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焊接生产现状及焊接技术发展探讨刘学英

发表时间：2020/9/3 来源：《基层建设》2020年第13期作者：刘学英

[导读] 摘要：我国虽在焊接技术和焊接工艺上已经取得许多突破，一些技术甚至处于世界领先水平，但高科技焊接技术的实际应用普及率仍十分低，生产质量仍无法满足时代快速发展的需求。

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        摘要：我国虽在焊接技术和焊接工艺上已经取得许多突破，一些技术甚至处于世界领先水平，但高科技焊接技术的实际应用普及率仍十分低，生产质量仍无法满足时代快速发展的需求。这就需要焊接领域的相关从业人员和专家要对焊接行业发展现状和存在的一些问题有清晰的认知，并在现有技术成果的基础上继续加大对焊接生产与技术的研发与实践力度，从而不断完成对焊接技术与焊接工艺的完善与创新，最终实现我国焊接行业持续稳定发展目标。
        关键词：焊接生产现状；焊接技术；发展
        近年来随着经济建设的发展，焊接技术也随之不断改革创新，有利于国内经济的发展，同时还能促进制造业实现可持续发展。在当前，为进一步推动制造业快速发展，很多技术被运用于制造行业中，其中使用较为广泛的是焊接技术。鉴于此，本文对焊接生产现状及焊接技术发展进行分析，以供参考。
        1.当前我国焊接生产的现状
        有资料显示，当前我国使用人工手焊进行焊接生产占所有焊接生产方式的60%左右，焊接生产的自动化率还打不到总量的1/4，钢产量和焊材产量之比为99：75，通过这些数据我们可以看出我国的焊接生产水平和发达国家相比，还存在很大的距离。
        从本质上来讲，焊接生产工艺就是采用某种焊接技术将各种不同的材料有效地连接起来，制造出具有特定功能的综合结构工艺。随着焊接技术的快速发展，焊接生产工艺被广泛的应用在我们生活、生产的各个领域中，焊接技术水平和焊接生产工艺直接关系着各种产品的使用寿命、安全系统和使用质量，对于焊接生产企业的生产效率和生产成本也有着非常重要的影响，最终直接关系着我国焊接生产行业在国际市场竞争的优劣。众所周知，钢材产业是我国国民经济发展的一个重要推动力量，我国是世界上生产和消费钢材的大国，钢材的生产产量逐年突破，只有快速发展机械制造业，才能推动我国逐渐实现工业化，在机械制造业中，机械结构构架的主要材料就是钢材，由于焊接生产工艺具有重量轻、生产效率高、生产周期短、质量稳定以及生产成本低等优点[1]，在机械制造行业的焊接钢材应用快速发展，截止到2013年，我国的焊接钢材产量突破了1亿吨的大关，我国逐渐成为焊接生产大国。
        经过近几十年的发展，我国的焊接技术获得了长足的发展和进步，尤其是2010年以来，我国焊接生产工艺积极引进先进的生产工艺和新产品，逐渐提高了焊接生产的自主研发能力，在创新焊接技术，研制焊接产品等方面取得了许多举世瞩目的成就。截止到目前，很多发达国家的一些成熟的焊接装备、焊接材料、焊接技术以及焊接工艺被广泛的应用在我国的焊接生产过程中，只是在焊接生产规模、广度以及深度方面还存在一些差距。我国的一些焊接技术如水射流切割焊接、热源电弧和激光复合焊接、激光切割、激光焊接、电子束焊接等技术已经逐渐达到世界领先水平。与此同时，我们也要清醒地认识到我国的焊接生产在快速发展过程中还存在很多的问题，钢产量和焊材产量比例比较低、焊接生产自动化程度低、焊接生产技术人员的综合素质不高等，虽然我国已经逐渐成为焊接生产大国，但是距离焊接生产强国还存在一定的距离。
        2.焊接技术的发展及应用
        2.1.数字化焊接电源
        随着计算机科学技术和微电子技术的快速发展，焊接电源经历从传统的旋转直流焊接电源到数字化焊接电源的变化，数字化的焊接电源主要是指焊接生产系统中的送丝系统、显示系统、主控系统以及数字信息处理器都是数字化的，系统中电流和电压的反馈信号有A/D转换器进行转换，然后和主控系统的输出值进行比对，最终来控制系统的输出信息，结构图如图1所示。数字化的焊接电源其焊接参数非常稳定，不会受到元器件老化、温升、电压波动等因素的影响，可以多次进行重复焊接，成型良好，焊接质量高。另外，DSP模块具有很快的响应速度，HOST主控系统发出指令来精确的控制数字化电源的输出，能稳定调节高速弧压和输出完成的电流波形，能满足焊接生产对电源的要求。

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        2.2.激光焊接技术
        激光焊接技术具有焊接变形小、热输入量低、焊缝深宽大、穿透能力强、控制精确、能量密度高等优点，是一种非常重要的焊接热源。同时，激光焊接技术不需要进行填丝，有光斑的直径较小，如果需要填丝，难度较大，会影响焊接生产效率。但是对于某些不填丝的铝合金焊接材料，不利于改善材料的接头性能，不能及时消除气孔和裂缝，而电弧-激光复合热源焊接能够很好地解决这个问题，电弧-激光焊的生产成本较低，对间隙要求不大、搭桥能力较好，可以填充多种金属，能够和激光焊接进行互补。
        2.3.CMT焊接技术
        CMT（Cold Metal Transfer）焊接技术能够精确控制系统短路过渡的热输入信号，被广泛的应用在钢板、薄铝和其他异种材料的钎焊或者焊接过程中。CMT焊接技术通过将焊丝送进引弧和钢板进行接触，减小电源输出电流，在回抽焊丝时，逐渐增大电源电流并进行引弧，这种焊接技术是一种无飞溅的引弧技术，在引弧过程中，当达到标准弧长之后，向电弧进行送丝，这时电源输出幅值和宽度都是脉冲电流，当熔池和熔滴短路之后，电流回到标准值，焊丝的端头就形成了熔滴。CMT焊接技术的主要特点是在焊接过程中，能源输入是一个定值，不仅可以有效调节对焊接材料的热输入，还可以精确控制熔滴尺寸，在抽脉动送丝过程中，焊接脉冲频率可以达到80Hz，可以用来焊接薄钢板或者薄铝板，可以用来连接铝板和钢板，实现铝板和钢板的无缝焊接。
        3 对现代焊接技术未来发展的展望
        3.1 积极寻求解决焊接制约新材料的途径
        焊接技术发展到一定阶段以后，新材料的开发也开始进入到该领域工作者的视线中，将工作重点放在新材料研制及焊接科技发展两方面。对于焊接技术来说，新材料不一定是好的，但是它的可焊接性却是需要重新菇凉的，同时要认识到材料的高性能与可焊接性二者之间存在矛盾，鉴于此，为了对这一对矛盾进行解决，焊接工程师应该与材料研究工程师紧密联系，将一些新型材料映入到焊接材料中，这样焊接的质量才能得以保证。
        3.2 促进焊接产品质量的提高
        焊接产品质量和焊接质量直接相关，为了使焊接产品的质量得到提高，首先应该从思想上将焊接是制造焊接产品中薄弱环节的思想消除掉，并以此为基础对更好的焊接工艺加以研究，并对焊接工艺中存在的不足进行改善，这样才能对焊接质量进行提高，不断改善焊接产品的性能。
        3.3 对焊接领域整体环境进行改善
        焊接行业在大众眼中就是“脏、乱、差”行业的代表，同时也正因如此使很多高素质人才在迈入这一行业中的步伐受到了阻碍。实际上焊接行业需要大家重视自己的形象，并使烟尘、噪音等因素的影响得到减少，创造良好的焊接环境，这样才能使工作环境更具吸引力。现代焊接行业对焊接自动化非常重视，并针对焊接机械人展开了进一步的研究，相信这将对未来传统焊接行业形象塑造起到一定的帮助，吸引更多高素质人员投入到焊接领域的工作中，使焊接行业得到更好的发展。
        结束语
        总而言之，当前随着国内焊接技术的快速发展，在一定程度上能够推动经济建设，给人们的生活带来便利，然而随着焊接材料的发展以及该技术的推陈出新，制造业对焊接技术的要求逐渐提高。在处于现代化背景下焊接技术已经融入了数字化技术，应当采用更加先进的技术将其应用于焊接技术领域，强化焊接技术研发力度，更新焊接材料设备，使焊接实现自动化、机械化，促进国内焊接技术实现可持续性健康发展，使之能够为企业带来更多的经济效益。
        参考文献：
        [1]杜明，范伟.浅谈焊接生产现状及焊接技术发展[J].湖北农机化，2019，215（2）：59.