自动焊接机范文
时间：2023-04-08 03:00:37
导语：如何才能写好一篇自动焊接机，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
中图分类号：TG43 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（a）-0000-00
汽车横梁自动焊接机是用来实现汽车横梁自动焊接而设计制作的，该焊接机主要是由焊机机身、工件夹紧和旋转系统、焊机电源控制系统、气压传动系统以及单片机控制系统组成。自动焊接机的硬件主要包括控制芯片、电机驱动芯片、伺服电机、液晶显示器、电磁阀、继电器及光电传感器等，控制系统的设计主要包括这些硬件的选型和电路的设计。[1]
1 单片机选型与设计
自动焊接机控制系统的硬件选型首要是主控芯片的选型，在设计中我们只要芯片的功能大小满足我们的设计要求并稍有赢余即可无须浪费资源增加成本，根据作者以往的学习和开发经验，我们选用STC半导体公司12系列中资源较丰富的STC12C5A32AD作为本设计的主控芯片。该款芯片的I/O引脚、片内Flash和功能模块全部符合设计要求，因此选用这款芯片还是比较合适的。它是单时钟/机器周期的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。
2 输入信号采集电路设计
自动焊接机控制系统的信息采集主要包括，焊接前对焊缝类型和焊管尺寸、焊枪移动速度等相关参数运用一组按键进行输入；焊接过程中对工件位置及焊枪位移等相关信息运用光电传感器进行实时监控。
2.1键盘信号采集
键盘可以分为两种，一种是编码键盘另一种是非编码键盘，非编码键盘是通过软件来识别闭合键的键码。自动焊管机控制系统中也是运用的行列式非编码键盘。行列式键盘是指将I/O口线的一部分作为行线，另外一部分作为列线，行列的交叉点用来设置按键。行列数的乘积数就是可以设置的按键个数，这样的设计就可节省大量的I/O口线。
2.2 光电传感器信号采集
光电传感器的主要作用是用于位置的检测，它是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是将外界信息转换成电信号的装置，光电传感器首先把被测量的信号变化转换成光信号的变化，然后光电元件再将光信号转换成电信号。这样就可以将非电量转化成电量。
控制系统的传感器的公共电压是24V，单片机的工作电压是5V，所以传感器的信号不可以直接接到单片机的相应引脚上，要借助于一些硬件电路或元器件来将24V的电压转化为5V的电压，然后再接到单片机相应的引脚上。在实际的电子电路系统中，不可避免地存在各种各样的干扰信号，若电路的抗干扰能力差将导致测量、控制准确性的降低。常见的信号隔离方法有光电耦合和变压器隔离等，本系统设计采用光电耦合方式进行隔离，以消除模拟信号对数字信号的干扰。[2]
3系统输出电路设计
3.1 气动元件控制电路设计
电磁阀指在气体或液体流动中受电磁力控制开闭的阀体，大量应用于液压机械、气动系统中。线圈不通电时，可动铁心由于受到弹簧的作用而与固定铁心脱离，阀门处于关闭状态。当线圈通电时，可动铁心克服弹簧作用与铁心吸合，阀门处于打开状态。这样就控制了液体或气体的流动，流体推动气缸转换为物体的机械运动，完成进给、往复运动。本系统就是通过电磁阀的通断来控制各个气动回路中的相应动作。
该驱动电路主要是由一个光耦、一个三极管、一个二极管和一个电阻组成。为了防止干扰需要进行信号隔离，采用了型号为817的光耦。光耦输入端一个接5V电，另一端接单片机的信号输出口，当系统需启动电磁阀时单片机输出端输出低电平，此时光耦工作，光耦输出端接三极管9013的基极上，三极管的发射极接地，集电极接电磁阀。光耦工作就会使得三极管也工作，从而导通电磁阀的接地端，电磁阀通电工作。电磁阀两端反向并联二极管IN4007，目的是为了防止反向感生电动势烧坏三极管。
3.2 液晶显示电路设计
液晶显示模块根据其显示方式和内容的不同可以分为数显液晶模块、液晶点阵字符模块和点阵图形液晶模块。其中数显液晶模块只能显示数字和标识符号，液晶点阵字符模块只能显示数字和西文字符而点阵图形液晶模块即能显示数字、西文字符还能显示图形。自动焊管机在信息采集时要进行图形编辑故要选用点阵图形液晶模块。
LCD12864是一种图形点阵液晶显示器，它主要由行驱动器/列驱动器及128×64全点阵液晶显示器组成。[3]
3.3串行接口电平转换电路设计
自动焊管机根据用户的实际需求，对一些参数或运行方式要作修改，这就要求控制系统可以和PC机进行通信，PC机与设备进行通信常采用RS-232串行接口，RS-232串行通信接口的结构比较简单、技术相对成熟、且传输距离较远，现用单片机一般也把串行通讯口作为一个标准接口集成在单片机内，STC单片机的串行接口是一个可编程的全双工串行通信接口。可以运用RS-232进行两者的通信。
PC机的RS-232C串行通信接口与STC单片机的信号电平不一致，这就需要进行电平转换，因此需设计一个RS232和TTL电平转换电路，该电路设计借助了专用电平转换芯片MAX232，该芯片具有两路发送器和接受器，可同时进行两组电平的转换。MAX232共有16个引脚，其中VCC接5V电，还需外接5个电容进行电压匹配和电源去耦。其中R1IN为RS232电平发送端，R1OUT为转换后TTL电平接受端；T1IN为TTL电平发送端，T1OUT为转换后RS232电平接受端。
通过MAX232的TTL和RS-232的输入/输出端口，自动调节单片机串口的TTL电平信号和RS-232的串行通信信号的电平匹配。
3.4电源电路设计
在控制系统的硬件电路设计中，电源的设计是必不可少的，电源的设计是一个系统系统工程，要对电源功耗、电源分配和电源管理监控综合考虑。该控制系统单元电路较多且对5V电源的要求比较高，采用了芯片7805完成从12V到5V的转换，作为单片机5V单元的供电。
用芯片7805组成的稳压电源所需要的电路简单，而且芯片内部还有过热、过流和调整管的保护电路，采用TO-220 或TO-202封装。实际使用方便可靠。7805有三个端子分别是输入、输出和公共端。由7805芯片完成由12V的电源转化成5V电源的电路原理图如图3-4所示。必须特别注意的是，根据7805的工作原理可知，7805在电压转化过程中会产生热量，所以要给7805加上散热片。同时最好在7805的输出端加装一个滤波电容，容量在100UF/16V。
本系统的设计还涉及到传感器信号采集与信号放大，其中放大器等部分需要用到±12V电源和±24V电源，因此根据设计要求增加我们采用开关电源，该开关电源是可以直接输出两种电压值的电源。
参考文献
[1] 吴林， 陈善本. 智能化焊接技g[M]. 北京： 国防工业出版社， 2000. 1-8.
篇2
一、自动焊接技术的工作原理
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]。
二、机械加工行业对自动焊接的需求
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。
（一）降低了人工成本
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。
（二）降低了焊接危害
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、高温对人体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。
（三）满足了较高的焊接质量要求
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。
（四）满足了企业竞争的要求
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。
三、自动焊接在机械加工中的应用
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。
（一）自动化焊接专机的应用
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。
（二）焊接机器人的应用
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。
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.
关键词： OTC机械臂；自动化焊接工艺；参数控制
Key words： OTC manipulator；automated welding process；parameter control
中图分类号：P755.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）18-0131-02
0 引言
横梁钢管与连接座为内外对接环焊缝，人工焊接内腔焊缝时，必须边旋转工件边焊接，作业有一定难度，并且由于内腔熔池可见性差，很难确保焊缝质量达到生产要求。采用机器人施焊，首先能保证焊接质量，而且相比于人工焊接来说作业效率更高，因而机械焊接在近些年被广泛用在工业生产中，特别是在轨道装备制造业中取得了很好的应用效果。本文首先简要介绍OTC机械臂的结构和动作原理，然后结合横梁钢管与连接座焊接实例，具体研究OTC机械臂的自动化焊接技术原理和参数控制要求，为OTC机械臂在工业领域的广泛应用进行有益的探索和实践。
1 OTC机械臂的结构和动作原理
OTC机械手臂又称关节机器人，多数有6轴，6个关节可联动、也可以单个的运动、也可沿着X＼Y＼Z三个坐标方向移动，从而实现三维柔性工作。如图1所示，OTC机械手包括控制装置、悬式示教作业操纵按钮台、操作箱和机器人主体等几个部分。除此以外，机械手上还配装了两轴旋转变位机，适用于350公里转向架横梁钢管与连接座、横向止挡座的焊接作业。
OTC自动化焊接机械臂的主体结构及动作原理如下：控制系统：由微型计算机和控制箱组成。控制箱主要包括焊枪位置控制模板、输入/输出接口电路以及功率动电路等组件；微型计算机不单单是指主机和键盘，还应该有配套的显示器和输入/输出设备。
焊枪位置控制模板：焊枪位置由相应的机械电弧摆动模板、弧压控制模板以及调控信号等组件进行调控。在管道360度自动焊接的过程中，操作员应该多注意焊枪位置，根据焊接需要随时调整焊枪的位置。
焊枪焊接方式：用来调控焊接工艺参数的旋钮由专用的焊接电源进行控制，调控按键主要分布在机头或专门的箱盒内。在焊接时，可对照所需的工艺参数，用旋钮和相应的按键进行参数调整。
2 OTC机械臂焊接工艺
经济型点焊机器人适用于任务量和劳动强度较大、焊点分布相对简单的工况，并且对作业环境不挑剔。通常要求焊接机器人的传动精度要高于其周边设备。要实现高效率焊接，需要两个前提：一是下料精度要，产品一致性高，才能更好的实现自动化焊接。二是工件的装配精度要高，装配误差小于焊丝的直接。
2.1 OTC机械臂自动化焊接操作流程
OTC机械臂自动化焊接的操作流程如图1所示。
2.2 关键环节的设计
2.2.1 系统运动方式的确定
按照焊接要求，焊接机械臂须采用5轴联动式运动模式。其伺服系统的旋转、摆动部件通过快速步进电机的开环控制系统进行操控。开环控制系统构造单一，易于调整和维护，既经济又实用。
2.2.2 执行机构传动方式的确定
为确保主机传动精度和作业过程的稳定性符合设计要求，应参考以下几点来装配设计机械传动装置：一是传动元件和导向元件的摩擦系数尽可能最小；二是传动间隙尽可能为零；三是传动链不宜过长。通过适当缩短传动链来提高传动刚度，可有效缩小传动误差。实际作业中，可预紧执行机构来提高其传动精度。常见的操作是在丝杠的承端进行轴向固定，同时借助预紧拉伸结构进行操作。
2.2.3 确定机械臂的整体结构及布局
①确定机械臂的外观尺寸以及各局部结构的尺寸和结构布局。②将运动部件放开到极限自由度，对其位置进行调校。③确定控制系统、驱动部件和执行部件的间距及相对位置。
2.2.4 协调控制
按焊接要求对各机械臂和变位机进行操控，保持工件与焊枪的相对姿态，严防焊接过程中工件与焊枪之间发生磕碰。
2.2.5 精确焊缝轨迹跟踪
机械臂的视觉传感器和激光传感器支持离线作业功能，焊接时应该擅用这一功能，通过激光传感器跟踪监控对焊缝的焊接过程，以实时调整机械臂焊接动作的柔性，特别是提高机械臂对复杂工件的适用性。通过视觉传感器监控并统计焊缝跟踪的残余偏差，再通过对机械臂工艺参数进行补偿来修正机械臂的运动轨迹，从而使机械臂的焊接精度更加有保障。
3 实践研究――OTC机械臂在梁管焊接中的应用
下文以OTC机械臂在横梁钢管和连接座焊接工艺中的应用为例，对OTC机械臂的焊接工艺进行详细论述。
3.1 坡口及焊缝型式
横梁钢管与连接座为对接双面环焊缝，内侧焊缝型式为5V，外侧焊缝型式为10U。横梁钢管与连接座的坡口为对称结构。
3.2 焊丝与保护气体
横梁钢管与连接座的焊丝选用ISO 14341-A-G 42 4 M G3Si1，其化学成分和力学性能分别见表1和表2。
3.3 工艺参数及焊接顺序
将横梁管与连接座放在工装内点固，点固四处，每点固30～40mm，点固后需将点固焊缝两侧打磨呈至少50°的斜坡，清除点固焊缝中存在的气孔、表面裂纹等焊接缺陷。先用机械手对称焊接横梁钢管与连接座内腔焊缝，背面清根后对称交替焊接横梁钢管与连接座的打底层、填充层、盖面层。保证层间温度低于200℃，焊接参数如表3所示。
3.4 焊后无损探伤
为进一步检测焊缝内部是否存在缺陷，需对焊缝进行无损检测。磁粉探伤对于表面和近表面存在的裂纹、未熔合等面积型缺陷具有较高的探测度。射线探伤可以检测出气孔、夹渣等体积型缺陷，而且可以检测出缺陷的具置、大小。横梁钢管与连接座焊接结束24h后进行100%表面磁粉探伤，要将焊缝表面打磨后再进行探伤检测。检测后发现焊缝表面没有磁痕等结构缺陷，焊接质量达到了设计要求。
4 结束语
OTC机械手对于横梁钢管和连接座的内外环焊缝具有良好的焊接工艺性。焊缝表面成形美观、均匀，焊接参数合理。机械手电弧跟踪系统有助于提高焊接质量。打磨焊缝后进行磁粉探伤检测，焊缝表面没有磁痕和其它缺陷点，焊缝质量达标。本文仅仅针对OTC机械手对于横梁钢管和连接座的自动化焊接工艺进行了研究，实际上OTC机械臂在自动化焊接工业领域具有广泛的适用性，在具体操作时需要结合实际工况对其技术参数进行适当调整，以提高其适用性。
参考文献：
[1]田媛，平雪良，姚方红，蒋毅.一种机器人管-板自动焊接方法的研究[J].机械制造，2015（12）：80-82.
篇4
关键词：压力容器 焊接自动化 前景展望
引言：
压力容器在石油化工、能源工业、科研和军工领域等各个方面都有着重要的作用。压力容器的内部或者外部要承受来自气体或者液体的压力，需要较高的密封性来保证其使用安全，这样就对压力容器的焊接技术提出了高水平的需求。压力容器焊接自动化技术不仅可以提高焊接质量、减少事故发生，还可以提高人员利用率、改善劳动条件，在压力容器焊接工作中的应用有着十分重要的意义。
一、压力容器以及焊接自动化技术的简介
（）一压力容器
压力容器一般泛指在工业生产中用于完成反应、传质、传热、分离和储存等生产工艺过程，并能承受压力载荷（内力、外力）的密闭容器，主要有圆柱形，也有球形或其他形状。随着化工和石油化工等工业的发展，压力容器的工作温度范围越来越宽，容量不断增大，有些还要求耐介质腐蚀。为了保证压力容器在使用过程中的安全性，根据压力容器的不同分类做出了等级划分，对于危险程度较大的压力容器提出了特殊要求。
压力容器在制造过程中要经历很多工序，其中焊接是非常重要的工序之一。对于不同的焊接工艺有不同的焊接方法，要根据材质、牌号、化学成分等具体情况来确定，之后再根据焊接方法制定相应的工艺参数。由于压力容器造成事故后危害十分严重，所以要有严格的安装检验要求，在制造、修理、安装和改造时，需要加强焊接管理，提高焊接质量并按规范要求进行热处理和探伤，同时加强材料管理，避免采用有缺陷的材料或用错钢材、焊接材料。
（二）焊接自动化技术
焊接是通过加热、加压，或两者并用，使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接技术的自动化程度已经成为了衡量现代国家科学技术和工业发展水平的重要标志之一。焊接自动化是采用具有自动控制，能自动调节、检测、加工的机器设备、仪表，按照规定的程序或指令自动进行作业的技术措施。其目的在于增加产量、提高质量、降低成本和劳动强度、保障生产安全等。应用于现代的自动化技术主要是依靠计算机控制技术来实现的。焊接自动化技术是焊接结构生产技术未来发展的一个重要方向。现代焊接自动化技术将在高性能的微机波控焊接电源基础上发展智能化焊接设备，在现有的基础上发展柔性焊接工作站和焊接生产线，最终实现焊接计算机集成制造系统。焊接自动化系统主要分为电弧焊自动化系统、电阻点焊自动化系统、微型计算机控制的焊接自动化系统和焊接机器人。
二、压力容器焊接自动化技术的现状
压力容器焊接自动化技术主要受到硬件因素和软件因素两方面的影响。硬件因素是指压力容器自动焊接的相关设备；软件因素除了技术人员的素质外还包括将计算机技术、电子技术、自动控制技术以及信息技术等和压力容器焊接领域有机结合而形成的焊接技术、人工智能技术及专家系统等.。
（一）当前压力容器焊接自动化的设备
（1）逆变焊机
逆变焊机是目前国内外公认的最先进的焊机，是一种具有优良的焊接性能和电气性能的新技术和新工艺机具，可对压力容器的多位置使用不同的焊接方法进行焊接。逆变焊机在国外的应用程度较高，美国、日本已达到接近三分之一的程度。我国经过对逆变焊机的研究，目前已形成了三代产品，逆变频率最高在20～30kHz之间。由于逆变焊机的独特优势，发展前景十分良好。
（2）全位置自动焊机
我国曾经从瑞典等国家引进过全位置自动焊机，在国内一些锅炉厂进行使用。经过近年来的研究发展，我国自行研制出了多头埋弧自动焊机和多头MAG自动专用焊机，国内的许多锅炉厂已经使用上了国产的专用成套焊接设备。
（3）现代焊接机器人
现代焊接机器人具有效率高、质量稳定等优点，在压力容器焊接领域受到高度重视。焊接机器人采用离线CAD仿真编程，用计算机进行控制，大多是柔性自动化工作站或焊接生产线。随着科技的进步，焊接机器人在我国逐步的广泛应用，成为了未来焊接设备的发展方向。
（二）当前压力容器焊接自动化的技术
（2）焊接方法
对不同材质和不同厚度的压力容器进行焊接需要用到不同的焊接方法，常用的方法主要有气体保护焊、埋弧焊、堆焊和窄间隙焊：
气体保护焊电弧在保护气流的压缩下热量集中，焊接速度较快，熔池较小，热影响区窄，焊件焊后变形小，操作方便，有利于焊接过程的机械化和自动化；埋弧焊有焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法；堆焊技术有效的发挥了对焊层的作用，是一种优质、高效、低稀释率的堆焊技术；窄间隙焊接技术已成为现代工业生产中厚板结构焊接的首选技术，其巨大的技术和经济优势决定了它是今后厚板焊接技术发展的主要方向之一。
（2）焊接控制
焊接自动控制技术在国际范围内发展迅速，成为了现代焊接自动化的主要标志之一。已出现的一些现代高精度的自动控制系统，如最优控制系统、自适应控制系统及自学习控制系统等，在工业生产中得到了一定程度的应用。其中焊缝跟踪是焊接自动化控制系统的一个重要组成部分，对实现压力容器生产过程的焊接自动化意义深远。
三、压力容器焊接自动化技术的未来发展
我国压力容器焊自动化接技术正在逐步的广泛使用，总体技术水平相比于国际最高水平仍有一定的差距，在此方面的研究还有待深化。对压力容器焊接自动化技术未来的发展依然分为硬件和软件两方面来进行分析。
（一）硬件
大多数焊接过程都需要一种特定静态和动态性能的电源。未来的新型电源应具备高频化、智能化和网络化的特点，供能稳定，绿色环保。研制可用于自动化焊接过程新型电源是目前焊接设备的未来发展方向之一。
激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。由于激光焊接设备价格昂贵，在压力容器方面应用很少。但激光焊接自动化程度高，功率大，应用范围广以及无污染的等优点仍然不可忽略，有待于进一步研究。
此外，对传统的焊接工艺设备进行智能改造，提高机械化和自动化水平，要加大焊接材料的研究力度，也亟需引进先进的科学技术，尽快与国际一流水平接轨。
（二）软件
将人工智能技术引入到焊接设备形成了焊接设备的智能控制系统，这一领域具有代表性的焊接过程是模糊控制系统、神径网络控制系统和焊接专家系统。未来的具有智能性的模糊控制和神经网络等手段可以渗透到焊缝跟踪控制中，以增强非线性系统控制的准确性。焊接工程中专家系统的建立成为了智能化焊接设备的研究基础。以焊接机器人为核心的柔性智能焊接自动化技术在将来也会得到广泛应用，焊接专家系统的普及已是国内外公认的发展方向。
总结：
压力容器焊接自动化技术涉及到了诸多领域，想要进一步的提高需要多门学科的密切合作综合利用。压力容器的制造材料在不断更新，焊接技术的自动化也需要随之进步，要充分的利用计算机技术、电子技术、自动控制技术以及信息技术实现焊接过程的高度自动化。对现有的焊接设备智能改造，提高技术人员素质，引进研发先进焊接技术，让压力容器焊接自动化技术迈入更高的层次。
参考文献：
[1]黄石生，王秀媛，高向东.埋弧焊焊缝跟踪控制系统及发展状况[J].焊接，2000，（1）：8-11.
篇5
关键词：自动焊接；预制；应用
中图分类号：TP3 TQ0 文章标识码：A 文章编号：1672-2310（2015）10-002-12
随着信息技术的发展和自动化技术的提高，焊接自动化技术得到了快速的发展，在一些大型煤化工程中得到了广泛的应用，而且其作用也愈来愈重要，极大地克服了人工焊接技术中的不足。自动焊接技术提高了管道焊接的效率和质量，减少了人工焊接的不足，促进了焊接技术的进步。目前一些智能化的自动焊接设备已经应用到了工程建设中，而且取得了良好的经济效益，应当重视其应用的研究。
一、自动化焊接技术的意义分析
1.能够提高焊接的效率
自动焊接技术虽然不能完全取代手工焊，但是其施工效率比较高，在工程建设中发挥了重要的作用。自动焊接机的应用能够有效减少焊工的数量，特别是对于一些施工条件比较复杂的工程来说，自动焊接机的优势更加明显。自动焊接技术提高了预制焊接的效率，减少了预制的工期，对于提高工程进度具有重要的帮助。自动焊接技术应用到了一系列的信息技术，可以实现远程控制，对于操作人员的技术要求来说低了很多。
2.焊接质量比较高
自动化焊接技术所形成的焊缝缺陷少，而且成形比较好，在焊接的过程中状态比较稳定，减少了人工焊接中的干扰，克服了焊枪抖动等不利因素的影响。自动化焊接技术减少了人为影响的影响，最终提高了焊接的可靠性和稳定性，特别是在一些厚管壁管道中发挥了重要的作用。
3.减少了对人工焊接的依赖
自动化焊接设备能够实现长时间的连续不间断工作，这对于管道焊接具有积极的影响。同时自动化焊接技术的应用也减少了人工焊接的劳动强度，自动化焊接技术能够按照操作系统的要求完成焊接任务，减少了焊接过程环境对工作人员的伤害，最终也降低了企业的生产成本。自动化焊接技术的应用也提高了焊接技术的适应能力，减少了焊接过程中的生产成本。
二、自动化管道预制焊接技术的应用探究
1.焊接前的准备
在管道预制焊接之前，应当应用管道绘图软件制作出符合管道预制需要的管道图，以及管道现场安装图等。管道图能够帮助操作人员了解管道的下料和核算等，同时还能够优化管道的设计，确保了管道的合理分段。管道图焊能够帮助操作人员了解预制焊道和现场施工焊道的位置，提前做好相关的准备，在保证焊接质量的前提下，最终降低工程的成本。一般的管道焊接图包含了管段号、焊缝号、现场焊口位置以及直管下料尺寸等。通过管段设计，能够提高管道设计的准确性和焊接的工作效率。在准备阶段还需要准备相应的下料材料，常用的管道下料方式由气割、电动切割机和锯床等。在实际的应用中，锯床的下料速度比较快，工作效率比较高，形成的管端面也比较好，而且粗糙度比较低，一般不需要再处理。在考虑到耗材、电费等成本方面，相对于相同管径的钢管，锯床在焊口切割的费用方面比较低廉，而且优势比较明显。在管道预制焊接过程中，自动焊接机对管道的组对要求比较高，而且对焊接质量也具有重要的影响。所以在一般的焊接过程中往往会配备坡口设备，能够有效保证管道的坡口质量，同时也提高了焊接的效率。在准备阶段需要应用到坡口机，管道坡口加工的越规则就越容易进行焊接自动化，同时也提高了焊缝的质量，降低了返修率。可以根据不同的管道壁厚选择所需要加工的坡口形式，在同样的坡口加工要求下，坡口机加工所形成的坡口比较光滑，而且加工尺寸准确，而氧乙炔所形成的坡口比较粗糙，需要进行后期处理；同时坡口机的加工效率比较高，应用的时间比较少，对于管道工程焊接具有重要的意义。
2.采用合理的焊接形式
在煤化工工程中应用到的大部分管道直径在一米之内，在管道内部进行焊接施工不方便，所以一般应用单面焊或者双面成形焊接工艺在管道外部进行焊接。在管道打底焊的过程中，容易受到多个因素的影响和干扰，例如焊接电流、坡口的角度、组对间隙以及焊接速度等。在自动打底焊的过程中，对坡口组对工艺的要求比较严格，现在推出了管道预制焊接线技术，能够实现焊接工序的有效衔接，提高了管道焊接的质量。目前打底自动焊接技术是焊接自动化技术发展中的重点方向，需要进一步的加强其研究。埋弧自动焊能够用来进行盖面焊和填充焊，而且操作比较简单，形成的焊缝质量也比较好，焊接效率比较高。在实际的应用中，可以根据不同的环境选择针对性的焊接技术，一种是自动焊接工作站，另外一种是全位置焊接机器。管道预制工作站在焊接时不受施工条件的影响，能够同时实现管道预制施工，减少了施工的工期。在操作的过程中由于设备比较先进，所以效率比较高，而且质量控制也比较容易，能够确保焊接的质量。气体保护自动焊接方式能够完成管道预制焊接中的大部分工作，在工作的过程中转动管道，焊枪相对固定，使焊接位置处于最佳的水平焊位置。气动保护自动焊接技术相对比较简单，容易操作，而且出现缺陷的概率比较小，焊接质量比较高，能够提高焊接的效率。
3.焊接质量的检验
可以对应用埋弧自动焊填充和盖面、以氩弧焊打底的焊接方法进行检验，结果发现这种方法具有比较好的经济效益和生产效率。按照设计的要求，利用超声波和X射线对焊缝内部进行探伤检测，发现焊缝的内外质量合格率达到了98%以上，而一般的手工焊接技术的无损探伤合格率只有90%左右。在外观方面，管道预制自动焊接所形成的焊缝外观美观。
三、自动化管道预制焊接技术的发展趋势
1.智能化
随着信息技术的快速发展，焊接自动化技术还将得到进一步的发展，焊接自动化技术将会和信息技术进行深度地融合，带领焊接技术面向智能化方向发展。例如在管道预制焊接自动化中出现了比较先进的自动控制技术，基于PC端的控制系统和网络控制系统等。而且焊接自动化技术还会进一步向更高的形式发展，例如图像识别技术、焊接监控技术以及焊缝跟踪技术等在自动化管道预制焊接中已经得到了广泛的应用。目前全位置自动焊接技术对坡口和质量和组对的要求比较高，容易受到现场施工多重因素的影响，导致焊口难以满足自动焊接的要求，需要研究智能化水平更高的焊接设备。
2.焊接技术将得到进一步地提高
自动化焊接技术将随着人工焊接技术的进步而出现新的发展面貌，也会对自动焊接技术提出更高的要求。例如传统的V形坡口被改为了焊接填充材料比较少的窄坡口，从而对焊枪的控制提出了更高的要求。为了发挥钨极氩弧焊高质量的焊接优点，开发出来自动化的热丝钨极氩弧焊，从而对焊丝以及电参数的控制提出了比较高的要求。目前国际上还在进一步地研究激光焊接、搅拌摩擦焊接技术等，激光复合全位置自动焊接设备利用了激光穿透性比较强的优点，和熔化极气体保护焊进行结合，能够保证焊缝得到足够的热量，一般适用于厚度比较大的管道焊接。这些技术对于丰富自动化管道预制焊接技术具有重要的作用，目前一些高效率的自动焊接技术已经得到了广泛的应用，例如单弧双丝全位置自动焊，具有坡口小，速度快等优点。
3.重视自动焊接技术的投入
目前我国在自动焊接技术与西方先进国家相比，还存在比较大的差距，例如西方企业在管道自动焊接技术方面已经研发出了用途多元化的自动焊接设备，而我国目前只有在大口径管道中应用了机械式内对口径设备，国外这种类似的产品能够满足不同口径的需要。目前我国企业在自动化焊接技术研究方面还处于比较起步的阶段，技术水平相对比较低，需要进一步加强其资金投入。例如焊接材料对于焊接质量具有重要的影响，目前我国的焊接材料主要是以进口为主，其价格比较昂贵，严重影响了我国管道自动化焊接技术的发展。
结束语
自动化管道预制焊接技术提高了焊接的质量，减少了管道施工的工期，对于煤化工程具有积极的影响。自动焊接技术与信息技术的结合进一步提高了其工作的效率，其智能水平相对比较高，而且能够适应不同焊接工件的需要，在实际的工程焊接中应用非常广泛。自动化管道预制焊接技术所形成的焊缝缺陷比较少，焊接稳定可靠，不受人为因素的影响，减少了人工焊接过程中焊枪抖动所造成的弊端，在现代煤化工程中应用比较多。目前我国自动化焊接设备与西方企业相比还存在一些差距，需要加强资金投入，进一步提高我国自动化焊接技术的水平。
参考文献：
[1]蒋激扬. 探索管道自动化焊接新技术的研发与应用[J]. 安装，2013，05：52-55.
[2]路书永，闫冬冬. 管道预制自动焊工艺的开发及应用[J]. 金属加工（热加工），2013，12：29-32.
篇6
受大学招生“3＋X”制度的影响，对于一些学生来说，中学物理课程逐渐被边缘化．由于十多年来的大学扩招，地方大学大量增加“机械设计制造”、“电气工程及其自动化”等工程类应用专业，中学物理的许多概念又需要这些工程专业学生掌握，这两者成为大学物理教学中的一对矛盾．把工程实例引入大学物理的教学中，可以促使学生爱学物理、会做物理、善用物理，帮助学生理解物理概念，提高物理教学的有效性［1］．胡海云等人提出在大学工科物理教学过程中结合工程实例的教学改革方案［1］，他们通过巧克力仓爆炸事故的实例帮助学生理解静电场，通过旋转实验发生爆炸的实例帮助学生理解刚体旋转势能等案例教学方案对我们很有启发．胡海云等认为：高质量的实例是教学成功的关键，这些例子最好是“真实”，而不是“假象”的或人为“设计”的，否则容易与实际脱节，达不到预想的效果．速度或速率是物理教学中非常重要且最基本的概念之一［3］．作者结合自己科研工作中遇到的自动焊接过程中焊丝的表达方程问题，建立了焊丝一边以机械方式送进燃弧区一边在电弧区燃烧的运动方程的实例，希望该实例可以加深对速度或速率问题的进一步理解．
2工程模型
按电弧电极是否燃烧，电弧焊可以简单分为燃烧极电弧焊和非燃烧极电弧焊两种．用于不锈钢焊接的钨极氩弧焊属于非燃烧极电弧焊，最常见的用于钢铁工件的手工电弧焊接工艺属于燃烧极电弧焊．在手工电弧焊工艺中，一个电极加在工件上，另一个电极加在焊枪上，焊枪再通过导电良好夹具连接焊条．焊接过程中，焊条既是电极，同时又被燃烧填充在焊缝中．自动埋弧焊工艺与手工电弧焊工艺的原理基本相同，主要的特点是用导电嘴取代焊枪；用很长（成卷安装使用）的焊丝取代焊条．两个电极一个加在工件上，另一个加在导电嘴上，见图1．这样就可以避免经常更换焊条带来的麻烦，形成连续不断的焊接，其焊接质量和焊接速度得到大大提高．焊丝一边通过导电嘴被送丝机送到燃弧区，一边在燃弧区不断燃烧，两者只有达到动态平衡，才能形成良好焊缝．如果焊丝送进过快，后果就是焊丝插入熔池，形成短路；如果焊丝送进过慢，电弧拉得过长而灭弧，正常焊接过程两者都是不允许出现的．焊接控制器的作用主要是完成焊丝运动的动态控制，而建立正确的焊丝运动方程是实现良好控制的前提．
3焊丝运动速度的表达式
3．1以导电嘴为参照系的焊丝速度表达式从导电嘴测量焊丝的速度其表达式是最简单的，假设在Δt时间内通过导电嘴的焊丝长度是Δl，则焊丝的平均速度S1可以表示为S1＝ΔlΔt焊丝的瞬时速度为S1＝limΔt0ΔlΔt＝dldt（1）.
3．2以弧长表达焊丝速度从工件角度观察，焊丝的运动有两个：一个是焊丝从导电嘴送出的速度S1，另一个是焊丝跟随导电嘴沿焊缝行走的速度S2，S2实际上就是焊接速度．大部分情况下焊丝的上述两个运动在方向上是垂直的关系，两者的矢量和才是焊丝相对于工件的总速度，但这并不是本文要讨论的重点，如果对工科学生深入讨论是用速度还是用速率容易把问题复杂化．本文主要讨论焊丝沿垂直于工件方向的运动．由于控制器是通过采集电弧电压来控制电弧的稳定性，而电弧电压又与弧长成正比关系．因此，了解弧长与焊丝运动的关系是后续建立控制方程的关键．电弧的弧长是焊丝头部与工件之间的距离，与S2基本没有关系．图2是近弧区的示意图，其中L代表导电嘴头部与工件表面之间的距离，l1代表弧长，l2代表焊丝从导电嘴的伸出长度．保持L固定，则存在下面的关系：L＝l2＋l1或l2＝L－l1dl1dt＝－dl2dt（2）（1）首先进行静态分析，即焊丝不燃烧情况下焊丝的运动与l1之间的关系．注意，这时l1还不图2近弧区各种关系示意图能说成是弧长．假设在Δt时间内由导电嘴送出的焊丝长度是Δl，在这种情况下，l1将缩短Δl，从0时刻的l1变为Δt时刻的l1＋Δl1＝l1－Δl．则焊丝的瞬时速度可以表达为S2＝－dl1dt＝dldt＝S1（3）上式说明，在电弧不燃烧情况下，从工件处测量的焊丝速度和从导电嘴处测量的焊丝速度相同．（2）现在分析动态情况下，即焊丝一边在电弧中燃烧一边从导电嘴送进燃弧区的情况下，弧长的变化关系．设Δt时间内焊丝被燃烧掉的长度是Δl2，由导电嘴送出的焊丝长度依然是Δl．在这种情况下，弧长从0时刻的l1变为Δt时刻的l1－Δl＋Δl2．在Δt时间内弧长的变化Δl1为－Δl1＝Δl－Δl2（4）可以这样理解式（4）：假定在一定时间内（Δt），送丝机送入10mm焊丝，而电弧只燃烧掉9mm焊丝，则电弧（Δl1）会缩短（上式Δl1为负系数）1mm．式（4）还可以表达为Δl＝Δl2－Δl1（4’）这种情况下焊丝速度的表达式为S1＝dldt＝dl2dt－dl1dt＝S0－dl1dt（5）.
3．3表达式的物理意义由于Δl2代表Δt时间内焊丝被燃烧掉的长度，公式（5）中的S0＝dl2dt表示焊丝在电弧中燃烧的速度．公式（5）的物理意义很明确：（1）当电弧长度恒定，即dl1dt＝0时，这时S1＝S0，表明送丝机送到燃弧区的焊丝速度恰好等于电弧燃烧焊丝的速度．正常焊接时属于这种情况．（2）当电弧长度变短，即dl1dt≤0时，说明送丝速度过快，或焊丝燃烧速度过慢．（3）当电弧长度拉长，即dl1dt≥0时，表明送丝速度过慢，或焊丝燃烧速度过快．
篇7
关键词:页岩气管道;成本控制模型;工程项目;焊接机组;“三位一体”
引言:
美国页岩气大规模商业化开发离不开其发达的天然气管道，美国天然气管线长达198．4万千米，占世界天然气管线总量的69．3%，拥有160多家天然气管道公司。而中国天然气管道仅为9万千米，其中，中石油控制近80%。中国页岩气管网建设滞后严重制约页岩气的商业化开发进程。
一、我国页岩气管道建设现状
页岩气管网基础设施建设的空白一直都是中国页岩气开发的瓶颈。随着页岩气四川宜宾中国最长民用页岩气管道、涪陵－王场的中国首条大口径高压力页岩气外输管道，以及长宁－威远的中国首条页岩气试采干线的相继建成并运营，开启了中国页岩气管道基础设施建设的新篇章。但是，页岩气管道建设投资巨大且不可回收。涪陵－王场页岩气管道全长136．5公里，总投资逾18亿元，平均每公里1319万人民币，而页岩气管道的建设成本(建筑安装费以及设备材料费)占管网总投资的85%左右。由于我国页岩气多处于西南山地、丘陵地区，受地质和地形的影响，页岩气管道的焊接主要采用全自动焊和半自动焊两种焊接方式。对于地形平坦、起伏不大的地段，主要采用全自动焊;对于丘陵、山区等地形起伏较大的地段，主要采用半自动焊。两种焊接机组的投入数量的分配会直接影响主线路焊接施工成本的多少。
二、页岩气管道工程项目成本控制模型构建及应用
(一)页岩气管道施工成本控制模型的构建及算法分析
对于页岩气管道工程，管道主线路安装施工(焊接施工)是整个工程施工的关键项目，是施工进度计划的关键线路，同时也是工程产值最大、发生费用最高的环节。主线路焊接的施工成本主要包括:焊接机组的费用(人工费、机械费等)、管理费、临时设施费、转场费等，其中焊接机组的费用占总费用的80%－90%。因此，研究全自动焊和半自动焊机组投入数量的分配对于页岩气管道工程项目的成本控制非常关键。参数设置:施工工期t、实际成本z1、目标成本z2、管线总长度l，全自动焊接机组和半自动焊接机组投入数量分别为x1、x2，日平均焊接焊口数分别为ɑ1、ɑ2，每天成本分别为s1、s2设x1、x2为决策变量，引进正、负偏差量d+，d－，优先因子p1为在规定工期，完成施工任务;优先因子p2为实际成本不超过目标成本。
(二)页岩气管道工程施工成本控制模型的应用
用图解法，求得:当x1=1，x2=2时，z1=6604．8万，即在规定工期200天内完成焊接16000道焊口的任务，最低成本为6604．8万;当x1=2，x2=2时，z2=5208万，即最低成本为5208万。因此，求得最优决策方案为:x*1=2，x*2=2，z*2=5208万，即全自动焊接机组和半自动焊接机组各投入2个时，产生的施工成本最少，为5208万。本项目实际投入了1个全自动焊接机组、6个半自动焊接机组，实际施工成本约为7605万，超过了7100万的目标成本，更是远远超过了5208万的最优施工成本，造成了施工资源的严重浪费，降低了项目的整体效益。
三、页岩气管道施工成本控制存在的问题及原因
第一，焊接机组投入不合理。页岩气管道安装工程中，最主要的施工资源是焊接机组资源，项目在实施前对工程现场实际情况、工作效率等因素考虑不周，事前测算不合理，导致施工时焊接机组不能正常运转，造成资源浪费，成本增加;第二，资源统筹规划不科学。页岩气田一般位于西南山区，地形地貌复杂导致施工作业面不饱满，再加上西南地区雨季的影响，造成部分焊接机组人员、设备闲置，窝工现象严重;第三，成本过程控制不到位，由于页岩气管道建设时间紧、任务重，因此，主要考虑工期进度，没有施工成本的监控和纠偏，没有对施工过程的成本进行有效控制。
四、页岩气管道施工成本控制的对策
(一)建立“三位一体”页岩气管道成本控制体系。
成本控制体系内容的“三位一体”包括成本预测、成本计划以及成本控制。在页岩气管道工程投标阶段以及施工准备阶段，作好项目成本预测;编制详细的页岩气管道工程项目成本计划，为整个项目的成本起到指导性和纲领性的作用;加强成本控制，及时准确的核算成本，并与成本预测和成本计划进行比较，适时调整成本计划或者施工方案，争取成本最低，同时使成本预测和成本计划更加趋向合理。成本控制体系结构的“三位一体”主要指项目前期、中期和竣工期的成本控制。项目前期的主要工作是成本预测和成本计划，中期主要是成本控制，竣工期主要是成本控制总结，吸取经验教训。成本控制体系的内容和结构相辅相成，在每一个阶段对应一定的任务，切不可忽略两者的关联性。
(二)设立资源统筹分配管理工作组。
页岩气管道工程项目资源分配管理工作组的人员构成应该坚持跨职能、跨部门的多元化原则。其主要职能是综合分析资源现有量和需求量之间的关系，坚持项目效益最大化原则，公平合理的分配资源。在这个过程中，工作组要考虑的因素有本项目实际工作量、供货计划和工期要求，并且要参考类似页岩气管道项目实际施工效率，综合考虑各个部门的需求和资源现有量，统筹规划资源，合理分配人员、设备，尽可能的让有限的资源发挥无限的作用。
(三)开展“多元化与专业化”相结合的交流与培训。
页岩气管道建设企业可以通过与高校、科研机构及同行业人员交流学习，弥补在成本控制方面的不足以提高核心竞争力。此外，还需在页岩气管道工程的成本控制体系中分阶段、有重点的加强对施工人员的培训。在项目施工前期提高施工人员的成本节约意识;在施工时从实际操作出发，提高施工人员技术水平，达到节约成本的目的;在项目竣工期，总结反思，对优秀的人员进行奖励，从思维和技术两个方面达到控制成本的效果。结论:页岩气管道建设成本控制存在的问题已经影响了页岩气管道建设的进程，尤其是页岩气管道建设工程项目资源统筹分配缺乏有效的管理制度和方法造成成本管理失控，建立三位一体成本控制体系可以有效保障成本控制目标的实现。(作者单位:中国石油大学(华东)经济管理学院)基金项目:中国石油大学(华东)研究生创新工程资助项目:页岩气联络线建设的优化规划模型及算法研究(YCX2015056)
参考文献:
篇8
【关键词】高职；焊接；教育改革
现在船舶行业的快速发展，船舶焊接所需的人才越来大，但是目前在岗工人大多是初中毕业生或者是八十年代末期的技校毕业生，知识和技能水平偏低，只能从事简单的焊接操作，对于先进设备的操作和新技术的应用显得力不从心，同时我国焊接生产一线严重缺乏高素质技术人才。我院高职焊接技术及自动化专业（以下简称焊接专业）人才规格定位：不仅能操作，还应读懂图纸、制定工艺参数、安排生产工序、分析工件焊接缺陷产生的原因、确定修复工艺、熟悉产品质量检验标准与方法等。造船焊接技术是现代船舶建造工程的关键工艺技术。在船体建造过程中，焊接工时占船体建造工时的30%～40%，焊接成本约占船体建造成本的30%～50%，焊接生产效率是影响船舶建造周期与生产成本的主要因素之一。因此，焊接技术进步对推动船舶工业或其他行业的发展具有十分重要的意义，培养越来越需要具有综合职业能力和全面素质的、直接从事生产、技术、管理和服务第一线的应用型、技能型的高级实用人才是非常重要的。为此，担负这一类人才培养任务的高职教育，必须切实加强实训教学的改革和建设。
1.适应行业发展的需要，学习先进的焊接技能及理论知识
随着社会科技的进步，对于焊接技术而言“高效焊接”越来越多的出现在我们的视线中。高效焊接方法主要指熔敷效率高、焊接速度快、操作方便且易于实现自动化的焊接工艺方法。高教焊接工艺方法的共同特点是生产效率高、焊接质量好、节约能源。在中国造船工业中，常用的高效焊接方法有：铁粉焊条手工焊、下行焊、重力焊、药芯焊丝CO2 焊、多丝埋弧焊、垂直自动气电焊等。推广应用低成本自动化焊接设备及技术，并在此基础上组建平面分段自动装焊流水线，从而可望进一步提高产品的生产效率。
2.教学改革，在教学内容、方式、方法、考核做出调整
一基础知识以够用为度，三学制的培养周期短，要培养出合格的高技能人才，就必须注重专业知识的学习。
二是课程内容改革，将社会需求量大、技能要求高的焊条电弧焊技术、气焊气割技术、C02 气体保护焊技术单列出来，作为核心课程和核心技能。重点学习《焊接结构生产》、《焊接方法与设备》、《焊接生产检验及管理》、《材料焊接性》、《金属材料与热处理》、《焊接专业英语》等，在学习过程中大量采用案例教学，突出针对性和应用性，强化新工艺、新技术、新设备的实际应用，组织编写相关课程的实验指导书、课程设计、生产实习和毕业设计指导书。英语越来越多的应用于焊接领域中，特别是船厂。
三是改革考核方法，在考核中采用开卷和闭卷相结合、理论考试与技能考核相结合、书面考试与答辩考试相结合的方式，把考核重点放在专业实践能力和创新能力上。
四是改革理论教学与实践教学环节，注重焊接技术应知应会，增加专业技能实训，强化焊接操作技能训练，培养焊接技术高等技能操作和技术性工艺规程编制人才并取得相应的资格证书。
3.专业实践能力的培养
焊接专业毕业生的工作岗位归纳为焊接工艺员、施工技术员、焊接检验员、产品推销员，所以要找到适合对焊接专业学生的实践能力的培养的方式。制定了适合于焊接专业实践能力培养的可行性方案；学生的实践技能得以提高，动手能力增强。
第一是对学生基本焊接实践技能的培养。该技能培养主要安排在大一学年的第二学期进行，此时学生正在进行专业知识的初步学习，通过实践技能的培养将能进一步掌握所学习的内容。
第二现是对现代焊接技术的掌握和软件培训。该技能培养主要安排在大二学年进行。通过半的专业知识的学习，学生已经对焊接专业的绝大多数理论课进行了较为系统的学习，因此，该阶段实践能力的培养一方面侧重于现代焊接技术的掌握，包括埋弧自动焊、C02气体保护焊、钨极氩弧焊、激光焊，以学生掌握技能为目标，在实训教学中加以渗透，并考取相关的资格鉴定证书如中级焊工证、CCS焊工证等，从而提升学生在就业时的实力。
第三是对综合实践技能的培养。该技能培养主要安排在大三学年的第一学期进行，借助于专科毕业设计，来提高学生的综合实验技能，为学生将来从事焊接工艺员、焊接检验员打下坚实的基础。
4.增强实训基地师资建设力量的投入
篇9
关键字：锅炉压力；容器焊接；自动化技术；应用；
中图分类号：X933文献标识码： A
前言：锅炉如今在诸多领域内得到了广泛应用，可以通过热能加热成为蒸汽或热水，将热能提供给人们日常生活和工业生产，不仅可以方便人们的日常生活和生产，在船舶、火电站、工矿产业领域内，也有着较大的意义。而压力容器则是具有特定工艺功能的机械设备，可以对一定工艺进行承受，通常在工业生产中应用，并且应用到其他的诸多领域，如换热容器、反应容器等都是压力容器。锅炉压力容器对于国民经济的发展做出了突出的贡献，但是如果出现了锅炉压力容器事故，就会威胁到人们的生命财产安全，不利于社会的和谐发展。针对这种情况，就需要对锅炉压力容器的焊接工艺和质量管理产生足够的重视，严格控制质量，延长锅炉压力容器的使用寿命，促使其能够更加安全可靠的运行。通过相关的调查研究表明，如今出现的锅炉压力容器事故，很多都是因为焊缝问题和焊接质量问题，因此，要想促使锅炉压力容器运行质量和寿命得到提升，就需要严格控制焊接工艺质量。
一、锅炉压力容器的焊接工艺与工艺评定
通常情况下，在焊接锅炉压力容器之前，工艺评定都是必须要有的步骤，准确评定焊接工艺的正确性，以便充分保证焊接质量。具体来讲，焊接工艺评定指的是依据国家的相关规范和要求，来试验和检验评定试件，如焊接方法、焊接材料、接头形式等。在评定焊接工艺的过程中，焊接责任工程师需要对评定任务严格审核和批准，结合评定任务书，焊接工程师来科学编制评定任务书，焊接责任工程师来对其审核批准，实施工作由焊接实验室来完成。结合评定指导说明书，焊接技术人员来评定试件的焊接工艺，然后科学检验试件的力学性能以及无损探伤试验，汇总归纳相关资料之后，对评定报告进行填写，审核发现没有问题之后，就可以进行焊接生产，如果在审核批准过程中出现了问题，那么就需要重新对其评定。
二、压力容器焊接设备研究进展
1、窄间隙埋弧焊
窄间隙埋弧焊在我国的应用由来已久， 自1985 年从瑞典引进第一台开始就应用至今。20 多年的生产经验表明，厚壁容器对接焊的最好选择便是窄间隙埋弧焊。多年来，国内外为提高窄间隙埋弧焊效率而相继推出了串列电弧双丝窄间隙埋弧焊，但是一直都未得到普遍推广。这主要是由于操作难度增加了，并且交流电弧的焊道成形不佳，在应用成很容易引起焊缝夹渣。而就在最近， 美国林肯公司向我国市场推出了一种埋弧焊电源，可以对交流波形参数任意控制。这种由计算机来控制的埋弧焊电源，能够促进串列电弧双丝埋弧焊在工艺参数上达到最佳组合，积极推动了串列电弧双丝窄间隙埋弧焊的应用。
2、焊接工艺监控技术
工艺环节对焊接质量的优劣有很大影响，尤其是工艺时的试验与评定、实施与监控，以及焊后的检查这三个环节。其中试验与评定和检查这两个环节，目前国内已具备成熟的方法与标准。但是对于实施与监控环节，在当前仍属于宏观失控的状态。所以，经常会出现因为焊工技能水平不合格，以及工艺纪律未能有力执行，从而造成返修的情况。特别是焊接接头部位内在性能持续不高的现象普遍存在。在目前的市场经济条件下，制造产业面临前所未有的生存压力，所以在竞争中他们尽可能降低成本或缩短周期。然而焊后的无损检测却仅仅是消极的事后控制，其关键应当是对施焊过程的质量监控。伴随着社会经济的发展，对焊接质量的要求也越来越高，例如西气东输这类庞大的工程，在管道施工和大型球罐安装时，由于可能造成的事故危害大，因而对质量要求非常严格。质量控制单位在对焊接质量进行监测时必须要借助微机监控装置来完成，从而确保施工质量。
三、 焊接材料的推广应用
1、开发新型焊接材料
一直困扰工艺过程中的一个难题是不锈钢材质在打底焊接时背面容易氧化，长久以来的做法是对背面做充氩保护。但是由于有的容器较大、管道较长，有的容器背面没有充氩空间，这种情况下会造成氩气的大量浪费却达不到预期效果，反而使成本增加了。因而新型焊接材料的开发势在必行。目前市场上推出的药芯焊丝和铁粉焊条都是比较好的。
2、 焊接自动化进展
在20 世纪80 年代中期， 一些发达国的焊条数量就占到焊材的50%，到本世纪初，大部分欧美国家以及日本消耗的焊条占到焊材比例不到20%。这表明发达国家的自动化焊接在整个焊接工作量中占到80%以上。近些年，在我国部分企业中，焊接自动化和半自动化率达到了70%左右，但就全国来说，整体占有率却在百分之五十以下。但我们依然可以发现，焊接自动化进展速度明显加快，预计接下来的几年就可达70%以上。3、 焊材品种的更新由于钢铁冶炼和轧制工艺的发展，在今后一段时间里，诸如建筑结构钢、压力容器钢、桥梁钢、低温钢等一些低合金高强钢，都慢慢朝着“低碳化、微合金化和细晶化”的方向发展，钢材实物水平将达到国外的领先水平。目前已经有单位和设计院提出，焊缝金属中的杂质含量应接近钢材实物水平， 其冲击韧度也要与钢材实物的水平相当，不能单纯按照国家标准选购焊接材料。
四、环保型焊接材料的推广
上世纪中期开始，日本就已开始低尘焊条的研制，在研制后的一年内并没有推广应用，这主要由于相比同类焊条，其性能较差。到了70 年代后期，日本再次研制出了新一代低尘焊条，此次推出的焊条在工艺性能上已接近于同类焊条，并且发尘量也减少了40%左右，从此，低尘焊条在日本开始实用化。
但在20 世纪末，日本在造船、桥梁和重型机器时却没有使用低尘焊条。这主要由于低尘焊条的价格过高、工艺性能仍稍差、压涂性能较差、焊接后烟尘依然很高。因而一些欧美焊材企业认为，开发低尘焊条实用价值并不明显，都没有进行这方面产品的开发。
我国在20 世纪70 年代就开始研究低尘焊条，但也未能得到推广应用。因为国内一些单位在实验过程中得出：大幅度使烟尘发生量降低，对低尘焊条的其他性能容易造成较大影响。
五、展望
在未来一段时间内， 压力容器焊接技术的发展趋势主要表现有：新钢种的焊接工艺完善，焊接材料朝自动化方向发展，焊接接头的性能提高，尤其是药芯焊丝的产品比重上升。焊接技术现代化的一个重要标志即是焊接工艺及装备的现代化，这也是保证焊接产品高质量的一个重要因素。在今天高新技术飞速发展的环境下。焊接技术应当引进现代高新技术，以此加速实现工艺及装备的现代化，建立焊接数据库和专家系统，促进焊接生产实现现代化管理，以及智能控制焊接过程，大大提高焊接技术水平，使焊接质量和生产率也得到提高。
无论是焊接行业的哪个领域，焊接质量和提高以及成本的降低都应该是重视的问题。因而企业应当积极开发和采用先进的现代化焊接技术，并对产品质量加强管理，研制并采用先进的监控技术来确保产品的质量。在焊接质量保证的基础上，采用现代化管理和先进的技术使成本降低，从而提高企业竞争力。这是未来压力容器焊接技术的发展方向。
总之，随着锅炉技术在工业生产中占据的位置越来越重要，所以只有不断加大锅炉自动化的水平，才能更好的促进工业的发展，为我国现代化工业发展做出巨大的贡献。
参考文献：
[1]范逸. 锅炉压力容器焊接自动化技术和应用[J]. 办公自动化,2014,01:61-62+50.
[2]谷峰. 压力容器焊接自动化技术的现状与发展[J]. 化工管理,2014,08:127.
篇10
【关键词】 管道焊接 施工技术管理 工艺要点 管理措施
在我国经济快速发展的背景下，管道工程逐渐发展扩大，成为了诸多行业的一项重点工程，尤其是在能源、化工行业中，管道工程的质量直接影响到最终的生产。而焊接施工又是影响管道工程质量的关键环节，因此在实际工程中必须加强焊接施工技术管理，保证工程建设质量。
一、管道焊接施工工艺要点及管理特点
1、工艺要点。随着相关科技水平的不断提升，管道焊接施工出现很多新技术、新设备，这极大推动了管道焊接施工的进步发展。在目前的管道焊接施工中，多使用逆变式焊接机展开施工，在实际运用中，这种焊接机表现出了作业效率高、速度快、质量好的优。但是，在实际的施工中，有几个要点也需要注意。一是焊接方式的选择，这一般可以根据管口组对的间隙情况来确定，若间隙较小，则适宜使用逆变式焊接机进行施工作业。若是施工作业环境比较复杂，无法容纳焊接机进行施工，则可以选择手工电弧焊进行焊接施工，如此可以保证焊接施工的强适应性以及灵活性。二是在实际焊接施工中，需要根据设计方案确定合理的焊接作业计划，加强技术交底，保证焊接作业计划的可行性与可靠性。三是需要严控焊接作业质量，对管线、作业顺序、工艺等全部进行详细标注，以保证焊接施工有序开展。
2、施工技术管理特点。管道焊接施工技术管理在实际的工程中表现出了多方面的特点。首先，焊接手段多样化，对焊接工艺的最优性确定存在困难。由于焊接作业技术手段多样，在同一作业环境中，适用的焊接技术工艺往往不止一种，如何从中确定最佳工艺较为困难。其次，焊材性能多样，选择难度大。焊材的种类很多，除了常规的低氢型焊条、纤维素型焊条、自保护药芯焊丝等，还有一些其他不常见的焊材类型，其适用范围存在很多较差，判断标准也存在较大差异，这就给施工技术管理造成了很大难度。最后是管道焊接施工的环境多样，往往难以实现现场监督管理，这就使得现场施工的技术管理难以到位，容易留下质量问题。
二、管道焊接施工技术管理的对策建议
2.1对作业人员加强管理
作业人员是管道焊接施工的重要构成因素，人员因素会对焊接施工的质量产生较大影响。因此在实际的施工过程中，需要加强对作业人员的技术管理，确保施工活动能够取得优良的效果。首先，需要加强对作业人员的素养审核，保证焊接施工人员能够对焊接工艺产生足够的认识，并且具有良好的职业素养。其次，应该在施工现场对作业人员展开管理，对其在现场施工中的各种行为全面控制，避免出现影响施工质量的不良行为。
2.2严格焊接施工工艺选择
鉴于当前焊接施工工艺种类繁多的情况，在实际的管道工程中需要加强对焊接工艺的选择，不论是自动焊接，还是手动焊接，都应该视具体情况而定。首先，需要对焊接作业对象进行分析，明确其适合的焊接工艺有哪些。其次根据焊接作业环境，从适合的工作中选择作业方便、质效较高的工艺。最后，结合施工需求，详细设计作业计划，确保后续施工合理开展。
2.3规范焊接施工操作
施工操作是管道焊接技术管理的重点所在，需要结合选择确定的焊接工艺，在实际焊接作业中加强对操作的规范管理。比如，在自动焊接方面，往往是通过焊接机实施焊接作业，像闪光对焊机、逆变式焊接机等都是实现自动焊接作业的优良手段。实际操作中，就需要加强对焊接机的控制，同时做好检修养护，保证焊接质量。
2.4焊接要点的控制
在管道焊接施工中，存在一些技术要点。对这些技术要点加强管理控制，是保证焊接作业达到预期效果的关键。首先，热焊层与填充层的质量控制是应该注重的焊接要点。热焊层容易出现烧穿、夹渣等问题，填充层容易出现夹渣、气孔等问题，这些都需要在实际施工中加强控制。其次，焊层间的温度需要进行控制，严格按照焊接规范进行管理。层间温度应该在焊接工艺标准规范下实现合理控制，各层之间的温度都必须高于标准值。在实际施工中，需要安排专门的技术人员对层间温度进行测量。一旦温度降低到标准值以下，则需停止焊接施工。对其加热至标准值以上之后，才能重新开始焊接。同时，还需要注意焊缝的处理，确保其满足施工要求。
三、结束语
管道焊接施工涉及要点较多，不论是材料选择、工艺确定还是作业控制，都是实际施工中应该注意的关键环节。因此，对于相关人员而言，需要加强这些方面的技术管理，尽可能提升管道焊接施工质量。
参 考 文 献
