自動焊接機范文
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導語：如何才能寫好一篇自動焊接機，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。
篇1
中圖分類號：TG43 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（a）-0000-00
汽車橫梁自動焊接機是用來實現汽車橫梁自動焊接而設計制作的，該焊接機主要是由焊機機身、工件夾緊和旋轉系統、焊機電源控制系統、氣壓傳動系統以及單片機控制系統組成。自動焊接機的硬件主要包括控制芯片、電機驅動芯片、伺服電機、液晶顯示器、電磁閥、繼電器及光電傳感器等，控制系統的設計主要包括這些硬件的選型和電路的設計。[1]
1 單片機選型與設計
自動焊接機控制系統的硬件選型首要是主控芯片的選型，在設計中我們只要芯片的功能大小滿足我們的設計要求并稍有贏余即可無須浪費資源增加成本，根據作者以往的學習和開發經驗，我們選用STC半導體公司12系列中資源較豐富的STC12C5A32AD作為本設計的主控芯片。該款芯片的I/O引腳、片內Flash和功能模塊全部符合設計要求，因此選用這款芯片還是比較合適的。它是單時鐘/機器周期的單片機，是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，但速度快8-12倍。
2 輸入信號采集電路設計
自動焊接機控制系統的信息采集主要包括，焊接前對焊縫類型和焊管尺寸、焊槍移動速度等相關參數運用一組按鍵進行輸入；焊接過程中對工件位置及焊槍位移等相關信息運用光電傳感器進行實時監控。
2.1鍵盤信號采集
鍵盤可以分為兩種，一種是編碼鍵盤另一種是非編碼鍵盤，非編碼鍵盤是通過軟件來識別閉合鍵的鍵碼。自動焊管機控制系統中也是運用的行列式非編碼鍵盤。行列式鍵盤是指將I/O口線的一部分作為行線，另外一部分作為列線，行列的交叉點用來設置按鍵。行列數的乘積數就是可以設置的按鍵個數，這樣的設計就可節省大量的I/O口線。
2.2 光電傳感器信號采集
光電傳感器的主要作用是用于位置的檢測，它是各種光電檢測系統中實現光電轉換的關鍵元件，它是將外界信息轉換成電信號的裝置，光電傳感器首先把被測量的信號變化轉換成光信號的變化，然后光電元件再將光信號轉換成電信號。這樣就可以將非電量轉化成電量。
控制系統的傳感器的公共電壓是24V，單片機的工作電壓是5V，所以傳感器的信號不可以直接接到單片機的相應引腳上，要借助于一些硬件電路或元器件來將24V的電壓轉化為5V的電壓，然后再接到單片機相應的引腳上。在實際的電子電路系統中，不可避免地存在各種各樣的干擾信號，若電路的抗干擾能力差將導致測量、控制準確性的降低。常見的信號隔離方法有光電耦合和變壓器隔離等，本系統設計采用光電耦合方式進行隔離，以消除模擬信號對數字信號的干擾。[2]
3系統輸出電路設計
3.1 氣動元件控制電路設計
電磁閥指在氣體或液體流動中受電磁力控制開閉的閥體，大量應用于液壓機械、氣動系統中。線圈不通電時，可動鐵心由于受到彈簧的作用而與固定鐵心脫離，閥門處于關閉狀態。當線圈通電時，可動鐵心克服彈簧作用與鐵心吸合，閥門處于打開狀態。這樣就控制了液體或氣體的流動，流體推動氣缸轉換為物體的機械運動，完成進給、往復運動。本系統就是通過電磁閥的通斷來控制各個氣動回路中的相應動作。
該驅動電路主要是由一個光耦、一個三極管、一個二極管和一個電阻組成。為了防止干擾需要進行信號隔離，采用了型號為817的光耦。光耦輸入端一個接5V電，另一端接單片機的信號輸出口，當系統需啟動電磁閥時單片機輸出端輸出低電平，此時光耦工作，光耦輸出端接三極管9013的基極上，三極管的發射極接地，集電極接電磁閥。光耦工作就會使得三極管也工作，從而導通電磁閥的接地端，電磁閥通電工作。電磁閥兩端反向并聯二極管IN4007，目的是為了防止反向感生電動勢燒壞三極管。
3.2 液晶顯示電路設計
液晶顯示模塊根據其顯示方式和內容的不同可以分為數顯液晶模塊、液晶點陣字符模塊和點陣圖形液晶模塊。其中數顯液晶模塊只能顯示數字和標識符號，液晶點陣字符模塊只能顯示數字和西文字符而點陣圖形液晶模塊即能顯示數字、西文字符還能顯示圖形。自動焊管機在信息采集時要進行圖形編輯故要選用點陣圖形液晶模塊。
LCD12864是一種圖形點陣液晶顯示器，它主要由行驅動器/列驅動器及128×64全點陣液晶顯示器組成。[3]
3.3串行接口電平轉換電路設計
自動焊管機根據用戶的實際需求，對一些參數或運行方式要作修改，這就要求控制系統可以和PC機進行通信，PC機與設備進行通信常采用RS-232串行接口，RS-232串行通信接口的結構比較簡單、技術相對成熟、且傳輸距離較遠，現用單片機一般也把串行通訊口作為一個標準接口集成在單片機內，STC單片機的串行接口是一個可編程的全雙工串行通信接口?？梢赃\用RS-232進行兩者的通信。
PC機的RS-232C串行通信接口與STC單片機的信號電平不一致，這就需要進行電平轉換，因此需設計一個RS232和TTL電平轉換電路，該電路設計借助了專用電平轉換芯片MAX232，該芯片具有兩路發送器和接受器，可同時進行兩組電平的轉換。MAX232共有16個引腳，其中VCC接5V電，還需外接5個電容進行電壓匹配和電源去耦。其中R1IN為RS232電平發送端，R1OUT為轉換后TTL電平接受端；T1IN為TTL電平發送端，T1OUT為轉換后RS232電平接受端。
通過MAX232的TTL和RS-232的輸入/輸出端口，自動調節單片機串口的TTL電平信號和RS-232的串行通信信號的電平匹配。
3.4電源電路設計
在控制系統的硬件電路設計中，電源的設計是必不可少的，電源的設計是一個系統系統工程，要對電源功耗、電源分配和電源管理監控綜合考慮。該控制系統單元電路較多且對5V電源的要求比較高，采用了芯片7805完成從12V到5V的轉換，作為單片機5V單元的供電。
用芯片7805組成的穩壓電源所需要的電路簡單，而且芯片內部還有過熱、過流和調整管的保護電路，采用TO-220 或TO-202封裝。實際使用方便可靠。7805有三個端子分別是輸入、輸出和公共端。由7805芯片完成由12V的電源轉化成5V電源的電路原理圖如圖3-4所示。必須特別注意的是，根據7805的工作原理可知，7805在電壓轉化過程中會產生熱量，所以要給7805加上散熱片。同時最好在7805的輸出端加裝一個濾波電容，容量在100UF/16V。
本系統的設計還涉及到傳感器信號采集與信號放大，其中放大器等部分需要用到±12V電源和±24V電源，因此根據設計要求增加我們采用開關電源，該開關電源是可以直接輸出兩種電壓值的電源。
參考文獻
[1] 吳林， 陳善本. 智能化焊接技g[M]. 北京： 國防工業出版社， 2000. 1-8.
篇2
一、自動焊接技術的工作原理
自動焊接技術是將焊接原理、自動控制原理、機械運動原理等進行了有機結合的一種加工技術，它實現了焊接過程的自動化。在自動焊接技術中，通過工件夾緊機構、脫料機構、焊槍夾緊機構、焊槍氣動調節機構等裝置完成了對工件和焊接設備的安裝與定位，再通過導軌床體、轉動機構、轉動轉臺、氣動尾頂滑臺機構等裝置實現了焊槍與工件的前后、左右、上下運動。
當前，自動焊接技術不僅采用了上述的各種原理和技術，同時大量運用了數字化技術和人工智能化技術，使得自動焊接技術向更高的一個技術平臺延伸。埋弧焊、等離子弧焊、激光焊、激光復合焊、MIG/MAG焊、TIG焊、機器人焊接等都是自動焊接常用的設備與方法[1]。
二、機械加工行業對自動焊接的需求
在當今這個科學技術如此發達的時代，以往那種手動焊接技術已經很難滿足時展的需要，隨著自動焊接技術的不斷發展，該技術對機械行業造成了非常深遠的影響，自動焊接技術已經成為機械加工領域中不可缺失的一部分。我國于五年前就已經成為了世界上最大的鋼材消耗國，用鋼量已經超過了2億噸，2014年我國的焊接材料生產總量為568萬噸，其中僅埋弧焊絲的產量占比約10.5%，59.6萬噸，年均增長率保持在10%左右。截止目前為止，從我國焊接領域的現狀來看，自動焊接及時滿足了機械加工領域中以下四個方面的需求。
（一）降低了人工成本
從企業的成本方面來講，自動焊接技術因其工作效率高，大大降低了人工成本。在當今這個人工成本高漲的時代，自動焊接技術大大緩解了企業的用人成本，因此降低了企業的投入成本。
（二）降低了焊接危害
焊接技術被人們認為是一種對工作者身體有害的工種，手動弧焊中產生的弧光、煙塵、高溫對人體的健康有著較大的影響，同時長時間的焊接操作對于工作者來講是屬于高強度的勞動。隨著自動焊接技術的應用，不僅降低了工作者的勞動強度，還進一步緩解了人工焊接對工作者帶來的壓力與危害。
（三）滿足了較高的焊接質量要求
對于高強度的焊接作業要求，如果僅僅是依靠人工手動來完成，焊接質量難以保證。隨著科學技術的不斷發展和人們對產品質量要求的不斷提高，對于需要焊接加工的產品也逐漸向精細化、多元化的方向傾斜。因此，自動焊接因其種種優勢取代了人工手動焊接。
（四）滿足了企業競爭的要求
隨著我國市場化經濟的不斷發展，企業之間的競爭力也在不斷的升溫，隨著機械加工與制造行業全球化的到來，一個企業焊接設備與焊接工藝的好壞直接決定了該企業的核心競爭力[2]。自動焊接作為一種高效、節能、環保的先進加工設備和工藝，無疑在很大程度上提高了企業的競爭力。
三、自動焊接在機械加工中的應用
自動焊接設備是一種具有較高自動化程度的焊接設備，屬于自適應控制類專機。它通過自身配備的傳感器與電子檢測線路，可自動跟蹤焊縫的軌跡導向，甚至還可以自動完成對焊接參數地設置與調整。此外，它還能夠利用諸如視覺傳感觸角傳感器、光敏傳感器等高等級傳感器，通過與計算機系統、軟件、數據庫的配合，實現對參數調整的智能化，且人工操作十分簡便。但是由于受到很多條件的限制，智能化焊接在實際生產中的應用較少 [3]。本文主要從自動化焊接專機與焊接機器人兩方面來探討自動焊接在機械加工中的應用。
（一）自動化焊接專機的應用
自動化焊接專機常用于一些大型設備的批量生產中，雙絲焊接是自動化焊接專機采用的主要焊接方式，比如在推土機的焊接生產中，雙絲焊接主要應用于主臂和車架的焊接。自動化焊接專機的使用大大提高了機械加工的生產效率，雙絲焊接的效率一般是人工單絲焊接的2倍，而且采用雙絲焊接，熔深較深，焊縫的力學性能更好。焊接自動化專機可用于直線、曲線等多種形式焊縫的焊接，焊接效率高，焊接過程中焊件的變形小，質量易于保障，適合大批量生產作業，同時還具有操作簡單、成本低廉、安全可靠等優點，在機械加工中的應用較為廣泛。自動化焊接專機具有很高的性價比。
（二）焊接機器人的應用
焊接機器人因其柔性化和數字化程度高、精度高、焊接質量穩定等特點，在機械制造企業的生產能力與競爭力方面起了非常重要的作用。焊接機器人在復雜的焊件中表現更為優異，它能夠滿足復雜焊接件的加工要求。
但是，由于焊接機器人成本高、操作難度大、結構復雜、價格高等特點，暫時還不能大規模地用于生產。另外，在采用焊接機器人進行焊接時的焊前準備工作，如組裝、打底焊等，還得借助人工操作的方式完成[4]。另一方面，由于焊接機器人無法很好的自動跟蹤焊縫，接觸尋位的效果也不盡人意，窄小空間無法施焊等缺點，焊接機器人在結構和功能方面還需要不斷進行研究改進。
篇3
Abstract： In this paper， the structure and operation principle of OTC manipulator are briefly introduced. Then， combining with the steel pipe and connecting seat welding example， welding principle and parameter control requirements of OTC manipulator are studied in detail to carry out useful exploration and practice for wide use of OTC manipulator in industrial field.
關鍵詞： OTC機械臂；自動化焊接工藝；參數控制
Key words： OTC manipulator；automated welding process；parameter control
中圖分類號：P755.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）18-0131-02
0 引言
橫梁鋼管與連接座為內外對接環焊縫，人工焊接內腔焊縫時，必須邊旋轉工件邊焊接，作業有一定難度，并且由于內腔熔池可見性差，很難確保焊縫質量達到生產要求。采用機器人施焊，首先能保證焊接質量，而且相比于人工焊接來說作業效率更高，因而機械焊接在近些年被廣泛用在工業生產中，特別是在軌道裝備制造業中取得了很好的應用效果。本文首先簡要介紹OTC機械臂的結構和動作原理，然后結合橫梁鋼管與連接座焊接實例，具體研究OTC機械臂的自動化焊接技術原理和參數控制要求，為OTC機械臂在工業領域的廣泛應用進行有益的探索和實踐。
1 OTC機械臂的結構和動作原理
OTC機械手臂又稱關節機器人，多數有6軸，6個關節可聯動、也可以單個的運動、也可沿著X＼Y＼Z三個坐標方向移動，從而實現三維柔性工作。如圖1所示，OTC機械手包括控制裝置、懸式示教作業操縱按鈕臺、操作箱和機器人主體等幾個部分。除此以外，機械手上還配裝了兩軸旋轉變位機，適用于350公里轉向架橫梁鋼管與連接座、橫向止擋座的焊接作業。
OTC自動化焊接機械臂的主體結構及動作原理如下：控制系統：由微型計算機和控制箱組成?？刂葡渲饕ê笜屛恢每刂颇０濉⑤斎?輸出接口電路以及功率動電路等組件；微型計算機不單單是指主機和鍵盤，還應該有配套的顯示器和輸入/輸出設備。
焊槍位置控制模板：焊槍位置由相應的機械電弧擺動模板、弧壓控制模板以及調控信號等組件進行調控。在管道360度自動焊接的過程中，操作員應該多注意焊槍位置，根據焊接需要隨時調整焊槍的位置。
焊槍焊接方式：用來調控焊接工藝參數的旋鈕由專用的焊接電源進行控制，調控按鍵主要分布在機頭或專門的箱盒內。在焊接時，可對照所需的工藝參數，用旋鈕和相應的按鍵進行參數調整。
2 OTC機械臂焊接工藝
經濟型點焊機器人適用于任務量和勞動強度較大、焊點分布相對簡單的工況，并且對作業環境不挑剔。通常要求焊接機器人的傳動精度要高于其周邊設備。要實現高效率焊接，需要兩個前提：一是下料精度要，產品一致性高，才能更好的實現自動化焊接。二是工件的裝配精度要高，裝配誤差小于焊絲的直接。
2.1 OTC機械臂自動化焊接操作流程
OTC機械臂自動化焊接的操作流程如圖1所示。
2.2 關鍵環節的設計
2.2.1 系統運動方式的確定
按照焊接要求，焊接機械臂須采用5軸聯動式運動模式。其伺服系統的旋轉、擺動部件通過快速步進電機的開環控制系統進行操控。開環控制系統構造單一，易于調整和維護，既經濟又實用。
2.2.2 執行機構傳動方式的確定
為確保主機傳動精度和作業過程的穩定性符合設計要求，應參考以下幾點來裝配設計機械傳動裝置：一是傳動元件和導向元件的摩擦系數盡可能最??；二是傳動間隙盡可能為零；三是傳動鏈不宜過長。通過適當縮短傳動鏈來提高傳動剛度，可有效縮小傳動誤差。實際作業中，可預緊執行機構來提高其傳動精度。常見的操作是在絲杠的承端進行軸向固定，同時借助預緊拉伸結構進行操作。
2.2.3 確定機械臂的整體結構及布局
①確定機械臂的外觀尺寸以及各局部結構的尺寸和結構布局。②將運動部件放開到極限自由度，對其位置進行調校。③確定控制系統、驅動部件和執行部件的間距及相對位置。
2.2.4 協調控制
按焊接要求對各機械臂和變位機進行操控，保持工件與焊槍的相對姿態，嚴防焊接過程中工件與焊槍之間發生磕碰。
2.2.5 精確焊縫軌跡跟蹤
機械臂的視覺傳感器和激光傳感器支持離線作業功能，焊接時應該擅用這一功能，通過激光傳感器跟蹤監控對焊縫的焊接過程，以實時調整機械臂焊接動作的柔性，特別是提高機械臂對復雜工件的適用性。通過視覺傳感器監控并統計焊縫跟蹤的殘余偏差，再通過對機械臂工藝參數進行補償來修正機械臂的運動軌跡，從而使機械臂的焊接精度更加有保障。
3 實踐研究――OTC機械臂在梁管焊接中的應用
下文以OTC機械臂在橫梁鋼管和連接座焊接工藝中的應用為例，對OTC機械臂的焊接工藝進行詳細論述。
3.1 坡口及焊縫型式
橫梁鋼管與連接座為對接雙面環焊縫，內側焊縫型式為5V，外側焊縫型式為10U。橫梁鋼管與連接座的坡口為對稱結構。
3.2 焊絲與保護氣體
橫梁鋼管與連接座的焊絲選用ISO 14341-A-G 42 4 M G3Si1，其化學成分和力學性能分別見表1和表2。
3.3 工藝參數及焊接順序
將橫梁管與連接座放在工裝內點固，點固四處，每點固30～40mm，點固后需將點固焊縫兩側打磨呈至少50°的斜坡，清除點固焊縫中存在的氣孔、表面裂紋等焊接缺陷。先用機械手對稱焊接橫梁鋼管與連接座內腔焊縫，背面清根后對稱交替焊接橫梁鋼管與連接座的打底層、填充層、蓋面層。保證層間溫度低于200℃，焊接參數如表3所示。
3.4 焊后無損探傷
為進一步檢測焊縫內部是否存在缺陷，需對焊縫進行無損檢測。磁粉探傷對于表面和近表面存在的裂紋、未熔合等面積型缺陷具有較高的探測度。射線探傷可以檢測出氣孔、夾渣等體積型缺陷，而且可以檢測出缺陷的具置、大小。橫梁鋼管與連接座焊接結束24h后進行100%表面磁粉探傷，要將焊縫表面打磨后再進行探傷檢測。檢測后發現焊縫表面沒有磁痕等結構缺陷，焊接質量達到了設計要求。
4 結束語
OTC機械手對于橫梁鋼管和連接座的內外環焊縫具有良好的焊接工藝性。焊縫表面成形美觀、均勻，焊接參數合理。機械手電弧跟蹤系統有助于提高焊接質量。打磨焊縫后進行磁粉探傷檢測，焊縫表面沒有磁痕和其它缺陷點，焊縫質量達標。本文僅僅針對OTC機械手對于橫梁鋼管和連接座的自動化焊接工藝進行了研究，實際上OTC機械臂在自動化焊接工業領域具有廣泛的適用性，在具體操作時需要結合實際工況對其技術參數進行適當調整，以提高其適用性。
參考文獻：
[1]田媛，平雪良，姚方紅，蔣毅.一種機器人管-板自動焊接方法的研究[J].機械制造，2015（12）：80-82.
篇4
關鍵詞：壓力容器 焊接自動化 前景展望
引言：
壓力容器在石油化工、能源工業、科研和軍工領域等各個方面都有著重要的作用。壓力容器的內部或者外部要承受來自氣體或者液體的壓力，需要較高的密封性來保證其使用安全，這樣就對壓力容器的焊接技術提出了高水平的需求。壓力容器焊接自動化技術不僅可以提高焊接質量、減少事故發生，還可以提高人員利用率、改善勞動條件，在壓力容器焊接工作中的應用有著十分重要的意義。
一、壓力容器以及焊接自動化技術的簡介
（）一壓力容器
壓力容器一般泛指在工業生產中用于完成反應、傳質、傳熱、分離和儲存等生產工藝過程，并能承受壓力載荷（內力、外力）的密閉容器，主要有圓柱形，也有球形或其他形狀。隨著化工和石油化工等工業的發展，壓力容器的工作溫度范圍越來越寬，容量不斷增大，有些還要求耐介質腐蝕。為了保證壓力容器在使用過程中的安全性，根據壓力容器的不同分類做出了等級劃分，對于危險程度較大的壓力容器提出了特殊要求。
壓力容器在制造過程中要經歷很多工序，其中焊接是非常重要的工序之一。對于不同的焊接工藝有不同的焊接方法，要根據材質、牌號、化學成分等具體情況來確定，之后再根據焊接方法制定相應的工藝參數。由于壓力容器造成事故后危害十分嚴重，所以要有嚴格的安裝檢驗要求，在制造、修理、安裝和改造時，需要加強焊接管理，提高焊接質量并按規范要求進行熱處理和探傷，同時加強材料管理，避免采用有缺陷的材料或用錯鋼材、焊接材料。
（二）焊接自動化技術
焊接是通過加熱、加壓，或兩者并用，使兩工件產生原子間結合的加工工藝和聯接方式。焊接技術的自動化程度已經成為了衡量現代國家科學技術和工業發展水平的重要標志之一。焊接自動化是采用具有自動控制，能自動調節、檢測、加工的機器設備、儀表，按照規定的程序或指令自動進行作業的技術措施。其目的在于增加產量、提高質量、降低成本和勞動強度、保障生產安全等。應用于現代的自動化技術主要是依靠計算機控制技術來實現的。焊接自動化技術是焊接結構生產技術未來發展的一個重要方向?，F代焊接自動化技術將在高性能的微機波控焊接電源基礎上發展智能化焊接設備，在現有的基礎上發展柔性焊接工作站和焊接生產線，最終實現焊接計算機集成制造系統。焊接自動化系統主要分為電弧焊自動化系統、電阻點焊自動化系統、微型計算機控制的焊接自動化系統和焊接機器人。
二、壓力容器焊接自動化技術的現狀
壓力容器焊接自動化技術主要受到硬件因素和軟件因素兩方面的影響。硬件因素是指壓力容器自動焊接的相關設備；軟件因素除了技術人員的素質外還包括將計算機技術、電子技術、自動控制技術以及信息技術等和壓力容器焊接領域有機結合而形成的焊接技術、人工智能技術及專家系統等.。
（一）當前壓力容器焊接自動化的設備
（1）逆變焊機
逆變焊機是目前國內外公認的最先進的焊機，是一種具有優良的焊接性能和電氣性能的新技術和新工藝機具，可對壓力容器的多位置使用不同的焊接方法進行焊接。逆變焊機在國外的應用程度較高，美國、日本已達到接近三分之一的程度。我國經過對逆變焊機的研究，目前已形成了三代產品，逆變頻率最高在20～30kHz之間。由于逆變焊機的獨特優勢，發展前景十分良好。
（2）全位置自動焊機
我國曾經從瑞典等國家引進過全位置自動焊機，在國內一些鍋爐廠進行使用。經過近年來的研究發展，我國自行研制出了多頭埋弧自動焊機和多頭MAG自動專用焊機，國內的許多鍋爐廠已經使用上了國產的專用成套焊接設備。
（3）現代焊接機器人
現代焊接機器人具有效率高、質量穩定等優點，在壓力容器焊接領域受到高度重視。焊接機器人采用離線CAD仿真編程，用計算機進行控制，大多是柔性自動化工作站或焊接生產線。隨著科技的進步，焊接機器人在我國逐步的廣泛應用，成為了未來焊接設備的發展方向。
（二）當前壓力容器焊接自動化的技術
（2）焊接方法
對不同材質和不同厚度的壓力容器進行焊接需要用到不同的焊接方法，常用的方法主要有氣體保護焊、埋弧焊、堆焊和窄間隙焊：
氣體保護焊電弧在保護氣流的壓縮下熱量集中，焊接速度較快，熔池較小，熱影響區窄，焊件焊后變形小，操作方便，有利于焊接過程的機械化和自動化；埋弧焊有焊接質量穩定、焊接生產率高、無弧光及煙塵很少等優點，使其成為壓力容器、管段制造、箱型梁柱等重要鋼結構制作中的主要焊接方法；堆焊技術有效的發揮了對焊層的作用，是一種優質、高效、低稀釋率的堆焊技術；窄間隙焊接技術已成為現代工業生產中厚板結構焊接的首選技術，其巨大的技術和經濟優勢決定了它是今后厚板焊接技術發展的主要方向之一。
（2）焊接控制
焊接自動控制技術在國際范圍內發展迅速，成為了現代焊接自動化的主要標志之一。已出現的一些現代高精度的自動控制系統，如最優控制系統、自適應控制系統及自學習控制系統等，在工業生產中得到了一定程度的應用。其中焊縫跟蹤是焊接自動化控制系統的一個重要組成部分，對實現壓力容器生產過程的焊接自動化意義深遠。
三、壓力容器焊接自動化技術的未來發展
我國壓力容器焊自動化接技術正在逐步的廣泛使用，總體技術水平相比于國際最高水平仍有一定的差距，在此方面的研究還有待深化。對壓力容器焊接自動化技術未來的發展依然分為硬件和軟件兩方面來進行分析。
（一）硬件
大多數焊接過程都需要一種特定靜態和動態性能的電源。未來的新型電源應具備高頻化、智能化和網絡化的特點，供能穩定，綠色環保。研制可用于自動化焊接過程新型電源是目前焊接設備的未來發展方向之一。
激光焊接是激光材料加工技術應用的重要方面之一。由于激光焊接設備價格昂貴，在壓力容器方面應用很少。但激光焊接自動化程度高，功率大，應用范圍廣以及無污染的等優點仍然不可忽略，有待于進一步研究。
此外，對傳統的焊接工藝設備進行智能改造，提高機械化和自動化水平，要加大焊接材料的研究力度，也亟需引進先進的科學技術，盡快與國際一流水平接軌。
（二）軟件
將人工智能技術引入到焊接設備形成了焊接設備的智能控制系統，這一領域具有代表性的焊接過程是模糊控制系統、神徑網絡控制系統和焊接專家系統。未來的具有智能性的模糊控制和神經網絡等手段可以滲透到焊縫跟蹤控制中，以增強非線性系統控制的準確性。焊接工程中專家系統的建立成為了智能化焊接設備的研究基礎。以焊接機器人為核心的柔性智能焊接自動化技術在將來也會得到廣泛應用，焊接專家系統的普及已是國內外公認的發展方向。
總結：
壓力容器焊接自動化技術涉及到了諸多領域，想要進一步的提高需要多門學科的密切合作綜合利用。壓力容器的制造材料在不斷更新，焊接技術的自動化也需要隨之進步，要充分的利用計算機技術、電子技術、自動控制技術以及信息技術實現焊接過程的高度自動化。對現有的焊接設備智能改造，提高技術人員素質，引進研發先進焊接技術，讓壓力容器焊接自動化技術邁入更高的層次。
參考文獻：
[1]黃石生，王秀媛，高向東.埋弧焊焊縫跟蹤控制系統及發展狀況[J].焊接，2000，（1）：8-11.
篇5
關鍵詞：自動焊接；預制；應用
中圖分類號：TP3 TQ0 文章標識碼：A 文章編號：1672-2310（2015）10-002-12
隨著信息技術的發展和自動化技術的提高，焊接自動化技術得到了快速的發展，在一些大型煤化工程中得到了廣泛的應用，而且其作用也愈來愈重要，極大地克服了人工焊接技術中的不足。自動焊接技術提高了管道焊接的效率和質量，減少了人工焊接的不足，促進了焊接技術的進步。目前一些智能化的自動焊接設備已經應用到了工程建設中，而且取得了良好的經濟效益，應當重視其應用的研究。
一、自動化焊接技術的意義分析
1.能夠提高焊接的效率
自動焊接技術雖然不能完全取代手工焊，但是其施工效率比較高，在工程建設中發揮了重要的作用。自動焊接機的應用能夠有效減少焊工的數量，特別是對于一些施工條件比較復雜的工程來說，自動焊接機的優勢更加明顯。自動焊接技術提高了預制焊接的效率，減少了預制的工期，對于提高工程進度具有重要的幫助。自動焊接技術應用到了一系列的信息技術，可以實現遠程控制，對于操作人員的技術要求來說低了很多。
2.焊接質量比較高
自動化焊接技術所形成的焊縫缺陷少，而且成形比較好，在焊接的過程中狀態比較穩定，減少了人工焊接中的干擾，克服了焊槍抖動等不利因素的影響。自動化焊接技術減少了人為影響的影響，最終提高了焊接的可靠性和穩定性，特別是在一些厚管壁管道中發揮了重要的作用。
3.減少了對人工焊接的依賴
自動化焊接設備能夠實現長時間的連續不間斷工作，這對于管道焊接具有積極的影響。同時自動化焊接技術的應用也減少了人工焊接的勞動強度，自動化焊接技術能夠按照操作系統的要求完成焊接任務，減少了焊接過程環境對工作人員的傷害，最終也降低了企業的生產成本。自動化焊接技術的應用也提高了焊接技術的適應能力，減少了焊接過程中的生產成本。
二、自動化管道預制焊接技術的應用探究
1.焊接前的準備
在管道預制焊接之前，應當應用管道繪圖軟件制作出符合管道預制需要的管道圖，以及管道現場安裝圖等。管道圖能夠幫助操作人員了解管道的下料和核算等，同時還能夠優化管道的設計，確保了管道的合理分段。管道圖焊能夠幫助操作人員了解預制焊道和現場施工焊道的位置，提前做好相關的準備，在保證焊接質量的前提下，最終降低工程的成本。一般的管道焊接圖包含了管段號、焊縫號、現場焊口位置以及直管下料尺寸等。通過管段設計，能夠提高管道設計的準確性和焊接的工作效率。在準備階段還需要準備相應的下料材料，常用的管道下料方式由氣割、電動切割機和鋸床等。在實際的應用中，鋸床的下料速度比較快，工作效率比較高，形成的管端面也比較好，而且粗糙度比較低，一般不需要再處理。在考慮到耗材、電費等成本方面，相對于相同管徑的鋼管，鋸床在焊口切割的費用方面比較低廉，而且優勢比較明顯。在管道預制焊接過程中，自動焊接機對管道的組對要求比較高，而且對焊接質量也具有重要的影響。所以在一般的焊接過程中往往會配備坡口設備，能夠有效保證管道的坡口質量，同時也提高了焊接的效率。在準備階段需要應用到坡口機，管道坡口加工的越規則就越容易進行焊接自動化，同時也提高了焊縫的質量，降低了返修率?？梢愿鶕煌墓艿辣诤襁x擇所需要加工的坡口形式，在同樣的坡口加工要求下，坡口機加工所形成的坡口比較光滑，而且加工尺寸準確，而氧乙炔所形成的坡口比較粗糙，需要進行后期處理；同時坡口機的加工效率比較高，應用的時間比較少，對于管道工程焊接具有重要的意義。
2.采用合理的焊接形式
在煤化工工程中應用到的大部分管道直徑在一米之內，在管道內部進行焊接施工不方便，所以一般應用單面焊或者雙面成形焊接工藝在管道外部進行焊接。在管道打底焊的過程中，容易受到多個因素的影響和干擾，例如焊接電流、坡口的角度、組對間隙以及焊接速度等。在自動打底焊的過程中，對坡口組對工藝的要求比較嚴格，現在推出了管道預制焊接線技術，能夠實現焊接工序的有效銜接，提高了管道焊接的質量。目前打底自動焊接技術是焊接自動化技術發展中的重點方向，需要進一步的加強其研究。埋弧自動焊能夠用來進行蓋面焊和填充焊，而且操作比較簡單，形成的焊縫質量也比較好，焊接效率比較高。在實際的應用中，可以根據不同的環境選擇針對性的焊接技術，一種是自動焊接工作站，另外一種是全位置焊接機器。管道預制工作站在焊接時不受施工條件的影響，能夠同時實現管道預制施工，減少了施工的工期。在操作的過程中由于設備比較先進，所以效率比較高，而且質量控制也比較容易，能夠確保焊接的質量。氣體保護自動焊接方式能夠完成管道預制焊接中的大部分工作，在工作的過程中轉動管道，焊槍相對固定，使焊接位置處于最佳的水平焊位置。氣動保護自動焊接技術相對比較簡單，容易操作，而且出現缺陷的概率比較小，焊接質量比較高，能夠提高焊接的效率。
3.焊接質量的檢驗
可以對應用埋弧自動焊填充和蓋面、以氬弧焊打底的焊接方法進行檢驗，結果發現這種方法具有比較好的經濟效益和生產效率。按照設計的要求，利用超聲波和X射線對焊縫內部進行探傷檢測，發現焊縫的內外質量合格率達到了98%以上，而一般的手工焊接技術的無損探傷合格率只有90%左右。在外觀方面，管道預制自動焊接所形成的焊縫外觀美觀。
三、自動化管道預制焊接技術的發展趨勢
1.智能化
隨著信息技術的快速發展，焊接自動化技術還將得到進一步的發展，焊接自動化技術將會和信息技術進行深度地融合，帶領焊接技術面向智能化方向發展。例如在管道預制焊接自動化中出現了比較先進的自動控制技術，基于PC端的控制系統和網絡控制系統等。而且焊接自動化技術還會進一步向更高的形式發展，例如圖像識別技術、焊接監控技術以及焊縫跟蹤技術等在自動化管道預制焊接中已經得到了廣泛的應用。目前全位置自動焊接技術對坡口和質量和組對的要求比較高，容易受到現場施工多重因素的影響，導致焊口難以滿足自動焊接的要求，需要研究智能化水平更高的焊接設備。
2.焊接技術將得到進一步地提高
自動化焊接技術將隨著人工焊接技術的進步而出現新的發展面貌，也會對自動焊接技術提出更高的要求。例如傳統的V形坡口被改為了焊接填充材料比較少的窄坡口，從而對焊槍的控制提出了更高的要求。為了發揮鎢極氬弧焊高質量的焊接優點，開發出來自動化的熱絲鎢極氬弧焊，從而對焊絲以及電參數的控制提出了比較高的要求。目前國際上還在進一步地研究激光焊接、攪拌摩擦焊接技術等，激光復合全位置自動焊接設備利用了激光穿透性比較強的優點，和熔化極氣體保護焊進行結合，能夠保證焊縫得到足夠的熱量，一般適用于厚度比較大的管道焊接。這些技術對于豐富自動化管道預制焊接技術具有重要的作用，目前一些高效率的自動焊接技術已經得到了廣泛的應用，例如單弧雙絲全位置自動焊，具有坡口小，速度快等優點。
3.重視自動焊接技術的投入
目前我國在自動焊接技術與西方先進國家相比，還存在比較大的差距，例如西方企業在管道自動焊接技術方面已經研發出了用途多元化的自動焊接設備，而我國目前只有在大口徑管道中應用了機械式內對口徑設備，國外這種類似的產品能夠滿足不同口徑的需要。目前我國企業在自動化焊接技術研究方面還處于比較起步的階段，技術水平相對比較低，需要進一步加強其資金投入。例如焊接材料對于焊接質量具有重要的影響，目前我國的焊接材料主要是以進口為主，其價格比較昂貴，嚴重影響了我國管道自動化焊接技術的發展。
結束語
自動化管道預制焊接技術提高了焊接的質量，減少了管道施工的工期，對于煤化工程具有積極的影響。自動焊接技術與信息技術的結合進一步提高了其工作的效率，其智能水平相對比較高，而且能夠適應不同焊接工件的需要，在實際的工程焊接中應用非常廣泛。自動化管道預制焊接技術所形成的焊縫缺陷比較少，焊接穩定可靠，不受人為因素的影響，減少了人工焊接過程中焊槍抖動所造成的弊端，在現代煤化工程中應用比較多。目前我國自動化焊接設備與西方企業相比還存在一些差距，需要加強資金投入，進一步提高我國自動化焊接技術的水平。
參考文獻：
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篇6
受大學招生“3＋X”制度的影響，對于一些學生來說，中學物理課程逐漸被邊緣化．由于十多年來的大學擴招，地方大學大量增加“機械設計制造”、“電氣工程及其自動化”等工程類應用專業，中學物理的許多概念又需要這些工程專業學生掌握，這兩者成為大學物理教學中的一對矛盾．把工程實例引入大學物理的教學中，可以促使學生愛學物理、會做物理、善用物理，幫助學生理解物理概念，提高物理教學的有效性［1］．胡海云等人提出在大學工科物理教學過程中結合工程實例的教學改革方案［1］，他們通過巧克力倉爆炸事故的實例幫助學生理解靜電場，通過旋轉實驗發生爆炸的實例幫助學生理解剛體旋轉勢能等案例教學方案對我們很有啟發．胡海云等認為：高質量的實例是教學成功的關鍵，這些例子最好是“真實”，而不是“假象”的或人為“設計”的，否則容易與實際脫節，達不到預想的效果．速度或速率是物理教學中非常重要且最基本的概念之一［3］．作者結合自己科研工作中遇到的自動焊接過程中焊絲的表達方程問題，建立了焊絲一邊以機械方式送進燃弧區一邊在電弧區燃燒的運動方程的實例，希望該實例可以加深對速度或速率問題的進一步理解．
2工程模型
按電弧電極是否燃燒，電弧焊可以簡單分為燃燒極電弧焊和非燃燒極電弧焊兩種．用于不銹鋼焊接的鎢極氬弧焊屬于非燃燒極電弧焊，最常見的用于鋼鐵工件的手工電弧焊接工藝屬于燃燒極電弧焊．在手工電弧焊工藝中，一個電極加在工件上，另一個電極加在焊槍上，焊槍再通過導電良好夾具連接焊條．焊接過程中，焊條既是電極，同時又被燃燒填充在焊縫中．自動埋弧焊工藝與手工電弧焊工藝的原理基本相同，主要的特點是用導電嘴取代焊槍；用很長（成卷安裝使用）的焊絲取代焊條．兩個電極一個加在工件上，另一個加在導電嘴上，見圖1．這樣就可以避免經常更換焊條帶來的麻煩，形成連續不斷的焊接，其焊接質量和焊接速度得到大大提高．焊絲一邊通過導電嘴被送絲機送到燃弧區，一邊在燃弧區不斷燃燒，兩者只有達到動態平衡，才能形成良好焊縫．如果焊絲送進過快，后果就是焊絲插入熔池，形成短路；如果焊絲送進過慢，電弧拉得過長而滅弧，正常焊接過程兩者都是不允許出現的．焊接控制器的作用主要是完成焊絲運動的動態控制，而建立正確的焊絲運動方程是實現良好控制的前提．
3焊絲運動速度的表達式
3．1以導電嘴為參照系的焊絲速度表達式從導電嘴測量焊絲的速度其表達式是最簡單的，假設在Δt時間內通過導電嘴的焊絲長度是Δl，則焊絲的平均速度S1可以表示為S1＝ΔlΔt焊絲的瞬時速度為S1＝limΔt0ΔlΔt＝dldt（1）.
3．2以弧長表達焊絲速度從工件角度觀察，焊絲的運動有兩個：一個是焊絲從導電嘴送出的速度S1，另一個是焊絲跟隨導電嘴沿焊縫行走的速度S2，S2實際上就是焊接速度．大部分情況下焊絲的上述兩個運動在方向上是垂直的關系，兩者的矢量和才是焊絲相對于工件的總速度，但這并不是本文要討論的重點，如果對工科學生深入討論是用速度還是用速率容易把問題復雜化．本文主要討論焊絲沿垂直于工件方向的運動．由于控制器是通過采集電弧電壓來控制電弧的穩定性，而電弧電壓又與弧長成正比關系．因此，了解弧長與焊絲運動的關系是后續建立控制方程的關鍵．電弧的弧長是焊絲頭部與工件之間的距離，與S2基本沒有關系．圖2是近弧區的示意圖，其中L代表導電嘴頭部與工件表面之間的距離，l1代表弧長，l2代表焊絲從導電嘴的伸出長度．保持L固定，則存在下面的關系：L＝l2＋l1或l2＝L－l1dl1dt＝－dl2dt（2）（1）首先進行靜態分析，即焊絲不燃燒情況下焊絲的運動與l1之間的關系．注意，這時l1還不圖2近弧區各種關系示意圖能說成是弧長．假設在Δt時間內由導電嘴送出的焊絲長度是Δl，在這種情況下，l1將縮短Δl，從0時刻的l1變為Δt時刻的l1＋Δl1＝l1－Δl．則焊絲的瞬時速度可以表達為S2＝－dl1dt＝dldt＝S1（3）上式說明，在電弧不燃燒情況下，從工件處測量的焊絲速度和從導電嘴處測量的焊絲速度相同．（2）現在分析動態情況下，即焊絲一邊在電弧中燃燒一邊從導電嘴送進燃弧區的情況下，弧長的變化關系．設Δt時間內焊絲被燃燒掉的長度是Δl2，由導電嘴送出的焊絲長度依然是Δl．在這種情況下，弧長從0時刻的l1變為Δt時刻的l1－Δl＋Δl2．在Δt時間內弧長的變化Δl1為－Δl1＝Δl－Δl2（4）可以這樣理解式（4）：假定在一定時間內（Δt），送絲機送入10mm焊絲，而電弧只燃燒掉9mm焊絲，則電?。é1）會縮短（上式Δl1為負系數）1mm．式（4）還可以表達為Δl＝Δl2－Δl1（4’）這種情況下焊絲速度的表達式為S1＝dldt＝dl2dt－dl1dt＝S0－dl1dt（5）.
3．3表達式的物理意義由于Δl2代表Δt時間內焊絲被燃燒掉的長度，公式（5）中的S0＝dl2dt表示焊絲在電弧中燃燒的速度．公式（5）的物理意義很明確：（1）當電弧長度恒定，即dl1dt＝0時，這時S1＝S0，表明送絲機送到燃弧區的焊絲速度恰好等于電弧燃燒焊絲的速度．正常焊接時屬于這種情況．（2）當電弧長度變短，即dl1dt≤0時，說明送絲速度過快，或焊絲燃燒速度過慢．（3）當電弧長度拉長，即dl1dt≥0時，表明送絲速度過慢，或焊絲燃燒速度過快．
篇7
關鍵詞:頁巖氣管道;成本控制模型;工程項目;焊接機組;“三位一體”
引言:
美國頁巖氣大規模商業化開發離不開其發達的天然氣管道，美國天然氣管線長達198．4萬千米，占世界天然氣管線總量的69．3%，擁有160多家天然氣管道公司。而中國天然氣管道僅為9萬千米，其中，中石油控制近80%。中國頁巖氣管網建設滯后嚴重制約頁巖氣的商業化開發進程。
一、我國頁巖氣管道建設現狀
頁巖氣管網基礎設施建設的空白一直都是中國頁巖氣開發的瓶頸。隨著頁巖氣四川宜賓中國最長民用頁巖氣管道、涪陵－王場的中國首條大口徑高壓力頁巖氣外輸管道，以及長寧－威遠的中國首條頁巖氣試采干線的相繼建成并運營，開啟了中國頁巖氣管道基礎設施建設的新篇章。但是，頁巖氣管道建設投資巨大且不可回收。涪陵－王場頁巖氣管道全長136．5公里，總投資逾18億元，平均每公里1319萬人民幣，而頁巖氣管道的建設成本(建筑安裝費以及設備材料費)占管網總投資的85%左右。由于我國頁巖氣多處于西南山地、丘陵地區，受地質和地形的影響，頁巖氣管道的焊接主要采用全自動焊和半自動焊兩種焊接方式。對于地形平坦、起伏不大的地段，主要采用全自動焊;對于丘陵、山區等地形起伏較大的地段，主要采用半自動焊。兩種焊接機組的投入數量的分配會直接影響主線路焊接施工成本的多少。
二、頁巖氣管道工程項目成本控制模型構建及應用
(一)頁巖氣管道施工成本控制模型的構建及算法分析
對于頁巖氣管道工程，管道主線路安裝施工(焊接施工)是整個工程施工的關鍵項目，是施工進度計劃的關鍵線路，同時也是工程產值最大、發生費用最高的環節。主線路焊接的施工成本主要包括:焊接機組的費用(人工費、機械費等)、管理費、臨時設施費、轉場費等，其中焊接機組的費用占總費用的80%－90%。因此，研究全自動焊和半自動焊機組投入數量的分配對于頁巖氣管道工程項目的成本控制非常關鍵。參數設置:施工工期t、實際成本z1、目標成本z2、管線總長度l，全自動焊接機組和半自動焊接機組投入數量分別為x1、x2，日平均焊接焊口數分別為ɑ1、ɑ2，每天成本分別為s1、s2設x1、x2為決策變量，引進正、負偏差量d+，d－，優先因子p1為在規定工期，完成施工任務;優先因子p2為實際成本不超過目標成本。
(二)頁巖氣管道工程施工成本控制模型的應用
用圖解法，求得:當x1=1，x2=2時，z1=6604．8萬，即在規定工期200天內完成焊接16000道焊口的任務，最低成本為6604．8萬;當x1=2，x2=2時，z2=5208萬，即最低成本為5208萬。因此，求得最優決策方案為:x*1=2，x*2=2，z*2=5208萬，即全自動焊接機組和半自動焊接機組各投入2個時，產生的施工成本最少，為5208萬。本項目實際投入了1個全自動焊接機組、6個半自動焊接機組，實際施工成本約為7605萬，超過了7100萬的目標成本，更是遠遠超過了5208萬的最優施工成本，造成了施工資源的嚴重浪費，降低了項目的整體效益。
三、頁巖氣管道施工成本控制存在的問題及原因
第一，焊接機組投入不合理。頁巖氣管道安裝工程中，最主要的施工資源是焊接機組資源，項目在實施前對工程現場實際情況、工作效率等因素考慮不周，事前測算不合理，導致施工時焊接機組不能正常運轉，造成資源浪費，成本增加;第二，資源統籌規劃不科學。頁巖氣田一般位于西南山區，地形地貌復雜導致施工作業面不飽滿，再加上西南地區雨季的影響，造成部分焊接機組人員、設備閑置，窩工現象嚴重;第三，成本過程控制不到位，由于頁巖氣管道建設時間緊、任務重，因此，主要考慮工期進度，沒有施工成本的監控和糾偏，沒有對施工過程的成本進行有效控制。
四、頁巖氣管道施工成本控制的對策
(一)建立“三位一體”頁巖氣管道成本控制體系。
成本控制體系內容的“三位一體”包括成本預測、成本計劃以及成本控制。在頁巖氣管道工程投標階段以及施工準備階段，作好項目成本預測;編制詳細的頁巖氣管道工程項目成本計劃，為整個項目的成本起到指導性和綱領性的作用;加強成本控制，及時準確的核算成本，并與成本預測和成本計劃進行比較，適時調整成本計劃或者施工方案，爭取成本最低，同時使成本預測和成本計劃更加趨向合理。成本控制體系結構的“三位一體”主要指項目前期、中期和竣工期的成本控制。項目前期的主要工作是成本預測和成本計劃，中期主要是成本控制，竣工期主要是成本控制總結，吸取經驗教訓。成本控制體系的內容和結構相輔相成，在每一個階段對應一定的任務，切不可忽略兩者的關聯性。
(二)設立資源統籌分配管理工作組。
頁巖氣管道工程項目資源分配管理工作組的人員構成應該堅持跨職能、跨部門的多元化原則。其主要職能是綜合分析資源現有量和需求量之間的關系，堅持項目效益最大化原則，公平合理的分配資源。在這個過程中，工作組要考慮的因素有本項目實際工作量、供貨計劃和工期要求，并且要參考類似頁巖氣管道項目實際施工效率，綜合考慮各個部門的需求和資源現有量，統籌規劃資源，合理分配人員、設備，盡可能的讓有限的資源發揮無限的作用。
(三)開展“多元化與專業化”相結合的交流與培訓。
頁巖氣管道建設企業可以通過與高校、科研機構及同行業人員交流學習，彌補在成本控制方面的不足以提高核心競爭力。此外，還需在頁巖氣管道工程的成本控制體系中分階段、有重點的加強對施工人員的培訓。在項目施工前期提高施工人員的成本節約意識;在施工時從實際操作出發，提高施工人員技術水平，達到節約成本的目的;在項目竣工期，總結反思，對優秀的人員進行獎勵，從思維和技術兩個方面達到控制成本的效果。結論:頁巖氣管道建設成本控制存在的問題已經影響了頁巖氣管道建設的進程，尤其是頁巖氣管道建設工程項目資源統籌分配缺乏有效的管理制度和方法造成成本管理失控，建立三位一體成本控制體系可以有效保障成本控制目標的實現。(作者單位:中國石油大學(華東)經濟管理學院)基金項目:中國石油大學(華東)研究生創新工程資助項目:頁巖氣聯絡線建設的優化規劃模型及算法研究(YCX2015056)
參考文獻:
篇8
【關鍵詞】高職；焊接；教育改革
現在船舶行業的快速發展，船舶焊接所需的人才越來大，但是目前在崗工人大多是初中畢業生或者是八十年代末期的技校畢業生，知識和技能水平偏低，只能從事簡單的焊接操作，對于先進設備的操作和新技術的應用顯得力不從心，同時我國焊接生產一線嚴重缺乏高素質技術人才。我院高職焊接技術及自動化專業（以下簡稱焊接專業）人才規格定位：不僅能操作，還應讀懂圖紙、制定工藝參數、安排生產工序、分析工件焊接缺陷產生的原因、確定修復工藝、熟悉產品質量檢驗標準與方法等。造船焊接技術是現代船舶建造工程的關鍵工藝技術。在船體建造過程中，焊接工時占船體建造工時的30%～40%，焊接成本約占船體建造成本的30%～50%，焊接生產效率是影響船舶建造周期與生產成本的主要因素之一。因此，焊接技術進步對推動船舶工業或其他行業的發展具有十分重要的意義，培養越來越需要具有綜合職業能力和全面素質的、直接從事生產、技術、管理和服務第一線的應用型、技能型的高級實用人才是非常重要的。為此，擔負這一類人才培養任務的高職教育，必須切實加強實訓教學的改革和建設。
1.適應行業發展的需要，學習先進的焊接技能及理論知識
隨著社會科技的進步，對于焊接技術而言“高效焊接”越來越多的出現在我們的視線中。高效焊接方法主要指熔敷效率高、焊接速度快、操作方便且易于實現自動化的焊接工藝方法。高教焊接工藝方法的共同特點是生產效率高、焊接質量好、節約能源。在中國造船工業中，常用的高效焊接方法有：鐵粉焊條手工焊、下行焊、重力焊、藥芯焊絲CO2 焊、多絲埋弧焊、垂直自動氣電焊等。推廣應用低成本自動化焊接設備及技術，并在此基礎上組建平面分段自動裝焊流水線，從而可望進一步提高產品的生產效率。
2.教學改革，在教學內容、方式、方法、考核做出調整
一基礎知識以夠用為度，三學制的培養周期短，要培養出合格的高技能人才，就必須注重專業知識的學習。
二是課程內容改革，將社會需求量大、技能要求高的焊條電弧焊技術、氣焊氣割技術、C02 氣體保護焊技術單列出來，作為核心課程和核心技能。重點學習《焊接結構生產》、《焊接方法與設備》、《焊接生產檢驗及管理》、《材料焊接性》、《金屬材料與熱處理》、《焊接專業英語》等，在學習過程中大量采用案例教學，突出針對性和應用性，強化新工藝、新技術、新設備的實際應用，組織編寫相關課程的實驗指導書、課程設計、生產實習和畢業設計指導書。英語越來越多的應用于焊接領域中，特別是船廠。
三是改革考核方法，在考核中采用開卷和閉卷相結合、理論考試與技能考核相結合、書面考試與答辯考試相結合的方式，把考核重點放在專業實踐能力和創新能力上。
四是改革理論教學與實踐教學環節，注重焊接技術應知應會，增加專業技能實訓，強化焊接操作技能訓練，培養焊接技術高等技能操作和技術性工藝規程編制人才并取得相應的資格證書。
3.專業實踐能力的培養
焊接專業畢業生的工作崗位歸納為焊接工藝員、施工技術員、焊接檢驗員、產品推銷員，所以要找到適合對焊接專業學生的實踐能力的培養的方式。制定了適合于焊接專業實踐能力培養的可行性方案；學生的實踐技能得以提高，動手能力增強。
第一是對學生基本焊接實踐技能的培養。該技能培養主要安排在大一學年的第二學期進行，此時學生正在進行專業知識的初步學習，通過實踐技能的培養將能進一步掌握所學習的內容。
第二現是對現代焊接技術的掌握和軟件培訓。該技能培養主要安排在大二學年進行。通過半的專業知識的學習，學生已經對焊接專業的絕大多數理論課進行了較為系統的學習，因此，該階段實踐能力的培養一方面側重于現代焊接技術的掌握，包括埋弧自動焊、C02氣體保護焊、鎢極氬弧焊、激光焊，以學生掌握技能為目標，在實訓教學中加以滲透，并考取相關的資格鑒定證書如中級焊工證、CCS焊工證等，從而提升學生在就業時的實力。
第三是對綜合實踐技能的培養。該技能培養主要安排在大三學年的第一學期進行，借助于?？飘厴I設計，來提高學生的綜合實驗技能，為學生將來從事焊接工藝員、焊接檢驗員打下堅實的基礎。
4.增強實訓基地師資建設力量的投入
篇9
關鍵字：鍋爐壓力；容器焊接；自動化技術；應用；
中圖分類號：X933文獻標識碼： A
前言：鍋爐如今在諸多領域內得到了廣泛應用，可以通過熱能加熱成為蒸汽或熱水，將熱能提供給人們日常生活和工業生產，不僅可以方便人們的日常生活和生產，在船舶、火電站、工礦產業領域內，也有著較大的意義。而壓力容器則是具有特定工藝功能的機械設備，可以對一定工藝進行承受，通常在工業生產中應用，并且應用到其他的諸多領域，如換熱容器、反應容器等都是壓力容器。鍋爐壓力容器對于國民經濟的發展做出了突出的貢獻，但是如果出現了鍋爐壓力容器事故，就會威脅到人們的生命財產安全，不利于社會的和諧發展。針對這種情況，就需要對鍋爐壓力容器的焊接工藝和質量管理產生足夠的重視，嚴格控制質量，延長鍋爐壓力容器的使用壽命，促使其能夠更加安全可靠的運行。通過相關的調查研究表明，如今出現的鍋爐壓力容器事故，很多都是因為焊縫問題和焊接質量問題，因此，要想促使鍋爐壓力容器運行質量和壽命得到提升，就需要嚴格控制焊接工藝質量。
一、鍋爐壓力容器的焊接工藝與工藝評定
通常情況下，在焊接鍋爐壓力容器之前，工藝評定都是必須要有的步驟，準確評定焊接工藝的正確性，以便充分保證焊接質量。具體來講，焊接工藝評定指的是依據國家的相關規范和要求，來試驗和檢驗評定試件，如焊接方法、焊接材料、接頭形式等。在評定焊接工藝的過程中，焊接責任工程師需要對評定任務嚴格審核和批準，結合評定任務書，焊接工程師來科學編制評定任務書，焊接責任工程師來對其審核批準，實施工作由焊接實驗室來完成。結合評定指導說明書，焊接技術人員來評定試件的焊接工藝，然后科學檢驗試件的力學性能以及無損探傷試驗，匯總歸納相關資料之后，對評定報告進行填寫，審核發現沒有問題之后，就可以進行焊接生產，如果在審核批準過程中出現了問題，那么就需要重新對其評定。
二、壓力容器焊接設備研究進展
1、窄間隙埋弧焊
窄間隙埋弧焊在我國的應用由來已久， 自1985 年從瑞典引進第一臺開始就應用至今。20 多年的生產經驗表明，厚壁容器對接焊的最好選擇便是窄間隙埋弧焊。多年來，國內外為提高窄間隙埋弧焊效率而相繼推出了串列電弧雙絲窄間隙埋弧焊，但是一直都未得到普遍推廣。這主要是由于操作難度增加了，并且交流電弧的焊道成形不佳，在應用成很容易引起焊縫夾渣。而就在最近， 美國林肯公司向我國市場推出了一種埋弧焊電源，可以對交流波形參數任意控制。這種由計算機來控制的埋弧焊電源，能夠促進串列電弧雙絲埋弧焊在工藝參數上達到最佳組合，積極推動了串列電弧雙絲窄間隙埋弧焊的應用。
2、焊接工藝監控技術
工藝環節對焊接質量的優劣有很大影響，尤其是工藝時的試驗與評定、實施與監控，以及焊后的檢查這三個環節。其中試驗與評定和檢查這兩個環節，目前國內已具備成熟的方法與標準。但是對于實施與監控環節，在當前仍屬于宏觀失控的狀態。所以，經常會出現因為焊工技能水平不合格，以及工藝紀律未能有力執行，從而造成返修的情況。特別是焊接接頭部位內在性能持續不高的現象普遍存在。在目前的市場經濟條件下，制造產業面臨前所未有的生存壓力，所以在競爭中他們盡可能降低成本或縮短周期。然而焊后的無損檢測卻僅僅是消極的事后控制，其關鍵應當是對施焊過程的質量監控。伴隨著社會經濟的發展，對焊接質量的要求也越來越高，例如西氣東輸這類龐大的工程，在管道施工和大型球罐安裝時，由于可能造成的事故危害大，因而對質量要求非常嚴格。質量控制單位在對焊接質量進行監測時必須要借助微機監控裝置來完成，從而確保施工質量。
三、 焊接材料的推廣應用
1、開發新型焊接材料
一直困擾工藝過程中的一個難題是不銹鋼材質在打底焊接時背面容易氧化，長久以來的做法是對背面做充氬保護。但是由于有的容器較大、管道較長，有的容器背面沒有充氬空間，這種情況下會造成氬氣的大量浪費卻達不到預期效果，反而使成本增加了。因而新型焊接材料的開發勢在必行。目前市場上推出的藥芯焊絲和鐵粉焊條都是比較好的。
2、 焊接自動化進展
在20 世紀80 年代中期， 一些發達國的焊條數量就占到焊材的50%，到本世紀初，大部分歐美國家以及日本消耗的焊條占到焊材比例不到20%。這表明發達國家的自動化焊接在整個焊接工作量中占到80%以上。近些年，在我國部分企業中，焊接自動化和半自動化率達到了70%左右，但就全國來說，整體占有率卻在百分之五十以下。但我們依然可以發現，焊接自動化進展速度明顯加快，預計接下來的幾年就可達70%以上。3、 焊材品種的更新由于鋼鐵冶煉和軋制工藝的發展，在今后一段時間里，諸如建筑結構鋼、壓力容器鋼、橋梁鋼、低溫鋼等一些低合金高強鋼，都慢慢朝著“低碳化、微合金化和細晶化”的方向發展，鋼材實物水平將達到國外的領先水平。目前已經有單位和設計院提出，焊縫金屬中的雜質含量應接近鋼材實物水平， 其沖擊韌度也要與鋼材實物的水平相當，不能單純按照國家標準選購焊接材料。
四、環保型焊接材料的推廣
上世紀中期開始，日本就已開始低塵焊條的研制，在研制后的一年內并沒有推廣應用，這主要由于相比同類焊條，其性能較差。到了70 年代后期，日本再次研制出了新一代低塵焊條，此次推出的焊條在工藝性能上已接近于同類焊條，并且發塵量也減少了40%左右，從此，低塵焊條在日本開始實用化。
但在20 世紀末，日本在造船、橋梁和重型機器時卻沒有使用低塵焊條。這主要由于低塵焊條的價格過高、工藝性能仍稍差、壓涂性能較差、焊接后煙塵依然很高。因而一些歐美焊材企業認為，開發低塵焊條實用價值并不明顯，都沒有進行這方面產品的開發。
我國在20 世紀70 年代就開始研究低塵焊條，但也未能得到推廣應用。因為國內一些單位在實驗過程中得出：大幅度使煙塵發生量降低，對低塵焊條的其他性能容易造成較大影響。
五、展望
在未來一段時間內， 壓力容器焊接技術的發展趨勢主要表現有：新鋼種的焊接工藝完善，焊接材料朝自動化方向發展，焊接接頭的性能提高，尤其是藥芯焊絲的產品比重上升。焊接技術現代化的一個重要標志即是焊接工藝及裝備的現代化，這也是保證焊接產品高質量的一個重要因素。在今天高新技術飛速發展的環境下。焊接技術應當引進現代高新技術，以此加速實現工藝及裝備的現代化，建立焊接數據庫和專家系統，促進焊接生產實現現代化管理，以及智能控制焊接過程，大大提高焊接技術水平，使焊接質量和生產率也得到提高。
無論是焊接行業的哪個領域，焊接質量和提高以及成本的降低都應該是重視的問題。因而企業應當積極開發和采用先進的現代化焊接技術，并對產品質量加強管理，研制并采用先進的監控技術來確保產品的質量。在焊接質量保證的基礎上，采用現代化管理和先進的技術使成本降低，從而提高企業競爭力。這是未來壓力容器焊接技術的發展方向。
總之，隨著鍋爐技術在工業生產中占據的位置越來越重要，所以只有不斷加大鍋爐自動化的水平，才能更好的促進工業的發展，為我國現代化工業發展做出巨大的貢獻。
參考文獻：
[1]范逸. 鍋爐壓力容器焊接自動化技術和應用[J]. 辦公自動化,2014,01:61-62+50.
[2]谷峰. 壓力容器焊接自動化技術的現狀與發展[J]. 化工管理,2014,08:127.
篇10
【關鍵詞】 管道焊接 施工技術管理 工藝要點 管理措施
在我國經濟快速發展的背景下，管道工程逐漸發展擴大，成為了諸多行業的一項重點工程，尤其是在能源、化工行業中，管道工程的質量直接影響到最終的生產。而焊接施工又是影響管道工程質量的關鍵環節，因此在實際工程中必須加強焊接施工技術管理，保證工程建設質量。
一、管道焊接施工工藝要點及管理特點
1、工藝要點。隨著相關科技水平的不斷提升，管道焊接施工出現很多新技術、新設備，這極大推動了管道焊接施工的進步發展。在目前的管道焊接施工中，多使用逆變式焊接機展開施工，在實際運用中，這種焊接機表現出了作業效率高、速度快、質量好的優。但是，在實際的施工中，有幾個要點也需要注意。一是焊接方式的選擇，這一般可以根據管口組對的間隙情況來確定，若間隙較小，則適宜使用逆變式焊接機進行施工作業。若是施工作業環境比較復雜，無法容納焊接機進行施工，則可以選擇手工電弧焊進行焊接施工，如此可以保證焊接施工的強適應性以及靈活性。二是在實際焊接施工中，需要根據設計方案確定合理的焊接作業計劃，加強技術交底，保證焊接作業計劃的可行性與可靠性。三是需要嚴控焊接作業質量，對管線、作業順序、工藝等全部進行詳細標注，以保證焊接施工有序開展。
2、施工技術管理特點。管道焊接施工技術管理在實際的工程中表現出了多方面的特點。首先，焊接手段多樣化，對焊接工藝的最優性確定存在困難。由于焊接作業技術手段多樣，在同一作業環境中，適用的焊接技術工藝往往不止一種，如何從中確定最佳工藝較為困難。其次，焊材性能多樣，選擇難度大。焊材的種類很多，除了常規的低氫型焊條、纖維素型焊條、自保護藥芯焊絲等，還有一些其他不常見的焊材類型，其適用范圍存在很多較差，判斷標準也存在較大差異，這就給施工技術管理造成了很大難度。最后是管道焊接施工的環境多樣，往往難以實現現場監督管理，這就使得現場施工的技術管理難以到位，容易留下質量問題。
二、管道焊接施工技術管理的對策建議
2.1對作業人員加強管理
作業人員是管道焊接施工的重要構成因素，人員因素會對焊接施工的質量產生較大影響。因此在實際的施工過程中，需要加強對作業人員的技術管理，確保施工活動能夠取得優良的效果。首先，需要加強對作業人員的素養審核，保證焊接施工人員能夠對焊接工藝產生足夠的認識，并且具有良好的職業素養。其次，應該在施工現場對作業人員展開管理，對其在現場施工中的各種行為全面控制，避免出現影響施工質量的不良行為。
2.2嚴格焊接施工工藝選擇
鑒于當前焊接施工工藝種類繁多的情況，在實際的管道工程中需要加強對焊接工藝的選擇，不論是自動焊接，還是手動焊接，都應該視具體情況而定。首先，需要對焊接作業對象進行分析，明確其適合的焊接工藝有哪些。其次根據焊接作業環境，從適合的工作中選擇作業方便、質效較高的工藝。最后，結合施工需求，詳細設計作業計劃，確保后續施工合理開展。
2.3規范焊接施工操作
施工操作是管道焊接技術管理的重點所在，需要結合選擇確定的焊接工藝，在實際焊接作業中加強對操作的規范管理。比如，在自動焊接方面，往往是通過焊接機實施焊接作業，像閃光對焊機、逆變式焊接機等都是實現自動焊接作業的優良手段。實際操作中，就需要加強對焊接機的控制，同時做好檢修養護，保證焊接質量。
2.4焊接要點的控制
在管道焊接施工中，存在一些技術要點。對這些技術要點加強管理控制，是保證焊接作業達到預期效果的關鍵。首先，熱焊層與填充層的質量控制是應該注重的焊接要點。熱焊層容易出現燒穿、夾渣等問題，填充層容易出現夾渣、氣孔等問題，這些都需要在實際施工中加強控制。其次，焊層間的溫度需要進行控制，嚴格按照焊接規范進行管理。層間溫度應該在焊接工藝標準規范下實現合理控制，各層之間的溫度都必須高于標準值。在實際施工中，需要安排專門的技術人員對層間溫度進行測量。一旦溫度降低到標準值以下，則需停止焊接施工。對其加熱至標準值以上之后，才能重新開始焊接。同時，還需要注意焊縫的處理，確保其滿足施工要求。
三、結束語
管道焊接施工涉及要點較多，不論是材料選擇、工藝確定還是作業控制，都是實際施工中應該注意的關鍵環節。因此，對于相關人員而言，需要加強這些方面的技術管理，盡可能提升管道焊接施工質量。
參 考 文 獻
