工程上为集团公司提供全面的技术支持。建设中国石油集团焊接中心,以中国石油集团工程技术研究院现有的焊接试验室为基础,重新规划整合形成六个专业试验室,一个机械加工中心:①焊缝理化及性能检测、金相试验室;②焊接结构完整性、安全性评价试验室;③焊接工艺及无损检测试验室;④激光-电弧复合焊接试验室⑤焊接自动控制试验室;⑥水下焊接试验室;⑦机械加工中心。

  中心备开展在焊接冶金、焊缝力学行为、焊接结构完整性及安全性评价、高效自动焊技术、特殊条件下焊接等的研究试验基础条件。中国石油集团焊接中心,按照国际先进的焊接科研机构装备设置、组织管理,结合石油重大工程和发展目标的需求,形成集团公司焊接技术核心研发基地,针对集团公司长期发展目标,开展科研项目的论证、组织和实施研究工作,引导全行业焊接技术进步,为集团公司实施新时期战略目标提供强有力的技术支持

  当前,企业反映强烈的一线科技人员难进、难留,技术人员不安心本职工作,科研人员人心浮动、缺乏进取心和创造力等问题,归根到底,反映的是一线科技人员的生活待遇问题。长此下去,将会影响企业的发展后劲改变这种局面已是刻不容缓的工作。一定要重视科研人才队伍建设,全力支持年青人岗位成才,关心一线科技人员的待遇和职称,让他们在科研管理氛围中享受职业自豪感,达到稳定科研队伍,保障企业健康发展。

  特色技术石油工程建设企业当中,一般都设有焊接培训中心,大多承担着企业内部焊工培训、焊接工艺试验、新焊接方法的掌握和运用等应用研究性工作。大庆、管道局、中油一建、中油六建、四川、新疆、中油七建等七个焊培中心已由协会认证为中国石油天然气焊接培训中心,目的是要突出不同地域、不同业务的专业技术特色,实行差异化发展。实行差异化管理,突出特色技术是今后焊接技术管理工作的要点。今后将根据不同地域和上、中、下游技术需求,在油田建设、长输管道、炼油化工、海洋工程领域,引导企业走特色焊接技术发展之路。我们设想,重点扶持在东北、西北、华北、华中、华南几大区域的几个焊接中心,在政策上给予支持,技术上给予引导,使之成为区域内焊接技术研究和岗位培训的基地。

  当前,石油工程建设焊接技术的共性技术研究是结合长输管道工程、海洋石油工程、石油战略储备库、接收站等工程开展高效自动焊技术、配套工艺技术和焊接材料的研究。

  2.4.1LNG工程焊接技术;高强管线钢焊接工艺;高效管道自动焊技术;海洋工程焊接技术;水下焊接技术;焊接结构完整性和安全评价技术;高速高效焊接新方法的研究与应用。

  早在年,焊接专委会就提出了实施“一三四”工程,即一个中心:以工程院焊接所为科研中心;三个层次:以大庆、管道局、中油一公司三个培训中心为骨干层,以石油企业焊培中心为紧密层,以大专院校、生产厂家为合作层;四个功能:实现“科研、培训、交流、服务”一体化功能。“一三四”工程得到了集团公司和协会领导的高度重视和支持,目前,紧密层由个发展到了个,合作层的成员也在不断扩大,已经取得了卓有成效的工作业绩。今后将继续紧密围绕实现“科研、培训、交流、服务”一体化的功能定位,开展好各项工作。

  2.5.1科研:瞄准世界先进水平,组织实施焊接装备、焊接材料、焊接工艺的科研攻关,引领全行业焊接技术进步。科研工作要围绕石油工程建设主营业务和重大工程的需求,提出科研课题,每年至少新增课题项,一方面,进一步完善和提高储罐、球罐、管道的自动焊专用成套设备和焊接材料的技术水平,另一方面针对海上石油业务的发展,增加海洋工程结构的建造以及水下焊接技术的开发,除目前的普通弧焊控制技术的研究外,还应跟踪国外先进技术的发展趋势,尽快开展激光复合电弧焊技术、电子束焊接技术的开发应用,把石油工程焊接技术应用水平提高到一个新的高度。

  2.5.2培训:按照集团公司新时期人才发展战略,在焊接技术和技能人才的培训上形成相应机制,全面提升队伍整体素质。人才培训工作要充分发挥大庆油田建设集团、管道局、中油一公司等集团公司焊接培训中心的核心作用,有计划、有重点地搞好现有人员的业务培训和继续教育。一是根据工程建设和国际化经营的需要,抓好国际焊接技师、国际焊接工程师的培训工作培养和造就一批适应海外市场和国际化业务的高级技能人才和高级专业技术人才。二是要通过科学化、规范化、系统化和标准化的技术培训,造就一支优秀的焊工队伍。在新形势下,石油工程建设将不断面对新技术、新材料、新工艺的挑战,对焊工队伍的素质要求越来越高,焊工的培训要注重“一专多能”,使他们既具有一定的焊接专业知识,掌握多种焊接方法,同时能够驾驭和操作现代化的自动焊装备。

  与传统的焊接技术相比较,当前的焊接技术在各个方面都有了很明显的优势,目前在中国的制造企业的先进焊接技术主要有电子束焊接、激光焊接和搅拌摩擦焊等三种焊接技术,无论技术含量还是实用性方面都比传统技术要有很大的进步。本文将就上述三种技术做一个简要的讨论,并且阐述在实际中的应用。

  在当前,新的焊接技术在世界上应用的都比较广发,主要体现在飞机制造、航空航天这类大型的制造业。即便是下一代的飞机制造,也使用这种新的焊接技术,已经完全替代了铆接技术。由于航空航天材料方面的更新,高性能、多功能、符合还和高环境相容性是未来航空航天材料发展的主要趋势。随着科技发展的不断进步,在航空航天方面材料的使用上要求已经逐步的提高,飞机的机体结构和发动机材料的结构也经历了四个阶段的发展,正在跨入第五阶段即机体材料结构为复合材料、铝合金、钛合金、钢结构(以复合材料为主)、发动机材料结构为高温合金、钛合金、钢、复合材料。飞机制造中采用了各种焊接技术。焊接结构件在喷气发动机零部件总数中所占比例已超过50%,焊接的工作量已占发动机制造总工时的10%左右。

  激光焊广泛应用于航空航天制造业,特别是武器装备和飞行器结构制造中,如飞机大蒙皮的拼接、蒙皮与长衍的焊接、机身附件的装配(如腹鳍和襟翼的翼盒)、薄壁零件的制造(如进气道、波纹管等)以及航空涡轮发动机叶片的修复、合金飞行舵翼焊接、燃料贮箱加强筋条激光焊代铆等。

  搅拌摩擦焊在航空航天业的应用主要包括以下几个方面:机翼、机身、尾翼;飞机油箱;飞机外挂燃料箱;运载火箭、航天飞机的低温燃料筒;军用和科学研究火箭和导弹;熔焊结构件的修理等。

  由以上资料可以看出,随着新材料、新技术的出现,在航空航天领域,先进焊接技术这逐渐取代传统制造技术而成为主流发展趋势。

  电子束焊接在汽车制造领域应用的较为广泛,影响着汽车部件的方方面面。焊接热处理强化或冷作硬化的材料是,接头的力学性能不发生变化。同时,可以焊接内部需保持真空度的密封件、靠近热敏元件的焊件、形状复杂且精密的零部件,也可以同时施焊具有两层或多层接头的焊件,这种接头层与层之间可以间隔几十毫米。

  激光焊技术主要用于车身拼焊、框架结构和零部件的焊件。激光拼焊是指在车身设计制造中,根据车身不同的设计和性能要求,选择不同规格的钢板,通过激光裁剪和拼装技术完成车身某一部位的制造。激光拼焊具有减少零件和模具数量,减少电焊数目,优化材料用量,减小零件重量,降低成本,提高车底刚度和制造精度等优点。激光焊接的零部件,无焊接变形,焊接速度快,不需要焊后热处理,激光焊接已广泛应用于变速器齿轮、车闸和保险杆。车门铰链等零部件的焊接。

  目前,搅拌摩擦焊在汽车制造工业中的应用主要为:发动机引擎和汽车地方车身支架,汽车轮毂,液压成型管附件,汽车车门预成型件,轿车、旅行车、卡车、摩托车等的车体空间框架,载货车的尾部升降平台汽车起重器,汽车燃料箱,公共汽车,和机场运输车,铝合金电梯,铝合金汽车修理等。

  当前,新的焊接技术主要应用在大型的设备行业,这些行业关系着国计民生,但是随着科技的进步,技术方面也会相应的有所创新,相对也会渐渐的融入到民生行业当中,就当前发展情况来看,在未来主要有以下三方面发展趋势:小型化、集成化、信息化。

  随着各种新技术的涌现和融合,这些应用于大型结构的设备将不断的小型化以适应普通的生产需求。同时还可以在同等工作要求下精简设备、降低成本,使普通的小企业也可以享受这种高效、优质的技术。激光辅助搅拌摩擦焊(LAFSW),就是在焊前通过激光进行辅助加工,得到满意效果,还可以加工非金属和不导电的材料,大大扩大了该技术的使用范围。同时,还可以将已有焊接技术进行嫁接,以期达到更佳效果。目前,已有文献称将等离子弧成功应用于搅拌摩擦焊的辅助工艺。

  当前主流的焊接技术在使用的过程中,很少出现与其他的技术共同使用的情况,基本上都是独立运行的,而在未来这一情况将渐渐的改变。先进焊接技术的设备非常庞大,而且运行也十分复杂,与其他技术相结合会使得整个技术得到相应的提高,也会有更广阔的发展空间,相应的也提高了生产效率。

  随着科技发展,计算机技术和焊接技术的即一步应该与结合,使得焊接技术在理论、实践方面有着大量的数据提供给大家参考。而计算机云技术的出现与广泛应用,也使得焊接技术可以基于网络信息的平台,建立一个庞大的数据库,通过数据库,完成了焊接技术的信息化。信息化的出现,方便了整个行业对该技术的使用与共享,从而形成行业标准。各种技术都有不同的参考,在使用中也会有详细的记录,对于提高行业的整体技术有着非常大的帮助,这样使得我国工业整体的水平在未来都会上升到一个层次,从而达到产业升级。

  焊接技术在我国制造业尽管有了长足的进步,品种规格不断增多性能和水平不断提高但可靠,性稳定性和质量方面还存在一些问题。为适应国内外市场急速发展和激烈竞争的需求,焊接设备与制造业将以市场为目标,加强对现代焊接技术的研究开发,特别是发展高效、节能、高性能、优质和多丝高速焊接设备、重大装备及其数字化控制技术和新焊接材料,另一方面,先进制造技术的蓬勃发展,正从信息化、集成化、系统化、柔性化等几个方面对焊接技术的发展提出了越来越高的要求,推动了焊接自动化技术的发展。特别是数控技术、柔性制造技术和信息处理技术等单元技术的引入,促进焊接自动化技术性的发展。

  [1]李亚江,吴娜.先进焊接技术在航空航天领域中的应用[J].航空制造技术,2010 (9).

  智能化机器人是科学发展的产物,智能化焊接技术的重要性越来越明显,智能化机器人焊接技术越来越被社会所关注,已被各个行业广泛应用在工作生产上,焊接技术是工业生产的重要手段,焊接技术的发展方向是自动化、柔性化、智能化,而智能化机器人是焊接技术运用的有利体现。

  科学技术的迅猛发展,智能化机器人逐渐取代了传统的焊接技术,使得焊接技术往自动化与智能化全面发展,很大程度上提高了焊接技术工作的效率,智能化机器人适应社会发展的需求,是社会发展的必然产物,在未来的发展过程中会越来越好,是社会发展的必然趋势,焊接机器人的研究过程经历了示教再现阶段、离线编程阶段、自主编程阶段,其阶段的发展也证明了机器人在往全面发展的道路上越来越近,科学技术的进步使得焊接机器人已经从单一的系统模式向智能化的系统模式发展,在未来的发展过程中,智能化机器人焊接技术在能根据预先安排的焊接流程进行自主操作的基础上,能够很大程度提高智能化机器人的应变能力以及分析能力,另外智能化机器人焊接技术的应用对企业生产起到了很大的作用,提高生产效率,大大节约了人力、物力、财力,促使智能化机器人焊接技术的可持续发展。

  在我国工程机械行业中,引入智能化机器人越来越普遍,而这些机器人都是通过焊接技术生产的,在工程机械行业中挖掘机、起重机、装载机等都已实现了机器人焊接技术,而且效率很高,质量很好,因此在工程机械中的应用越来越广泛,焊接技术的优势也越来越突出[1]。

  在我国汽车制造业的发展过程中,各式各样的智能化机器人在汽车的生产线的作用越来越大,在现今阶段能够普遍看到智能化机器人在汽车制造业的生产线上工作,使得现代的汽车制造业生产实现了自动化的发展,智能化机器人焊接技术在汽车生产中广泛应用,智能化机器人焊接技术在汽车生产中的具体表现为汽车底盘、汽车座椅、车身、部分零部件等,促使汽车行业从密集型到技术性的跨越。

  我国船舶智能化机器人焊接技术的应用稍比韩国、美国等先进国家较为慢一些,现今阶段还是以引入为主,智能化机器人在船舶工业中的应用还需更加完善,在船舶行业中焊接技术涉及技术范围较广,较为复杂,所以智能化机器人在船舶工业上的应用还需多次实践,为促进焊接技术在船舶行业的发展,应具体情况具体分析,科学合理的规划,全面的使智能化机器人应用到船舶工业中[2]。

  智能化机器人是计算机技术运用的具体体现,传统的焊接技术已不能适应当今社会发展的需求,智能化机器人焊接技术比传统机器人的焊接技术优势较为明显,比如智能化机器人焊接技术中,机械关节较为灵活,一方面可以提高焊接过程的柔韧性,在视觉信息中,焊接技术体现在视觉传感、焊缝信息的获取上,还有规划传感器的运用上,智能化机器人自主规划技术之一是离线编程技术,针对焊接工作中的关节级规划、仿真规划结果、与机器人的通讯连接,传感器自主规划路径等而进行修正,弧焊机器人规划系统是由CAD输入系统、焊接专家系统、自主规划系统以及模拟仿真系统组成,只有具备这些系统才能够证明是否为智能弧焊机器人[3]。

  在智能化机器人工作的过程中,对机器人实行运动轨迹的控制中,焊缝跟踪与导引技术是较为重要的内容,而对于机器人来说适应能力是决定焊接质量与焊接效率的关键因素,适应能力简单的来说是采用输入信号,通过传感器从焊接工作中获知到的信息,为了能够让机器人良好的适应工作环境而做出的实时控制与关节工作修正工作,在设定好焊缝位置的基础上对焊缝进行导引,能够很大程度上提高智能化机器人的工作效率,导引技术对机器人来说具有一定的引导作用,引导机器人能够分析焊缝大小及焊接结构,针对焊接工作中出现的问题,智能化机器人能够根据实际情况进行调整,使得焊接工作具备准确性与规范性,这也是智能化机器人未来的发展方向,为了使智能化机器人能够适应不同工作环境、不同工作程序等,很大程度上避免了人为焊接的失误率,更好的提升智能化机器人的焊接水平[4]。

  智能化机器人焊接技术中的柔性制造技术的应用提升,能够提高整体设备的协调性,在提升的过程中也能够使各个部分的工作的协调性得到提升,促进焊接过程中的柔韧度,自然而然提高了智能化机器人焊接工作的灵活作用,以便于能够适应不同的工作环境,柔性制造技术广泛应用在汽车制造生产行业中,而且取得了显著的成就,促进了汽车制造业的发展;在智能化机器人具体的应用实践方面,比如计算机实行自动监控,机器人能够独立完成复杂繁琐的工作项目,减小了人力的使用,大大提升了企业的工作效率又能够保证工作质量,为企业在资源配置方面提供了一定的作用,节省了经费,促进了企业经济效益的最大化。

  智能化机器人在焊接的过程中,经常会受到各种天气、环境等影响,如高温天气、烟尘四起、坡口状况、加工误差等,导致实际焊接的期限延长,导致焊接技术质量不高,效率降低;焊接技术要根据焊接环境的变化要求机器人实时检测中焊缝误差,如果收到环境的影响,机器人在实时监测上不能够有效的检测出焊缝的误差,这样就需要调整焊接的路径与参数,以此来提高焊接的质量;焊缝跟踪技术主要以传感器技术与控制理论的有效结合,传感技术又是以电弧传感器与光学传感器为主,而电弧传感器是直接从焊接电弧检测焊缝位置,实效性好,低成本,符合焊接技术自动化的原则,且能够广泛使用与各种场合;电弧传感的基本原理是利用焊炬与零件的距离的变化引起的焊接参数变化,从而来检测出的参数误差,电弧传感器由并列双丝电弧传感器、摆动电弧传感器、旋转式扫描电弧传感器组成,其中旋转式扫描电弧传感器的检测灵敏度最高,控制能力较强,光学传感器又以视觉传感器为主,而且获得的信息量比较多,很大程度上提高了机器人的适应能力,焊缝跟踪技术将会随着时代的发展被广泛应用[5]。

  智能化机器人焊接技术的应用越来越广泛,为各个行业的发展提供了很大的帮助,智能化焊接技术中的柔性制造技术、焊缝技术与导引技术、自主规划技术。通过实践研究,都能够有效的运用在实际的工作中,在提高了企业的工作效率,节约了成本,保证了工作的质量等发挥了重要的作用,智能机器人焊接技术在发展的过程中需要不断的完善调整,对各个技术进行优化,有效的运用在实际的工作当中,才能够更好的适应社会发展。

  [1]陈善本,吕娜.焊接智能化与智能化焊接机器人技术研究进展[J].电焊机,2013,43(5):28-36.

  [2]陈善本,吕娜.焊接智能化与智能化焊接机器人技术研究进展[C].//“迈向智慧焊接”国际论坛论文集.2013:28-36.

  论文摘要:哈尔滨是中国的焊接名城,在几年的研究探索过程中摸索了一些有关金属焊接艺术的独到特点,在这里着重探讨金属焊接雕塑艺术的创作方法。

  1 这里所谈到的金属焊接雕塑与我们习惯认识上的金属雕塑不尽相同,传统意义上的金属雕塑泛指以金属材料来实现完成的雕塑作品,而这里所说的金属焊接雕塑指的是通过焊接的技术手段(而非传统意义上的铸造和锻造手段)来实现的雕塑作品,这类作品重点体现的是金属材料本身的美感和焊接过程中自然形成的焊接肌理之美,当然这并不是说这样的作品缺乏形式和内容,而是通过将其特有的美感与其独到的形式巧妙结合来实现创作目的。

  其实金属焊接雕塑已经成为当代最具现代意义的艺术表现形式,其艺术语言在于注重作品的直接创作过程,并赋予其更加丰富的人文精神与审美内涵,它有力地拓展了雕塑创作的表现力和艺术感染力,发挥金属材料自身的质感特性自由地构思和制作,已成为现代雕塑进行创作的一个十分重要的艺术表现方式。

  金属焊接雕塑的创作注重于艺术与材质的直接对话过程,其中材料的质感和焊接过程中形成的焊接机理是构成作品形态的关键要素,对实现其艺术价值和意义起到重要的作用,这也同时造就了金属焊接艺术雕塑的表现形式,即使表现具象形态,也侧重于能够发挥焊接艺术特有肌理的具象形态表现,如用拉丝焊接肌理来表现动物的毛发。

  任何艺术作品的创作,都体现了不同艺术家的文化渊源,有着不同的艺术表现形式,而不同的表现形式又是不同的创作思想得以充分展示的保证和前提。鉴于目前金属焊接艺术在国内尚属起步阶段,在探索西方现代艺术语言过程中,研究西方现代艺术的理论是十分重要的课题。他们对西方现代艺术的文化思想产生重要的影响,其中柏格森的直觉主义哲学思想,高扬生命冲动的创造力,推崇能够让人直接体验生命冲动的开放社会,以直觉为认识真实和真理的唯一途径,以及现代艺术对生命的瞬间体验和制作过程的珍借,对破坏重组物质时空以获取精神真实的兴趣。同时萨特表达现代人孤独、异化、悖理的情绪感觉,充分体现了现代艺术家对艺术主体独创性的强烈追求。

  2现代雕塑的表现形式在西方现代艺术理论的直接影响下,它与以前传统写实主义的以体量和实体感作为表现形式的基本要素背道而驰,许多现代雕塑的表现方法完全超出了“雕”和“塑”的意义,尤其是现代金属焊接雕塑,作为三度空间抽象的构成艺术品,不属于关于实体感的艺术,不追求真实的形态再现,通过简化、概括甚至是抽象的手法进行创作,并结合各种工业化的手段,直接地打造作品,如以透空框架的形态去构画和界定空间,彻底地阐明了现代雕塑作为三度空间艺术的新理念,在于表现金属在空间中的自由组合,而非多种程序塑造的实体造型。他们艺术语言的特征类似单纯、厚重的原始文化,最后发展到将机械、动力和光的因素组合引入雕塑的运动形态,创造了最具现代意义的雕塑作品。它反映了20世纪工业、科技观念向艺术的介入,导引出一种崭新的艺术价值观。

  当代西方雕塑家在新的艺术观念的引导下,追求各自的文化和艺术个性,并充分利用材料学、结构力学、金工技术和焊接技术的原理,发挥金属焊接雕塑的特有创造力。在他们的作品中,将雕塑的造型要素简化到最低限度。用立方体、几何形、圆柱体的型材和不锈钢材以及现成金属物品构成现代形态的、抽象的雕塑作品,使传统的艺术语言在他们的作品中失去了原有意义,运用工业化制造方法实现了现代雕塑新的艺术理念。

  现代雕塑家史密斯是美国第一位创作金属焊接雕塑的艺术家,他的作品纯朴、粗犷和简练,利用金属材质的特性形成变化多端的雕塑造型,使金属材料、金工技术成为诠释个人艺术观念的语言符号。他创作的《皇家之鸟》、《森林》等作品,采用电焊枪在空间中描画,用多种钢条焊接展开三度空间的构成,同时利用点、线、面的相互交错的穿插,编织成一种活拨的、富有生机的抽象形态,他的许多作品放弃实体,将锻造成形后的钢条构出空间的韵律,显示出强力的运动感。

  英国当代杰出雕塑家卡罗的金属焊接作品轻松活泼,简洁明快,是位最富独创性的现代金属焊接雕塑家。作品《正午》是他具有个性化艺术语言的代表作。该作品直接采用数块工字钢梁构成,作横置状态并涂上橘的颜色,整件造型似如一张在室外阳光下的躺椅,简练而意味深长。在他的作品中力求把雕塑语言概括到最基本的抽象形态,直接利用工业钢材装配成巨大而强力的结构,并与周围的环境空间融为一体。费罗是法国现代派艺术家,他的金属焊接系列作品更具个性化。其作品摒弃了传统雕塑的创作模式,采用一种更加直接,更抽象化的表现手法,使作品取得纯粹形式的自由化。费罗的作品都取名《无题》。但在这个毫无意义的标题下,呈现出一个丰富多彩的艺术世界。在创作中通过挤、敲、扭、切和焊,给作品注人生机,将冷冰冰的不锈钢板转化成孕含生命形态的艺术作品。

  从现代金属焊接雕塑的艺术语言来看,它与传统雕塑相比其主要特点是:在艺术观念上,一方面强调艺术与自我表现的主观性以及艺术家以我为主的能动性,力求作品造型简化到最基本的抽象形态,以现代工业化的理念构造单纯、简洁的几何造型,反映出一种工业化的非人格化的力量。另一方面重点表现不同金属材料的特有美感(如钛合金通过焊接在焊口的部分会形成耀眼的彩虹效果)和不同焊接技法所形成的肌理美感。在艺术形式上,利用电焊枪在空间中作画,以钢材制作空间构成。使传统艺术形式的体积,体量概念消失,转化为丰富、透空的空间和变化多端的深度三维结构。并以手动和机动改变了原有雕塑的“静止状态”,以色彩变化增强金属焊接雕塑的视觉感悟力。在艺术表现方式上,采用直接加工过程实现三度空间的构成关系或以废品集合的方式重新组合新的造型,使金属雕塑的艺术表现方法变得直接了当、纯粹和自由。在制作中利用各种金属材料经过直接的敲打、挤压、扭曲、打磨、切割和焊接,随意地、自由地构建和组合,彻底改变了传统制作多步骤的有序性,使作品更具自然性。

  3在现代雕塑发展史上,当代雕塑家所创造的金属焊接作品成功地完成了20世纪具有雕塑艺术意义的艺术创造,而走向现代化、抽象化、形式化、自由化的艺术表现形式。虽然我们国内的金属焊接雕塑艺术尚未得到社会的认同,但我相信在当代有创新意识的艺术家、雕塑家甚至焊接技师的共同努力下,我们的金属焊接艺术应该能够找到一条立足于民族文化传统,能够满足我国公众审美诉求的蓬勃发展之路。

  虽然焊接自动化随着科技的进步有了更高的技术水平。但是社会中依旧存在着一些复杂形状的焊接结构,焊接自动化技术并不能进行处理。而手工电弧焊却有着这方面的优势。手工电弧焊操作过程复杂,需要把握较多的定量因素,比如材料、工程设备、工作环境、工艺规范等。这些因素都会对焊接的质量造成影响。只有科学的理论知识和完善的实践经验才能保证焊机的优异性能、焊条的优良品质以及高效的焊接工艺。对于手工电弧焊的初学者而言,如果工艺能力不够、技术概念缺乏,那么就会影响焊接的质量。对于手工电弧焊操作技能的培训,是至关重要的。

  对接焊接的过程中,无论是X形、V形、U形的坡口,加工的工件表面都会出现尖锐的棱边。焊接时,操作者需以两条棱边为参考,使得焊缝为直线型。初学阶段的学生,将焊条摆动于该位置的时候,棱边会忽然熔化。而焊条金属熔化后并不会填进母材之中,因此很难分清熔池里面的金属和熔渣。焊条就会有较长的停留时间,发生咬边现象。而如果学生将焊条停留在两侧的时间很长,那么就会致使焊缝过高。而且,焊条停留在两侧,两侧的温度会出现差异,焊缝的表面会出现粗大的焊波,影响整个焊接外观的质量。

  对于这样的问题,可在坡口棱边两侧打磨出一条倒棱,使其转变成为缓冲地带。这样便可以减弱坡口端部过快的熔化速度,不会出现咬边的现象,并减少焊条停留的时间。焊条没有较长的停留时间,就不会出现两侧温差大和焊波程度粗糙的问题。

  焊条摆动的过程中,需要选择好停留的位置。只有良好的停留位置才能克服焊接咬边。如果焊条停留在坡口边沿的时间较长,那么就会导致坡口边缘有很突出的金属,致使发生咬边。如果焊条在坡口金属中停留,会由于过高的温度把金属熔化,增加了金属的厚度。母材会和焊条金属有一致的熔化速度,在一定程度上减少了咬边。但是,焊缝的宽度却不能加以控制,使得焊缝的宽度差和宽度严重超标,影响了焊缝的成形质量和外部美观。初学阶段的学生,在焊条摆动的过程中,不能够对焊条角度和焊条电弧进行正常的判断,因此在摆动时,手会不由自主的进行摆动,使得焊条的电弧吹向一个方向。焊缝金属一侧偏低、一侧偏高,而焊缝金属低侧的部位就会出现咬边的现象,使得焊缝质量变差,成形也较难看。

  为了让初学的学生更能把握住焊条摆动,可先将焊条摆动停留在坡口边缘,再摆动到另一处坡口边缘,做的是短暂的停留。在这个过程中,焊缝熔池需和最初的熔池保持一致的外侧宽度,并覆盖住四分之三的熔池,保证细腻的焊波。除此之外,焊条金属在熔化的状态下,母材金属也需有冷却时间。较低温度时,金属熔化后会填充掉原本的咬边部位,便能由此解决咬边的问题。焊条摆动的过程中,焊缝和焊条需组成投影的关系,并使得焊条处在焊缝中央位置。焊条摆动,只是要求手腕摆动,手不能摆动。焊缝中央向着两边的部位吹电弧,防止母材熔化掉的金属流动到中央出现咬边。

  手工电弧焊的操作中,操作者有着丰富的知识和经验,就有着快捷和精准的操作技能。在使用大先能量施焊的过程中,以小摆动、低电压、大电流、快速焊的技术来烧焊,便可以形成熔透好、效益高、成型美的焊缝。这需要高超精准的技术。初学者只能运用小电流来摆动,以较慢的速度进行操作,才能获得较高的焊接质量。而在复杂的情况下,初学者必须运用有效的知识和经验,灵活应变。灵活应变的基础,便是多学习经验知识、进行思考,多尝试、多总结。在对初学者进行培训时,需指定好实际的方法和质控程序,明确好验收的标准。初学者根据程序和指示来不断的学习和总结。

  运条过程需要把握电弧操作、焊条前进以及角度控制。运条过程能够保证熔池的状态,其最主要的窍门在于手腕的动作。焊条角度控制需要灵活的手腕,前进速度需要手臂的操作。熟练的焊工可以对各种不一样的位置进行焊缝,灵活的控制好电弧的长度,特别是在引弧、收弧、运弧等方面。初学者需认真的观察熟练者的运条过程,模仿摸索,才能拥有熟练准确的运条能力。慢动作、轻用力、小幅度,才能确保运条过程的稳定。

  手腕的用力,需要身体的支撑。而在施焊的过程中,有坐、蹲、卧、站多个姿势。为了保证手腕的持久操作,需注重身体站立的位置。正常施焊的过程中,身体和焊缝对正,手位于身体前端部位,视觉可以观察焊道的四面。手臂推动焊钳时,手腕摇动能够有效操作焊条。而仰焊需要注意身体的站立位置和姿势。初学者需学习熟练工作者的仰焊姿势,并选择合适位置的操作姿态,保证焊接时的身手配合。

  熔池的亮度、颜色、形状、尺寸会在瞬间产生变化。施焊者需利用长期的观察经验来控制好焊缝的直线度。在打底焊中,熔池的两侧和前边熔化情况是重点。焊条摆动时,要注重观察熔池的坡口边过渡和搭接尺寸状况、以及熔池边沿的状况。通过观察发现,及时的调整电弧长短、施焊的角度、焊条摆动以及前进速度,有效的控制焊道内的铁水和熔渣情况,达到焊接的完美效果。除了会观察,还要注意从哪些角度去看。随意的改变了观察的角度,就不能把握住焊缝熔池变化的情况。初学者需注重平焊和仰焊的观察角度问题。平焊大体能看的明白。而仰焊者的视距和视角,不能够控制好铁水的流动和熔池的形状,会出现打底焊道内凹,盖面层尺寸超标。施焊时,观察需配合好听觉,处于烟雾挡视线的状况,以听觉了解焊缝的成型。而能够快速的进行调整,需要初学者长期实践获得的观察经验。

  手工电弧焊一直是电焊焊接最主要的项目,也是比较难学的操作技术。学生在学习手工电弧焊技术时,需严格遵守焊接的规范,防止出现操作上的问题。多注重学习理论知识和实践经验,向熟练的手工电弧焊工人请教。便能够学到过硬的焊接技术。手工电弧焊要注意焊接的缺陷、成形问题,注重焊接的质量。培训过程中学生要注意精准技术、运条过程、身体站姿和观察能力的培养,刻苦学习,勤于思考,这样才能提高手工电弧焊的操作技能。

  [1]刘胜长,张翌旸,姜海.手工电弧焊操作模拟训练系统研究[J].科技创新导报,2009(13).

  随着各地工业的迅速发展,焊接工艺得到了广泛运用,企业对于电焊工的需求量呈现出井喷的状态,尤其是对于熟练工以及高等级操作工的需求量更大。乡镇成校在开办电焊工操作培训工作中,一定要注重质量提升,以扎实的教学工作提高学员理论知识与实践技能掌握效果,提高学员考试合格率,顺利获得技能证书,同时也为学员日后走上工作岗位发展奠定基础。

  (1)设置理论教学工作组。在电焊工培训活动中,设置理论教学工作组的重要性非常高,一方面要严格按照培训纲要、考核要求、生产实际需求等方面情况,设计电焊理论教学计划,并且在理论教学中定期总结与回顾,总结成功经验,梳理存在不足,在不断的反思与探究之中提高理论教学水平。在理论教学中,要抓住“简洁、重点、灵活”三要素,理论阐述要简短,要突出重点,教授方式灵活,针对不同学员特点,帮助学员在较短时间掌握要点,促进技能提升。

  (2)设置技能训练工作组。在电焊工培训工作中,技能训练占据主要地位,工作组要以技能操作指导教师为主,结合电焊理论知识,联系实践操作,将各种技能操作讲解与训练达到深入浅出的效果,提高学生掌握程度。具体操作指导中,指导教师应当结合实例示范,将每一步操作步骤讲解清楚,让学员看得具体形象,操作起来便于掌握,巩固技能,能够使学员尽快熟悉岗位要求,向企业输送优秀的实用型人才。

  (3)设置总务保障工作组。为了保证电焊工技能培训各项工作要求落到实处,也为了能够顺利衔接各个环节,应当设置总务保障工作组,具体负责学院管理、考核对接、形势分析、学员推荐等工作。在整个培训机构人员的组成之中,既有成校的专职教师以及管理人员,也有培训经验丰富、专业技能过硬的焊接类专门技术人员,确保了整个培训活动的组织管理井井有条,科学高效。

  在开展学员培训工作中,应当向学员提供充分的培训技术资料,对整个培训工作发挥指导性作用,下发的具体技术资料应当包括培训活动的纲要,整个培训活动日程安排、计划书,具体细化到各个项目的电焊培训操作细则以及技能指导书。在培训开始之际,就应当将上述技术资料全部发给每一位学员,保证培训活动有的放矢。其中,技能指导书的编印较为重要,内容不仅应当包括焊接材料、工艺、参数以及质量控制标准与要求等技术性内容,还应当包括职业道德以及安全保护等方面的内容。

  (1)科学选择培训教材。选好教材是保证培训质量的基础,只有结合培训目标要求以及学员基础实际,才能够保证所选择的教材具有较高实用性,一般以中国劳动和社会保障出版社的教材为主,能够保持培训活动与相关行业要求保持较高的一致性,在教材的选择上,还要研究分析企业产品生产工艺,侧重于操作性强的教材,要能够突出焊接工艺与方法、校验等方面的实用性内容,还要兼顾整个焊接工作质量控制因素。

  (2)优化培训教学方式。在电焊培训工作中,教师面对的学员大多为高中以下文化的农村青年,学员中还有部分中年以上人员,理解与掌握能力参差不齐,教者在培训中应当就避免深奥的专业术语,取而代之的是通俗易懂的分析讲解,能够让学员更加容易地掌握基础理论知识,实现操作活动中能够结合理论消化吸收的目标。

  (3)筛选优质师资力量。在培训师资力量的确定上,既要保证教师具有丰富的专业知识,还要具有深厚的操作功底,其中应当包括有一定职称以及技术等级资质的工程技术人员以及焊接专业技师,这样的复合型师资力量能够保证教学培训活动的实效性。

  (1)强化思想教育。在培训之初,就要向学员提出,日常训练的细致到位是提高自身履职技能和提高就业竞争力的基础,在整个培训活动中,一定要严格按照操作规范要求,掌握好每一个环节以及技术要点,以积极的态度参加培训,尽自己的最大努力增强技术本领。

  (2)规范开展培训。整个培训活动,要严格按照培训计划要求,逐步实施教学与训练,以规范的操作对学员进行示范,纠正学员在培训中一些不够科学的方式方法。教员对照培训指导书,逐步对学生进行全过程的讲解示范以及指导学生实际操作,从装配准备环节一直到焊接完成,每一个要点、难点都应当进行深入细致的分析讲解,训练学员扎实的基本功,掌握正确的工艺流程。

  (3)认真记录授课。在培训中,教师应当对授课过程中存在的各种问题进行详细记载,哪些环节学员理解与操作不够到位,哪些学员需要进行额外训练,哪些教学内容进度要放慢等,通过对培训教学活动进行认真的分析与总结,进一步提高培训活动的针对性。

  (4)区别开展教学。学员在参加电焊培训活动时,自身的基础与能力是不一样的,有的学员本身就具有一定的电焊技术基础,也有的学员一知半解,甚至有的学员根本没有接触过,在培训中不同学员的理解效果与能力提高方面也存在着差异性,对于掌握效果较好以及具有一定基础的学员,在培训进度安排方面可以适当加快,并安排他们适当帮助其他进度较慢的学员,发挥互助作用。对于基础较差的学员,可以适当放缓教学进度安排,力求实效,夯实学员的训练效果。

  (5)坚持科学路径。在实施电焊培训工作中,要坚持科学的路径,可以先从基本功训练入手,然后学习套路,先学习硬钎焊后学习软钎焊,先培训电焊后培训气保焊,先训练碳钢后训练合金钢,先培训酸性焊条后培训碱性焊条等,按照这样的顺序循序渐进,严格标准要求,坚持因材施教、理论联系实际,全面提高学员技术水平。

  随着科学技术的飞速发展,焊接技术在工业生产中的应用十分广泛,已经渗透到汽车产业、船舶制造业、建筑业和机械制造业等领域。我国第一艘航空母舰“辽宁号”就是大量采用焊接技术的产物。从某种意义上说,焊接技术发展水平的高低已经成为衡量一个国家工业和科技发展水平的重要标志之一。

  随着我国社会经济和焊接行业的不断发展,社会对焊接技术人员和操作人员的需求量越来越大,这就要求高等院校要为这个行业输送更多焊接专业方面的技术人才。高职院校担负着培养焊接一线人员的任务,但是其毕业生往往专业理论知识不够扎实、实际操作能力不强,不能满足行业市场的要求,这就需要高职院校必须对焊接专业传统的教学模式和方法进行改革,以适应行业市场发展的需要。

  焊接专业是机械、材料、电子和计算机交叉渗透的一门综合性工程技术学科,其学科内的课程内容相对繁多,知识体系结构也较为复杂。教师在有限的课时中不可能对所有专业知识进行详细的讲解。这就要求专业教师要广泛征求区域行业企业的意见和建议,制订符合它们实际的教学计划和课程大纲,从而使培养的学生在理论知识结构上能够适应企业发展的要求。同时,在课堂讲授过程中,教师应该根据学生专业知识结构的需要,抓住每篇和每章教材内容的核心和难点进行详细讲解,使学生掌握本专业最基本的理论知识。而对于课程讲授过程中涉及其他学科的知识,教师可以进行简单介绍并指导学生进行自主学习,这样不仅可以提高课堂教学效率,还可以培养学生自学的能力。对于感兴趣的学生来说,专业教师可以将其划分为若干个学习小组,培养学生团队合作的意识,更好地提高学生学习的积极性和主动性。

  随着科学技术的飞速发展,作为一种重要的材料连接工艺方法,焊接技术的发展也非常迅速。然而,教材上知识的更新速度却往往远落后于焊接技术的发展速度,这就要求教师在讲课过程中要删减和淘汰比较陈旧的知识,更新和补充最新技术和科研成果,把新的焊接方法、焊接材料、焊接工艺和焊接设备及时融入到课堂教学内容中,使学生能够在课堂学习中捕捉到新知识和开阔眼界,掌握焊接领域的最新科研成果及国内外发展动态。为了节省课堂时间并让学生掌握更多焊接科学前沿的知识,教师可以让学生课后去图书馆或上网查阅相关资料。学生查阅的情况可以以课后作业或学术报告的形式反馈给教师。有条件的学校还可以聘请国内外行业的专家学者进行专题讲座或学术论坛,这样不仅可以让学生了解焊接技术研究的新进展和新热点,拓宽知识面,还可以提高学生学习的兴趣和主动获取知识的积极性,为学生以后走上工作岗位打下较为坚实的基础。

  焊接专业各门课程的理论知识专业性都比较强。传统的教学方法是教师在课堂上讲和学生被动地接受。课堂上的气氛比较沉闷,学生学习的兴趣和积极性较差,造成了学生掌握知识的程度相对来说不是很理想,所以教师在课堂上的讲授要改变传统的方法。结合我们高职院校教学实际和学生动手实践能力较强的特点,高校可以建立符合现代教学方法的一体化教室。专业教师借助一体化教室让学生在边学的同时可以边做,实现理论教学和实践教学相结合。在教学过程中,教师可以运用多种教学方法,如项目教学法、角色扮演教学法、课堂讨论教学法和案例教学法等。这样,原有的教学模式将得到极大的改进,切实可行的教学方法和模式可以有效地提高学生观察和动手实践的能力。

  教师是高校教育教学工作的实施者和推动者,在焊接专坏。做好焊接专业教学的改革,在教师队伍建设方面,笔者认为高职院校要坚持“引进来”和“走出去”的原则。

  所谓“引进来”就是校方要加大人才引进力度,广泛招聘优秀的高层次人才充实到教师队伍中,将他们对焊接专业的研究成果带到学校。此外,高校还可以聘请企业经验丰富的技术骨干进校参加焊接专业建设,完成相应的教学任务,并让他们积极参与教学研讨、指导学生实训和开展学术交流等。企业的技术骨干深知焊接专业一线人才的技能培养要求,对实际操作本领的掌握有独到的见解。他们可以在实践技能方面对校内的专任教师起到引导、指导和培训的作用,在一定程度上加快校内专职教师的成长。

  所谓“走出去”就是高校要设立人才培养基金,加强骨干教师、学科带头人的培养和焊接专业教师的培训工作。高校可以把教师尤其是年轻教师送到其他高等院校或培训机构学习深造,加强理论知识的学习,更新焊接科学前沿的知识和成果。此外,有条件的高校还可以把教师送到全国知名企业去参观和学习,通过参与工程项目实践和技术服务等方式提升专业教师的理论与实践教学能力,学习当今现代化企业的生产流程和制作工艺。实践证明,专业教师只有走出校门,与焊接一线多联系、多合作,通过现场实践,积累经验和素材,才能将枯燥的结构、材料等知识生动化、具体化。

  高职院校培养的焊接专业人才在立足于掌握理论基础知识的同时,更应该注重实践操作技能的提高,力求理论与实践的相结合,这样就需要高职院校注重实践教学环节,加大校内实训基地的建设。

  目前,我院虽有宽敞整洁的焊接实习实训中心,但是焊接设备的种类和数量相对较少,只有手工电弧焊机、钨极氩弧焊机和探伤仪。这些设备虽然可以满足学生校内实习的最基本需要,但却不能满足大幅度提高学生实践操作技能和实现与企业接轨的需要。所以在目前的情况下,为了能够培养出企业需要的合格焊接人才,学院应该借鉴比较成熟的其他兄弟院校的经验,加大焊接实训基地建设的投入,引进一些先进的焊接设备和焊接辅助设备,如:埋弧焊机、CO2气体保护焊机、焊条焊剂的制造与烘干设备,熔敷金属扩散氢测定设备等。另外,学院还应把焊接实习实训中心与力学性能实验室和金相实验室结合起来,使焊接实践操作、焊接检验和焊接工艺评定的过程能够被学生系统地掌握。要实现与企业对接,还要了解企业所生产的产品和涉及的材料。此外,要尽可能地引进一些企业常规应用的设备,模拟真正的企业环境,从而使学生在参加工作时能够快速适应工作岗位。

  另外,高职学院还可以通过加大校内实训基地建设来获得电焊工培训点的资质,承接国家、省市级焊接比赛和企业焊接人员培训,提高在同类院校中的知名度。

  社会与经济发展的需要自然催生了职业教育的出现和发展。因此,职业教育必须自觉地服务于社会和区域经济的发展,遵循行业和发展趋势,满足企业的实际经营需要。高职院校要深入开展校企合作,取长补短,将职业教育与企业的生产紧密结合,探索切实可行的校企合作模式。

  高职院校可以采取实训室进入企业、企业生产车间进驻校园、顶岗实习和订单合作培养等模式来实现校企合作,达到学院和企业双赢的目的。为培养适应社会市场需要的从事焊接方面的专门人才,使实践教学充分体现社会对本专业能力的要求,我院开发了多个校外实习实训基地,建立了产、学、研结合的长效合作机制,如大连机床集团有限公司、瓦房店轴承集团有限责任公司、大连船舶重工集团有限公司和大连三洋压缩机有限公司等。通过加强企业与学院的合作,使学生将学到的知识应用到实际,而实际的工作环境又让学生进一步加深对理论知识的理解和提高实践动手能力,为以后的职业生涯奠定了坚实的基础。另外,企业通过接收实习学生并通过短期培训就可以让他们基本适应岗位的需求,为企业节省劳动成本。企业还可以挑选优秀的实习生成为自己的员工,毕业之后直接进入企业,这样可以减轻企业招聘和培训的压力。所以,通过校企合作可以在一定程度上促进学院和企业的共同发展。

  焊接人员属于特种设备操作人员,因而企业需要其持证上岗。为了能快速适应岗位,大学生需要在学校就要获得上岗的一些必备条件。现在对于高职院校焊接专业的学生,人力资源和社会保障部有电焊工职业技能鉴定的资格证书,这是用人单位招聘和录用劳动者的主要依据,是境外就业和对劳务合作人员办理技能水平公证的有效证件。

  为了使更多的学生在求学期间就获得焊接操作的从业资格证书,教师在讲课过程中要把职业技能鉴定培训考试的内容融入到焊接专业的课程教学和实训教学体系中。此外,高校可以在考前举办相应的培训强化班,结合最新的考试大纲和历年考试真题,对大学生进行强化训练,提高考证过关的一次性通过率,而这种方式也可以为企业节省培训时间和成本,从而有利于实现学生、企业和学院三方的共赢。

  随着科学技术和经济的飞速发展,行业企业对高职院校焊接专业人才的培养模式提出了更高的要求。提高焊接教学质量,改变传统的教学模式和紧跟焊接就业市场的需求是高职院校的立足点。这就要求高职院校必须要不断总结和探索新的教学方式和方法,加强理论知识与实践操作的结合,力争培养出能够适应企业需求的高水平技术人才。

  [2]王建勋、蔡建刚.高职焊接专业教学内容与课程体系的改革与实践[J].电焊机,2012(10)

  [3]刘瑞军、曲芳、符蕾.基于高等职业学校专业教学标准推进专业教学改革的思考[J].辽宁高职学报,2013(2)

  焊接技术的兴起和不断发展,有效推动我国当前经济的发展,也加速了制造业的发展步伐,作为应用广泛的一项技术,当前经济飞速发展的状态下是否会出现窘境,值得我们深思,那么,焊接技术以后该如何发展才能真正适应经济社会的发展,焊接技术与现代科学技术之间结合会推动焊接技术自动化、安全化发展,有效促进经济的发展。

  在我国现在的经济水平下,人们的生活已经发生了很大的变化,人们对周围事物的质量、环保等各种问题的条件越来越高,在化工石油钢管道的焊接处理中,也需要不断提高焊接要求,以满足化工石油生产的需要。钢管道的焊接工艺也随着人们的需求和社会发展不断提高、改革,目前已经达到了焊接技术的自动化使用,来适应社会的不断发展,这一技术的发展和提高不单单有效促进了焊接技术的发展步伐,而且另一方面也带动了石油化工的快速发展,并且进一步充分利用现代计算机技术对焊接中的问题进行处理。当前我国的焊接技术已经有了很大的发展,有了全面、详细的研究。

  焊接技术是一项综合性较强的现代技术,目前,在石油化工钢管道焊接中已经引入了现代科技,促进了石油化工产业的发展。

  目前,焊接技术已经不仅应用于石油化工产业,还广泛应用在家电、海洋工程、机车、特种设备、桥梁、冶金、煤炭、航空航天甚至核能及电站等行业中,在广泛的应用中,显露着我国的现代科学技术,现代技术的发展业不断的促进着焊接技术的发展,进一步推动其他产业的不断发展。

  气体保护焊就是利用气体当做电弧的媒介,并对焊接区域和电弧焊用气体来保护,根据焊接材料的不同使用不同的气体作为保护焊的气体,就能够把气体保护焊分为两大种:⑴ 非熔化极(钨极)惰性气体保护焊。⑵熔化极气体保护焊。

  电阻焊是用两电极来把焊件压紧,加以电流,加热电流,将焊件接触面以及焊件临近区域产生的电阻热效应,一直到塑性状态或者融化,然后将焊件之间结合的一种焊接方式,这类焊接方式一般应用与电器电子、航空等行业中。

  螺柱焊接根据焊接的不同主要分为拉弧式和储能式,这两两个焊接方式有一个最大的共同点就是采用单面焊接的方式。螺柱焊接并不用穿孔的工序,因此采用螺柱焊接的方式焊接的材料既不漏气也不会漏水,也不需要再次对焊接面处理加工,减轻了一定的工序,操作技术性较强。

  磁控焊接技术是最近几年里随着现代技术的发展出现的一种高效焊接技术,磁控焊接采用的是对外加磁场进行对焊接的质量的控制。这类焊接技术最大的优势就是投入成本低、效益大、且操作简单,磁控焊接也凭借着缺陷极少的优势在焊接中占据了重要的位置,得到了广泛的使用。

  对不同的焊体、不同的焊接方式有不同的焊接工艺,这里就对石油化工合金钢管道的焊接进行具体分析:

  坡口处的焊接首先要用砂轮机对钢管要打磨,打磨后要用不锈钢丝刷进行清理、着色实验,并且还要用四氯化碳或者丙酮对坡口处在焊接前进行再一次清理。在焊接的过程中必须要保证施错变量小于0.5mm。

  焊接的过程要求在在清洁、无风的环境中实施,最好应该搭设装有焊接平台的工棚中进行,且工棚中的环境温度必须要高于5℃。

  (1)焊接过程中,要使用99.99%以上纯度的的氩气作为气体保护焊的内保护气体,且必须要保持到第三层焊接。

  (3)最大程度上加快焊接速度,尽量使用短弧焊避免横向开会摆动。且处于多层焊的阶段时时,层与层之间的层间温度都不应该高于100℃。

  (4)采用氩弧焊,处于打底后,或者是手弧焊的底层焊好后,就应该对焊接口着色打磨,及时清理焊口,仔细检查。

  目前我国的焊接材料的产量已经处于最高位置,然而在焊接产品的质量方面还与发达国家有一定的距离,在焊接技术的质量方面出现的问题主要有下面几点:①焊接材料的处理过程中缺乏专业的体系和技术,如筛选、检验焊接原材料、处理焊接材料的混合均匀度等。②焊条药皮密实度较差;③在对生产车间的环境治理方面采用敞开式生产方式,而国外采用密闭的方式来进行熔炼焊剂工作,这样就有效控制了焊接的外部环境,降低了外部环境的影响。

  因此,在今后焊接技术的发展,要着重对质量提高方面做出一定的研究,培养一定的专业技术人才,扩散焊接知识,利用现代化科学技术,有效促进焊接工艺的发展,提高专业技能。进一步利用新型技术人员,努力研发焊接新方法、设备等一切有利于提高焊接施工技术物件,促进焊接技术自动化发展,为我国焊接技术的发展提供动力,并有效促进制造业的发展,进一步推动我国经济的发展。

  焊接技术的快速革新发展,促进可以推动制造业的发展,而且可以有效促进经济的发展。同时还给人们的生活带来了更多的方便,焊接技术进入数字化、自动化时代,将又一次革新焊接技术的发展浪潮。对于焊接技术的发下,必须要进一步加大研发力度,开发适合现代化发展的新型焊接技术、方法、设备等,进一步促进焊接机械化、安全化、自动化发展,有效提高我国焊接技术,提高在焊接工艺方面的国际地位,有效推动制造行业的发展,促进经济的飞速发展。

  [2] 李晓延,武传松,李午申.中国焊接制造领域学科发展研究[J].机械工程学报,2012,(6).


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