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序論：在您撰寫自動焊接技術論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
1焊接小車
焊接小車是實現自動焊接過程的驅動機構，它安裝在焊接軌道上，帶著焊槍沿管壁作圓周運動，是實現管口自動焊接的重要環(huán)節(jié)之一。焊接小車應具有外形美觀、體積小、重量輕、操作方便等特點。它的核心部分是行走機構、送絲機構和焊槍擺動調節(jié)機構。行走機構由電機和齒輪傳動機構組成，為使行走電機執(zhí)行計算機控制單元發(fā)出的位置和速度指令，電機應帶有測速反饋機構，以保證電機在管道環(huán)縫的各個位置準確對位，而且具有較好的速度跟蹤功能。送絲機構必須確保送絲速度準確穩(wěn)定，具有較小的轉動慣量，動態(tài)性能較好，同時應具有足夠的驅動轉矩。而焊槍擺動調節(jié)機構應具有焊槍相對焊縫左右擺動、左右端停留、上下左右姿態(tài)可控、焊槍角度可以調節(jié)的功能。焊接小車的上述各個部分，均由計算機實現可編程的自動控制，程序啟動后，焊接小車各個部分按照程序的邏輯順序協調動作。在需要時也可由人工干預焊接過程，而此時程序可根據干預量自動調整焊接參數并執(zhí)行。
2焊接軌道
軌道是裝卡在管子上供焊接小車行走和定位的專用機構，其的結構直接影響到焊接小車行走的平穩(wěn)度和位置度，也就影響到焊接質量。軌道應滿足下列條件：裝拆方便、易于定位；結構合理、重量較輕；有一定的強度和硬度，耐磨、耐腐蝕。軌道分為柔性軌道和剛性軌道兩種。所謂剛性軌道就是指軌道的本體剛度較大、不易變形，而柔性軌道則是相對剛性軌道而言。兩種類型的軌道各自有各自的特點。剛性軌道定位準確、裝卡后變形小，可以確保焊接小車行走平穩(wěn)，焊接時焊槍徑向調整較小，但重量較大、裝拆不方便。而柔性軌道裝拆方便、重量較輕，精度沒有剛性軌道高。
3送絲方式
送絲的平穩(wěn)程度直接影響焊接質量。送絲方式可以簡單分為拉絲和推絲兩種方式。拉絲時焊槍離送絲機的安裝位置較近，焊接過程中焊絲離開送絲機后受到的阻力較小，因此可以保證送絲過程平穩(wěn)，但送絲機和焊絲盤均須安裝在焊接小車之上，增加了焊接小車的重量，給人工裝拆增加了困難，重量增加還容易造成焊接小車行走不平穩(wěn)。使用直徑為0.8mm或1.0mm的小盤焊絲（重量約為5kg）減輕了焊接小車的重量和負載，又使得焊接過程容易控制，但對焊接效率有一定的影響。采用推絲方式時，將送絲機構安裝于焊接小車之外，減小了焊接小車的體積和重量，可以使用大功率的送絲機和直徑為1.2mm的大盤焊絲（重量約為20kg），從而提高焊接效率。然而，由于推絲時送絲機離焊槍較遠，兩者之間須有送絲軟管相連，當焊絲被連續(xù)推送到焊槍嘴處時，焊絲受到的摩擦阻力較大，而且，焊接過程中送絲軟管的彎曲度對送絲的平穩(wěn)程度有一定的影響，嚴重時造成送絲不暢，因此使用推絲時須充分考慮述因素。
4焊接工藝的選擇
目前，除采用手工焊接外，管道焊接較多的是采用埋弧自動焊接工藝和氣體保護焊工藝。
埋弧自動焊有焊縫成型好、焊接效率高、焊接成本低等特點，對于管道施工而言，埋弧自動焊可用于雙管聯焊，簡稱“二接一”，即焊槍固定在某一位置，管子轉動。顯然長距離管道焊接時不可能讓管子轉動，因而“二接一”只能用于管子的預制。如果管道全位置自動焊采用埋弧焊工藝，那么焊接裝置上必須配加焊劑的投放、承托與回收機構，使得焊接裝置的結構變得較為復雜，給操作與裝拆帶來不便，而且增加了行走小車的負載，影響小車行走的平穩(wěn)性。埋弧焊一般采用粗焊絲、大電流的焊接方式，用于全位置自動焊可能會由于熔敷率較高出現熔滴下垂、流動等焊接缺陷，影響焊縫的成型與質量，因此將埋弧焊應用于管道全位置自動焊接實現起來困難較大。
采用藥芯焊絲加氣體保護的焊接工藝，若是多遍成型，則每次焊縫表面清渣費工費時；若是強迫成型，則須配加一個與焊槍一起運動的成型銅滑塊，并通入循環(huán)冷卻水，可以大大提高焊接效率，這樣一來不僅焊接裝置的結構復雜，而且重量增加。因為藥芯焊絲的價格較高，同時還要解決保護氣體的氣源，所以焊接成本較高。單一使用自保護焊絲，雖然節(jié)省了保護氣體，但存在清渣困難問題。
采用實芯焊絲加氣體保護的焊接工藝，若是多遍成型，則焊接過程可簡單分為打底、填充、蓋面三個階段，無須對焊縫表面進行清理而直接進行下一道工序，但焊接速度相對強迫成型而言慢一些。保護氣體一般為純二氧化碳氣體、二氧化碳和氬氣或二氧化碳和氧氣的混合氣體。二氧化碳和氬氣的混合氣體可以使得焊接時的電弧燃燒穩(wěn)定、飛濺較小，但在野外施工時氬氣氣源難尋、價格較高，從經濟方面考慮，在焊接輸油管道時，最好盡量使用純二氧化碳作為保護氣體。在有條件的地區(qū)施工，使用二氧化碳和氬氣作為保護氣體較為理想。
5控制方式
焊接自動化技術一直是工業(yè)生產中的重點技術，隨著時間的推移和其他技術的改進，焊接技術也迎來了優(yōu)化的時機。經過多項測試和試驗，發(fā)現焊接自動化技術更加符合需求，并且在實際的應用中取得了較大的積極成果。從概念上來講，焊接自動化技術主要指的是利用計算機，預先設定好各種焊接的參數，以此來實現焊接工序的自動化。由此可見，利用焊接自動化技術，能夠實現多項工作的進步。例如，加入計算機后，焊接參數的確立會更加準確，進而促進焊接的精度和效果提升，對工業(yè)生產而言，會得到更加優(yōu)異的產品。另一方面，鍋爐壓力容器制造主要指的是，鍋爐和壓力容器的全程，兩種設備都具有一定的特殊性，在工業(yè)生產中占有非常重要的地位。通常而言，鍋爐主要是利用燃料或者是其他的能源，將水加熱，使其成為熱水或者是蒸汽的設備，倘若能夠承受一定的壓力，便稱之為壓力容器。
2鍋爐壓力容器制造中焊接自動化技術的應用
2.1膜式壁焊機
我國的工業(yè)發(fā)展比較迅速，伴隨著工業(yè)的發(fā)展，焊接技術也表現出了時代性的特征。由于人口的增加和社會需求的增加，鍋爐壓力容器的制造水平也獲得提升。在焊接自動化技術的應用中，具有代表性的一種叫做膜式壁焊機。該設備主要有氣體保護焊和埋弧焊兩種工藝。在起初的階段，我國由于技術不純熟，因此依賴于進口。后續(xù)的研究成功后，便開始應用自己生產的設備。從現有的應用來看，哈爾濱鍋爐廠、東方鍋爐廠等，主要是運用膜式壁焊機中的氣體保護焊；而上海鍋爐廠、武漢鍋爐廠等主要運用埋弧焊工藝。氣體保護焊屬于比較簡單的焊接自動化工藝，現有的應用范圍不是很大，但其穩(wěn)定性和安全性較高，因此北方運用較多。埋弧焊屬于高端一些的焊接自動化技術，同時效率較高，但由于在自動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，日后的提升空間較大。
2.2直管接長焊機
鍋爐壓力容器所要承受的壓力是非常大的，僅僅憑借膜式壁焊機，并不能長久的滿足要求。為此，技術人員通過長期的調查和研究，制定了全新的焊接自動化技術——直管接長焊機。該焊機的優(yōu)勢在于，其擁有的自動化程度較高，能夠滿足日常焊接中的較多工作，即便是應對一些技術性較強的焊接，也沒有表現出較多的問題，總體上的滿意度較高。比如說武漢鍋爐廠就與美國的阿爾斯通展開了合作，引進了管子預處理線，該線包括管子定長切斷、管端數控倒角機、管端內外磨光機、管內清理機等先進的設備和裝置，采用了PLC自動化控制技術，實現了自動化生產。在所有的設備當中，管端數控倒角機是一個非常重要的設備，這一設備利用旋轉及軸向進刀的過程中，可以根據管子的規(guī)格及要求編制相應的切削程序，快速、標準、優(yōu)質的切割出各種坡口。由此可見，直管接長焊接的功能性較多，日后可以在鍋爐壓力容器制造中推廣應用。
2.3馬鞍形焊機
鍋爐壓力容器在現階段的應用中，常常是為了滿足一些特殊要求而設定的，為此，僅憑上述的兩項技術，依然沒有完全的滿足需求。經過探究，技術人員還研制出了一種名為馬鞍形焊機的設備。該設備能夠應對較多的特殊形狀或者是特殊功能的鍋爐壓力容器。第一，該焊接技術，利用數控技術建立數學模型，保證設備的形狀和具體功能不會發(fā)生偏差。第二，主管與焊槍的同步運用，使得焊接的效率和質量穩(wěn)步提升，并且有效的解決了兩直徑相近的相關結構焊接質量問題，總體上的焊接效果比較理想。在今后的工作中，可將上述的三種焊接技術，廣泛應用與鍋爐壓力容器制造中，并深入研究，健全技術體系和應用方式，創(chuàng)造更多的效益。
3結語
關鍵詞：大口徑管道 自動焊技術 焊接缺陷
中圖分類號：TU81文獻標識碼： A 文章編號：
西氣東輸，一條能源“巨龍”從阿姆河右岸昂首，沿著古絲綢之路，萬里東進，翻越千山萬水，進入華夏大地，直奔珠江三角洲。它一干八支，總里程8704公里，總投資1422億元，是中國第一條引進利用境外天然氣的陸上能源通道，也是目前世界上最長的天然氣管道工程，被喻為保障國家能源安全、提升民生質量的國之動脈。在我國具有長大的意義，包括：經濟意義、政治意義、社會意義。西氣東輸工程采用的鋼結構也是具有世界先進技術的鋼種，直徑大，直徑可達1219mm，強度高、耐壓力大，可以抵抗12MPa，距離長，堪稱世界第一長度，可以達到9000km。鋼結構的連接了少不了焊接技術。焊接技術就是高溫或高壓條件下，使用焊接材料將兩塊或兩塊以上的母材連接成一個整體的操作方法。該工程如此長的距離對焊接技術有著嚴格的要求，要采用自動焊、或半自動焊技術，等世界比較先進的焊接技術。自動焊是指焊絲和接時的運條是機子自動送的，半自動焊是指焊絲是機子自動送的,但是焊接時的運條是焊工自已控制的。自動焊焊接過程的機械化和自動化，它不僅標志著更高的焊接生產效率和更好的焊接質量，而且還大大改善了生產勞動條件。采用自動焊接技術焊接大口徑的管道屬于首次進行，在我國歷史上也具有里程碑的意義。
1、自動化焊接設備
1.1剛性自動化焊接設備剛性自動化焊接設備
也稱為初級自動化焊接設備，其大多數是按照開環(huán)控制的原理設計的。雖然整個焊接過程由焊接設備自動完成，但對焊接過程中焊接參數的波動不能進行閉環(huán)的反饋系統，不能隨機糾正可能出現的偏差。
1.2自適應控制自動化焊接設備
自適應控制的焊接設備是一種自動化程度較高的焊接設備，它配用傳感器和電子檢測線路，對焊縫軌跡自動導向和跟蹤，并對主要的焊接參數進行實行閉環(huán)的反饋控制。整個焊接過程將按預先設定的程序和工藝參數自動完成
1.3智能化自動焊接設備
它利用各種高級的傳感元件，如視覺傳感器，觸覺傳感器，聽覺傳感器和激光掃描器等，并借助計算機軟件系統，數據庫和專家系統具有識別、判斷、實時檢測，運算、自動編程、焊接參數存儲和自動生成焊接記錄文件的功能。
2、根焊技術
根焊道的焊接是保證管道焊縫質量的重要工序，是保證管道的施工進步的關鍵技術，根焊道的焊接出現質量問題會涉及到整個管道施工的質量問題，會耽誤工程的進度，影響工期。
2.1設備：
ZFH直縫自動焊接機主要配置：
直線軸承導向，同步帶傳動或齒輪條傳動，直流電機驅動，電機功率65W，無級調速
焊槍調節(jié)機構：氣動下槍機構、鋁合金十字調架，焊槍三維，調節(jié)范圍X=50mm，Y=50mm。一維旋轉調節(jié)。
電器控制，PLC控制，電控箱置于機座內，操作盒置于掛鎖端。
可配電源：TIG/MIG
2.2內焊機使用的焊前準備
（1）操作人員要了解內焊機的操作順序和操作規(guī)范，要嚴格按照規(guī)定來進行，一旦出現失誤，就會對操作人員的身體造成很大的危害，是比較的危險，但是如果按照規(guī)范來操作，熟練的掌握內焊機一般不會出現事故的。焊前的準備：
（2）調平內焊機的端面，包括3個定位端面。8個焊炬，其中焊炬中心要處在同一個水平面，不能出現偏移，一旦平偏離就會造成危險。
（3）氣罩內要安裝一定的銅網，防止熔體飛濺，造成事故，同時也能保證氣體穩(wěn)定的排除。
管道口要安裝一定的防風設備，保證在焊接中不會出現氣泡。
3.焊接技術
3.1坡口型式
常見的坡口型式有：對接坡口和角接坡口（工程上為區(qū)分角接接頭中的對接與一般對接焊縫，現將其分為對接、坡口角接、角接三大類）。對接坡口主要有：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。
內焊機采用沒有間隙的根焊，焊接過程不能隨意的更改設計的工藝參數，這對焊接的接口有著很嚴格的要求。自動焊接的坡口尺寸大小和形狀對對焊接的質量起著很重要的作用，直接影響著施工的速度。
3.2參數設置
（1）送絲電動機調節(jié)旋鈕到800mm\6s-900mm\s。
（2）近控箱的送絲電動機調節(jié)旋鈕到180mm\25s-220mm\25s.
（3）焊接時，在管外坡口內側要用銅板堵上坡口內側的間隙，防止熔體長生的高溫燒穿鋼結構。
這樣設計的參數可以防止在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷，惡化焊縫的質量和性能。
4、熱焊技術
4.1設備
全自動焊接設備PAW2000A＋PAW3000可以針對熱焊時熱焊道凸起和未熔合的問題，重新設定焊接速度、送絲速度、單擺時間、電弧電壓等6個參數并進行匹配試驗，對填充蓋面出現的氣孔，采取調整擺幅寬度、擺動頻率、氣體流量等措施全自動焊機結構趨于合理，焊接性能穩(wěn)步提高。使用該焊機成功穿越1條寬90米、深8米的水溝和焊接1處7度縱向轉角管道；焊接管口30道，一次檢測合格率100%；焊接管口40道，一次檢測合格率100%；焊接管口51道，一次檢測合格98%。
4.2解決熱焊道凸起和未熔的措施
（1）要熟悉焊接速度、送絲速度、單擺時間、電弧電壓等6個參數的作用及主次關系。
（2）采用零擺動，保證干長度小于12mm
（3）焊接坡口鈍邊設定在0.9-1.0mm，可有效的繁殖出現未熔。
（4）要用二氧化碳作為保護氣。氣體的流速控制在20\min。可以增加熔的程度，防止出現未熔的缺陷。
參考文獻：
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關鍵詞 工程機械；焊接；核心工藝
中圖分類號TG40 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）84-0067-01
0 引言
工程機械大型焊接件的焊接過程直接影響著焊接質量，也影響著焊接夾具裝夾系統的合理布局，還影響著大型焊接件的焊接變形預測及控制。因此對大型焊接件進行現場觀察，分析零件的結構特點、工藝，分析焊接車間的布局特點等，對工程機械大型焊接件的核心工藝進行初步規(guī)劃具有非常重要的意義。
1 工程機械的發(fā)展現狀
工程機械經歷了50年到60年的發(fā)展歷程，到20世紀90年代中末期機械焊接技術就已經達到了非常高的水平。經歷了十幾年的發(fā)展的機械焊接工業(yè)，在跨國公司品牌的不斷沖擊之下，創(chuàng)造出了一條寬闊自由的發(fā)展道路，并慢慢的在國內壯大起來，已經控制了國內85%以上的工程機械大型焊接市場份額。國內焊接市場的營業(yè)額在最近幾年吞并了我國整個工程機械行業(yè)總營業(yè)額的大半個江山，因此，機械焊接行業(yè)地位的重要性，以及大型焊接件的核心工藝推出的出色產品，在國際市場上開始萌芽，其發(fā)展勢頭并不亞于其他行業(yè)。
2 工程機械焊接構件特點及常規(guī)焊接工藝
2.1 工程機械焊接結構件的特點
工程機械結構件主要包含薄板件，板厚一般為2mm～4mm；中板件板厚約為6mm～20mm；厚板件板厚約為20mm及以上。大多數情況下主要利用板材進行拼接，采用箱形結構，附件（機座鑄鋼件）焊接在上面，其結構復雜，焊縫要求精度高。在工程機械大型焊接結構件中，角焊縫的情況比較多，通常只檢查焊縫的焊接形態(tài)和質量，但對于主要的受力結構件需要檢查表面裂紋和焊縫缺陷，采用磁粉探傷或者超聲波探傷。
2.2 常規(guī)焊接工藝
常規(guī)的焊接工藝主要包括以下兩個方面。1）焊件準備：即下料準備，采用剪板機和數控切割機進行切割。薄板件平常用等離子切割，中厚板采取火焰切割。校平的時候，薄板件通常采用壓力機校準；中厚板采用專用的板材矯平機校準，板材比較完整則可省去校準工序。折彎的時候采用專用折彎機，批量生產時通常采用數控折彎機，以獲得較高的工作效率；2）組對點焊：指點焊的過程中，確定各焊件位置的時候，利用人工畫劃的方法使各個焊件按其對應的位置關系組成一個整體，這種方式簡單可靠，缺點是劃線工作量繁瑣，生產效率不高，組對誤差偏高，產品生產差。工件數量較大時應采用機器人焊接，這種焊接方式操作簡單易行，組對精度高，產品優(yōu)良，當前有許多廠家采用機器人焊接模式。
3工程機械大型焊接件的核心工藝發(fā)展趨勢
3.1 焊接變位機將普遍應用
隨著市場的擴大以及市場競爭日趨激烈，焊縫的質量被作為一個重要的評判標準。因此，為了在保證高標準的焊接質量的前提之下，又必須兼顧整體生產效率、操作安全程度和自動焊接等要求，一般情況，車間內焊接某部件時，要采用變位機來獲得更高的焊接質量，實現一次裝夾完成全部焊接。而像立焊、橫焊、仰焊等難以保證焊接質量的錯誤操作則應該摒棄。由此，變位機焊接在焊接行業(yè)內必定得到廣泛應用。
3.2 焊接機器人及自動焊接機的使用將逐步增加
采取機器人焊接的模式即代替焊工焊接，這樣不僅可以節(jié)省焊接工人的人數，降低工人勞動強度，而且還能保證焊縫質量的穩(wěn)定可靠。機器人焊接，客觀的說焊接機器人即機械手，因其自身不能獨立工作，需配備一些設備，像變位機、專用夾具等，組成焊接機器人工作站。隨著我國經濟的不斷發(fā)展，焊接機器人代替操作人員是必然走向。
3.3 焊前工序設備水平將逐步提高
采取機器人自動焊接的企業(yè)一定都知道，不僅操作人員的技術水平對焊縫質量有影響，下料、成型對焊縫質量的影響也非常大。將焊前工序設備水平與實際操作要求相一致，是實現焊接過程的自動化進程的關鍵，進而降低機械加工強度；提高生產效率；同時，還可以使產品質量穩(wěn)定可靠、提高同行業(yè)中產品的競爭力。廠家需要花費更多的資金，并且在產品改型的過程中還需要對其重新設計調整是影響拼點工裝的主要因素。目前，只有資金雄厚的廠家使用拼點工裝，但都獲得很大的收益。從已經使用機器人焊接的廠家我們可以看出，其使用的配套拼點工裝相對較多，焊接工序設備的質量大幅度提高。
4 結論
我國是一個正處于工業(yè)化進程中的制造業(yè)大國，意味著工業(yè)化達到一定水平后，工業(yè)裝備水平的高低將制約著工業(yè)經濟的增長的快慢。焊接技術的迅速發(fā)展，以及新的焊接設備、工藝方法不斷涌現，為我國工程機械大型焊接工藝發(fā)展做出應有的貢獻。與此同時，大型焊接件的工藝、設備布局及物流、焊接變形預測與控制，對提高企業(yè)核心競爭力、提高核心零部件的制造能力和技術水平具有十分重要的意義。
參考文獻
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論文關鍵詞：自動焊接,數學模型,控制
為保證焊接產品質量的穩(wěn)定性、提高生產效率、適應先進制造技術的發(fā)展要求，實現焊接自動化生產已經成為必然的趨勢。本研究課題針對目前在實際生產中復雜空間取消焊縫焊接任務所占比重較大、而且難以人工焊接實現，以及國內相關技術研究較少的現狀，對多功能自動焊接伺服控制技術進行了研究。
1自動焊接開放式數控系統
基于開放式數控系統的焊接數控系統是一個結構開放，功能模塊化、標準化性能強大的焊接數字化系統，將改變傳統的焊接數控系統結構封閉的局面，解決變化頻繁的需求與封閉控制系統之間的矛盾，從而建立一個統一的可重構的系統平臺，增強系統的柔性。同時，自動焊接開放式數控系統具備以下有點：成本低，軟件開發(fā)環(huán)境完備，軟件資源豐富，可移植性可擴展性互補性均較好等。
本文所設計的自動焊接機床，可焊接多種類型的工件，實時控制系統各模塊之間保留了統一的接口，根據用戶的需要可隨時添加所需的模塊，既滿足了用戶的需要，又提高了該機床的實用性。
2 設計
2.1機床本體的設計
自動焊接機床主要包括機床本體和焊接設備兩部分。機床本體由機械部分和控制柜(硬件及軟件)組成。而焊接裝備，以弧焊及點焊為例，則由焊接電源(包括其控制系統)、送絲機(弧焊)、焊槍(鉗)等部分組成。本研究以復雜空間曲線接縫(如管與管之間以任何角度連接接縫)自動焊接實現為目標，研制開發(fā)一臺可實現五軸聯動的多功能自動焊接床的機械及伺服執(zhí)行機構。
2.2構建伺服控制硬件系統
該機床利用計算機和普通的I/O卡加步進電機和驅動器構成伺服控制系統。采用“通用I/O卡+專用計算機軟件”來實現對步進電機的控制，不僅經濟實惠，而且具有非常好的靈活性和友好的軟件用戶界面，必要的時候可以實現一臺電腦同時對幾十個步進電機的直接控制，或發(fā)揮它的網絡功能應用于復雜的工程系統控制。采用通用“I/O卡+專用計算機軟件”控制的步進電機的數量取決于I/O卡的位數和驅動器所需的控制信號數。通常情況下，步進電機驅動器的細分設置由硬件來完成，所以一般的驅動器只需要兩個信號：脈沖信號和正反轉信號，當需要實現軟件方式控制驅動器的細分數時，還需要細分控制信號。系統各部件原理如圖1所示。輸入設備包括鍵盤、控制桿等，通用數字輸入輸出卡采用AC4161型，有16路的輸入輸出通道，因此最多可以同時控制五個步進電機，其中三個采用75BF001型號，分別控制X、Y、Z三個方向的位移，保持轉矩為0.39N*m，最大相電流3A，步距角1.5度，空載啟動頻率為1.75Hz。
3 關鍵技術及實現
3.1建立三維空間中的數學模型及插補算法
在機床的硬件平臺搭建后之后，如何控制焊槍及工作臺的精確運動從而實現相貫線焊縫的焊接就成為需重點解決的問題。本文采取了首先建立數學模型，并在保證插補誤差和焊接精度的基礎上，將工件相交而成的連續(xù)焊縫采用等時間間隔的插補方法離散成一系列的微小直線段，然后將所獲得的位移量通過精插補算法轉換成可以通過開關量卡發(fā)送的脈沖數據，最終控制步進電機驅動執(zhí)行機構完成對相貫線焊縫的焊接。
以相交圓柱管相貫線接縫焊接為例，數學模型的建立：
設相交兩圓柱管(主管和支管)的半徑分別為R和r，且R>r，如圖2所示，坐標原點O是兩圓柱管軸線的交點，兩圓柱管軸線OV和OW的交角為α。焊接時，工件固定在工作臺上，工作臺沿x、y軸移動，焊槍沿z軸上下移動，同時還可以O′為定點繞X軸和Y軸轉動，通過這五個軸向的運動控制，就可實現相貫線焊縫的自動焊接。由此可得半徑分別為R和r的兩個圓柱管相交所形成的相貫線接縫φ(θ)在O′XYZ坐標系中的方程：
其中，θ是支管上的旋轉角。
完成實時焊接的伺服控制的首要任務就是對焊接軌跡進行插補運算。插補就是按給定曲線生成相應逼近軌跡的方法，其實質是對給定曲線進行數據點的密化。本文采用等長直線段逼近相貫線焊縫，即在保證給定逼近誤差的前提下，用等長直線段代替圓弧段，這種插補方法的計算簡單，雖然加工精度不如采用圓弧段逼近的方式，但卻完全能夠滿足焊接加工的精度要求。
3.2 自動焊接軟件系統平臺的開發(fā)
該系統的精插補過程由軟件和硬件共同實現，由軟件計算出控制信號的輸出時間間隔和應該向步進電機發(fā)送的高低電平數據，由硬件接口板實現數據的輸出。編制運動控制軟件實現精插補的過程有兩個關鍵環(huán)節(jié)：一是如何得到比較精確的延時時間間隔；二是如何將單個電機的控制脈沖序列進行合并，最終實現自動焊接機床五個軸的聯動。本研究利用Delphi軟件構建操作軟件系統平臺，以界面友好為設計目標，按照功能進行模塊化設計，實現自動焊接數據處理、制等需要的各種操作。
4 系統精度的分析與改善
本文所設計自動焊接數控機床是采用步進電機作為驅動源，與相應的驅動電路結合組成的開環(huán)控制系統。在步進電機驅動系統中，影響伺服精度的主要因素有以下幾個方面： 步進電機誤差、齒隙誤差、導軌誤差及熱變形影響等。
對于步進電機誤差可采取減小步距角的方法來改善。當傳動比一定時，隨著步距角的減小，脈沖當量也隨之減小，從而提高機床的精度。當電機選定之后，驅動器細分電路可進一步降低機床的脈沖當量，當步進電機運行在細分模式下時，步距角顯著減小，轉子達到新的穩(wěn)定點之后所具有的動量變小，振動變小，提高了步進電機低速段運行的平滑性；在軟件方面，通過對插補周期和插補步長的控制，使步進電機的運行頻率盡量避開其低頻振蕩區(qū)間，保證步進電機的運行平穩(wěn)性。
對于齒隙誤差，主要采取以下兩種改善措施：將中心距設計為可調機構，調節(jié)中心距消除齒隙；雙片齒輪加載扭簧消除齒輪本身誤差引起的間隙。可通過提高導軌精度來改善導軌誤差。
參考文獻
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【關鍵詞】焊接技術方法 工藝車輛制造 維修
中圖分類號：F407.472 文獻標識碼：A 文章編號：
一.引言
焊接是現代機械制造業(yè)中一種必要的工藝方法應用，焊接技術的先進水平做為衡量一個國家工業(yè)發(fā)達程度的重要指標已逐漸為大眾公認，同樣焊接技術的發(fā)達程度也是衡量工業(yè)企業(yè)技術水平高低的重要標志。由于受我國相關工業(yè)的制約， 在使用焊接機械手的過程中，必須采用與西方發(fā)達國家不同的、適合我國國情的靈活的使用方式，才能保證焊接機械手在我國相關產業(yè)不配套的情況下正常使用。
二. 機車車輛工業(yè)焊接的主要用料。
目前， 在機車車輛上所采用的主要是碳素結構鋼、低合金結構鋼（包括耐候鋼） 等具有良好的焊接性能的材料， 一些零部件采用鑄鋼或鍛鋼制造， 其材質本身有較好的焊接性能，但因構件結構復雜， 在焊接過程中有些需要采用適當的輔助工藝手段。鋁合金型材由于其質量輕， 能減輕運輸設備的自重，在客車及一些特種車輛的制造中應用范圍逐漸擴大。鋁合金、不銹鋼及各種復合材料隨著先進焊接技術的運用，將在機車車輛工業(yè)生產中發(fā)揮更大的作用。
三.鐵路工業(yè)涉及的焊接方法。
焊條電弧焊。
焊條電弧焊曾廣泛應用于機車車輛工廠的制造與修理部門。隨著二氧化碳氣體保護焊、混合氣體保護焊、埋弧焊、焊接機械手等新技術、新工藝的推廣， 焊條電弧焊在鐵路機車車輛工廠的使用逐年下降， 其焊縫長度比例在機車車輛制造業(yè)目前大約僅占5%左右。在機車車輛修理業(yè)用得還比較多，其焊縫總長度大約占30%-50%左右。此比例還將逐年下降， 集中檢修的配件多采用了二氧化碳氣體保護焊與埋弧焊等焊接方法。如對鐵路貨車上、下心盤檢修，采用二氧化碳氣體保護焊技術進行堆焊、車鉤鉤舌的檢修采用埋弧焊技術堆焊。各工廠對檢修機車車輛中的新制配件，已普遍采用了二氧化碳氣體保護焊技術。
二氧化碳氣體保護焊接技術的應用。
二氧化碳氣體保護焊與富氬混合氣體保護焊焊接電流大，相應電流密度大，電弧熱量利用率較高， 熔敷速度比焊條電弧焊快，焊接時熔深大，可以減小坡口， 減少填充金屬；焊接速度是焊條電弧焊的1-2倍；節(jié)能，其耗電量僅是交流焊條電弧焊的1/2左右；工作輔助時間少，特別是在富氬混合氣體保護焊中幾乎不必清渣， 節(jié)省了時間， 提高了效率； 明弧焊接，操作方便，適合全位置焊接。二氧化碳氣體保護焊技術廣泛應用于機車車輛各種大型構件的連接焊縫及工件的堆焊等方面。特別是“七五”、“八五” 以來，二氧化碳氣體保護焊技術已在機車車輛工業(yè)系統普遍采用。1996年5月27日，鐵道部了TB/T1582-1995《機車車輛二氧化碳氣體保護焊技術條件》， 使我國鐵路二氧化碳氣體保護焊技術逐步實現與國際接軌?，F在，在機車車輛制造中， 一些重要焊縫如在車輛制造中的中、枕、橫梁焊接都采用了二氧化碳氣體保護焊工藝，南方匯通股份有限公司在.C64T提速貨車的制造中，用二氧化碳氣體保護焊焊接枕、橫梁及車體底架各連接焊縫， 焊接質量與生產效率明顯提高。南方匯通股份有限公司在ZD240型鑄錠車制造中，全面使用二氧化碳氣體保護焊，焊縫長度達98%以上，北京二七車輛廠在NX等型平車上使用二氧化碳氣體保護焊，焊縫長度達90%以上。
埋弧焊技術的應用。
由于埋弧焊焊接電流大， 相應電流密度大（是同直徑焊條電弧焊的3-5倍)倍），同時有焊劑和熔渣的隔熱作用， 電弧熱量利用率較高， 焊接時熔深大， 可減小坡口與填充金屬量；焊接速度是焊條電弧焊的5-6倍，焊接時焊接參數自動調節(jié)保持穩(wěn)定，又有焊劑的保護，焊接質量穩(wěn)定可靠，無弧光照射、勞動條件較好。在機車車輛的制造與修理工作中， 埋弧焊技術廣泛應用于各種大型構件主要焊縫的焊接及工件的堆焊。如南方匯通股份有限公司應用埋弧焊技術， 焊接新造C64T、C64K等鐵路提速貨車的中梁，堆焊鐵路貨車磨耗的輪緣等部件。
電阻焊技術的應用。
電阻焊技術主要在客車工廠使用， 原來主要用于薄板及小配件的連接，隨著城際快速列車的發(fā)展， 在要求車體自重特別輕的城際快速列車上得到較好的應用。長春客車廠在為重慶市生產的城際快速列車上，使用從英國引進的350KV，10萬A的電阻焊設備，進行鋁合金裙板、端板等的焊接。另外，在京津城際快速列車上， 使用從英國、韓國引進的側架、底架、車頂等12套專用大型龍門點焊機械手,進行不銹鋼車體各部件的焊接。
焊接機械手、焊接工作站的應用。
鐵路實施“客運提速，貨運重載”，要求鐵路機、客、貨車具有更好的結構強度， 有更輕的質量， 毫無疑問地給鐵路機車車輛焊接技術的新發(fā)展帶來了機遇。從1992年株洲電力機車廠引進焊接機器人工作站后， 長春、四方、浦鎮(zhèn)等客車廠，齊齊哈爾、武昌、二七等貨車車輛廠也先后從德國、奧地利、日本、法國、美國等發(fā)達國家引進了焊接機器人工作站、焊接機械手等先進設備， 并在引進消化吸收的基礎上，與國內有關部門合作， 自行開發(fā)了機器人焊接程序及適應我國鐵路機車車輛焊接技術需要的機械手、工作站等設備， 逐步縮小了與發(fā)達國家的差距。
6. 新型結構材料在鐵路機車車輛上應用。
隨著鐵路“ 提速重載” 與跨越式發(fā)展戰(zhàn)略的實施， 原有的碳素結構鋼已遠遠不能滿足鐵路機車車輛工業(yè)的使用要求。目前國內已開始生產微合金控軋鋼， 其鋼種具有良好的焊接性能； 正在研制的超細晶粒鋼， 其強度和使用壽命將比現有結構鋼提高一倍， 其鋼種特點是超細晶粒、超潔凈度、高均勻性， 性價比更加合理。同時， 各種不銹鋼、鋁合金、中低合金鋼等耐蝕材料的應用也將成為主流。這些高性能鋼種的應用， 必將進一步推動鐵路機車車輛焊接技術的發(fā)展。
四.鐵路機車車輛工業(yè)焊接技術發(fā)展前景。
鐵路機車車輛工業(yè)焊接技術發(fā)展前景焊接生產過程的機械化和自動化是工業(yè)現代化的必由之路。世界工業(yè)發(fā)達國家焊接機械化和自動化的程度都已達到60%以上，西歐和美國已達到70%以上，而日本已經達到80%以上。我國各工業(yè)部門焊接生產的機械化和自動化程度還相對較低，平均30%左右，而且大部分僅是自動化程度較低的機械焊機。我國大型骨干企業(yè)機械化和自動化程度已達到60%-65%。如汽車制造業(yè)，已經普遍采用了弧焊機器人、點焊機器人和機器人自動焊接生產線； 我國船舶制造企業(yè)焊接機械化和自動化程度已達61%左右。伴隨鐵路“客運提速， 貨運重載”， “九五”以來，鐵路部門焊接技術的機械化和自動化程度雖然有了較大的提高， 但與我國汽車制造企業(yè)、船舶制造企業(yè)、軍工企業(yè)等工業(yè)系統相比，還存在較大的差距。
五．結束語
隨著提高質量和效率的焊接機械化和自動化水平的不斷提高，焊接機械手、機器人工作站等的推廣應用， 焊接工藝及焊接裝備的現代化， 必將推進我國鐵路機車車輛制造業(yè)的現代化進程，也必將提升我國鐵路機車車輛工廠與國際鐵路供應商競爭的實力。對于新的應用鋼種和工藝方法， 必須要有相匹配的焊接材料，從發(fā)展趨勢看， 藥芯焊絲、燒結焊劑、低飛濺氣體保護焊實芯焊絲、高強鋼用焊材、低溫鋼用焊材、耐熱鋼用焊材、不銹鋼用焊材等高技術含量產品是鐵路機車車輛用焊接材料的主要方向。
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關鍵詞：管道，焊接，新技術
當前管道的工作參數得到了很大的改變，其使用領域正在逐漸擴展,這就使得焊接技術的要求變得更加嚴格。最為常用的焊接方法、焊接工藝、焊接材料、焊接設備等方面的使用情況得到了很大的改進，而在高效、低耗、低污染等方面的要求也有所提升。隨著技術競爭不斷加大，焊接工作者面臨的焊接技術難題也會越來越復雜，這就需要積極研究出新的焊接方法，運用先進的焊接技術投入到工業(yè)生產中，促進管道的焊接技術得到顯著的改進。
1.當前管道焊接施工面臨的相關問題
1.1現場施工環(huán)焊縫的焊接
低C微合金控軋及加速冷卻后將會出現管線鋼，且力學性能較強。但焊縫是屬于電弧熔化的一種組織形式，其強韌性匹配程度水平較低，在使用過程中倘若與母材韌性匹配存在著很大的難度。在經過X80管線鋼的相關檢驗后得出,當管線鋼強度級別增強時，其環(huán)焊接頭達到高強匹配的難度將逐漸增加。這就使得管線鋼強度的大大增強，給研制高強度、高韌性焊接材料造成了較大的麻煩,而現場環(huán)焊縫的焊接對于高強度管線鋼運用有著很大的阻礙。
1.2管道建設的焊接工藝
焊接施工作業(yè)點對于整個管道建設而言，其能夠出現不同情況的變化，由于自然環(huán)境出現的清理復雜，使得長輸管道的施工常出現很多不同的因素影響，如：人文環(huán)境、地質形貌、氣候條件等。管道施工的焊接工藝要想達到各種焊接環(huán)境的需要，就必須保證管道施工的焊接工藝呈現多種形式。但是當前管道環(huán)焊縫最為普遍運用等不斷變化的同時，焊接施工勞動強度也會隨之增強，當前的自保護藥芯焊絲半自動焊工藝卻難以滿足今后的管道建設需要。
1.3高效率的根焊方法的不斷開發(fā)
管道焊接施工大多采用流水作業(yè)方式,根焊完成的速度決定了整條管道建設的效率。而焊部焊縫中的未熔合、未焊透、咬邊、內凹等缺欠是影響管道安全的重要因素。因此,根焊的質量和速度是管道建設的關鍵環(huán)節(jié)。目前管道建設常采用的根焊方法有纖維素焊條電弧焊、數字電源熔化極氣保護半自動焊和內焊機熔化極氣保護自動焊等,幾種方法在焊接工藝性、焊接質量和焊接速度等方面各有所長。管道技術人員仍在不斷開發(fā)新的高質量、高效率的根焊方法。
2.管道中常用兩種焊接工藝的對比分析
2.1纖維素型焊條下向電弧焊焊接工藝
纖維素型焊條在使用過程中其電弧吹力大，且工藝效果顯著，能夠在單面焊雙面成型的根部焊接中發(fā)揮作用。自保護藥芯焊絲由于半自動焊，其操作形式較為優(yōu)越，且位置能夠快速成型，熔敷性能好，使得焊工對于此項技術很好的把握。這類形式的焊接方法主要用在野外環(huán)境下的施工，在當前的管道焊接施工中也是極為普遍的方式。伴隨著管道輸送壓力和鋼管強度級別的有所改善，給環(huán)焊縫的強韌性制定了更加嚴格的標準，難以滿足自保護藥芯焊絲產品的生產需要。
2.2熔化極氣體保護下向自動焊工藝
熔化極氣保護焊過程中，在焊接區(qū)中的優(yōu)越性體現在維護邊界,生產快速，能夠實施自動化生產，且采取必要的全位置焊接。這使得該技術在長輸管道焊接中的自動化焊接方面得到了充分的運用。自動焊焊接的特點在于效率高、消耗低、穩(wěn)定型好，對于惡劣的環(huán)境條件中使用效果顯著。對于坡口形式的標準更加高，當其難以達到標準需要時，則將導致管口組織的精度較差，導致燒穿、未焊透、未熔合等問題。這就需要在焊接施工現場結合配管端坡口的相關形式做好處理，以保證最終的精度達到相關的要求。但在外界因素的影響下，自動焊接施工涉及到的范圍較大，而焊接機組需經過一個調整時期，這對改正焊接作用的發(fā)揮有著很大的阻礙作用。
3.大直徑厚壁管的高效焊接法
當管道的形式屬于全焊結構時，其焊接工作的勞動強度將變得更強，且在質量方面的標準也會大大提升。但焊接工作者在施工過程中根據自己的實際經驗進行研究，取得了客觀的技術進步。而在輸送管線工作參數積極改進的當前,對大直徑厚壁管的要求更為嚴格。在生產過程中主要是運用把鋼板壓制成形的方式，這樣才能保證管道的使用性能不會被影響。針對厚壁管焊接工作量較大這一問題，需要使用串列電弧高速埋弧焊來增加鋼管的產量。對于5絲埋弧焊焊接16 mm厚壁管外縱縫而言，其最高焊接速度能夠達到156m/h，而焊接38mm厚壁管外縱縫的速度則達100m/h。
4.大直徑管對接全位置TIG焊機
對于我國的管道生產企業(yè)而言，很多中型企業(yè)的焊接機械化、自動化水平已經達到了一個較高的臺階。焊接機械化主要是說焊接機頭的運動和焊絲的給送通過機械化的形式來實現，不需要人工進行操作，這就需要在焊接過程中焊頭適當調整接縫中心位置，并對相關的焊接操作做好觀察調整。焊接自動化主要是說焊接過程在開始到結束后這一過程都是通過焊機的執(zhí)行機構自動實現。不需要操作工人為改動。整個調整過程都是在焊機的自適應控制系統下完成的。論文參考網。由于自適應控制系統主要是受到高靈敏傳感器的作用，采用了先進的人工智能軟件，這對于數據信息的處理能夠發(fā)揮出明顯的優(yōu)勢。
大直徑管對接的全位置TIG焊在當前的管道焊接中屬于一項技術含量較高的操作。當前企業(yè)要想培訓出技能高度熟練的焊工則需投入較大的資金，并且在焊接質量上難以得到保證，產品的焊接質量必須靠焊工自己積累的經驗才能有所提升。為避免焊工技能不足帶來的問題,防止人為因素給產品焊接質量造成影響，這就需要采用先進的智能操作方式來實現生產。這種自動焊管機能夠在直徑165～1000mm,壁厚7.0～35.0mm的不銹鋼管環(huán)縫中得到有效的處理。焊機的自動控制系統使用的是視覺和聽覺傳感器，并通過計算機來實現控制。
自適應控制和質量監(jiān)控系統在使用過程中的理論依據為：自適應控制采取視覺傳感器實時檢測后，對不同的信息或圖像進行數據化處理，這樣能夠按照一定的邏輯規(guī)則運行，對焊接情況進行實時觀察。且焊縫質量的監(jiān)控系統則按照激光視頻傳感器,聽覺傳感器、電流傳感器的具體情況來測定焊接熔池尺寸、焊道形狀，這樣能夠有效提高焊縫質量。論文參考網。論文參考網。
安裝視覺傳感器對于自適應控制系統的使用過程有著較大的作用，把所攝取的對接區(qū)圖像輸送給計算機后就能起到很好的顯示作用。掌握計算機軟件圖像后，能夠對坡口邊緣的位置進行測量，便于以后的焊接操作。
攝像機和激光聚光燈是構成激光視頻傳感器的主要部件，主要安裝位置是焊槍后面。其生成的圖像可以對焊道表面與坡口側壁之間的角度進行測量估算。而控制系統結合相關的信息能夠實現焊接參數的確定。
5.結束語
科學技術的不斷發(fā)展使得管道制造企業(yè)研制了很多先進的焊接技術，并且運用到了大量的現代化焊接設備，而焊接生產的工藝水平也在這種環(huán)境下得到了很好的改進。各個管道制造企業(yè)應該在生產中積極采用這些技術，并根據自身的經驗不斷研發(fā)新的焊接技術，提高產品的焊接質量。
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