摘要：薄板焊接時，傳統(tǒng)的薄板成型焊接技術(shù)焊接時的局部不均勻熱輸入會產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形，影響焊接效率和質(zhì)量。而自動化焊接技術(shù)可以滿足同時進(jìn)行多塊薄板的焊接操作，提升焊接生產(chǎn)效率，焊接質(zhì)量比較穩(wěn)定，焊接水平趨于一致，同時還能夠減少企業(yè)勞動力，降低勞動力成本，提升企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。

　　1焊接自動化技術(shù)概述

　　由于焊接工人的焊接經(jīng)驗(yàn)、身體素質(zhì)、焊接設(shè)備各有差異，傳統(tǒng)的人工手動焊接技術(shù)精度低，質(zhì)量較差。自動化焊接技術(shù)要充分明確焊接工藝和工藝流程，但由于焊接環(huán)境是難以控制的，因此還需要時刻關(guān)注焊接生產(chǎn)的穩(wěn)定性。所以在實(shí)施自動化焊接的過程中，要正確地運(yùn)用各項自動化機(jī)械設(shè)備，對設(shè)備的配置、參數(shù)有一個較為清晰的了解，充分滿足產(chǎn)品加工制造實(shí)際要求。焊接技術(shù)的自動化發(fā)展也使得各種規(guī)格的電焊機(jī)層出不窮，如氣體保護(hù)弧焊機(jī)、電焊機(jī)、縫焊機(jī)、電子束焊機(jī)等，在自動化的基礎(chǔ)上更近一步地提升了焊接工藝。并且，人工智能焊接機(jī)械臂、機(jī)器人的出現(xiàn)又使得焊接技術(shù)成為一個全新的研究領(lǐng)域，從自動化向智能化、集成化、高精度化轉(zhuǎn)變，為我國機(jī)械設(shè)備制造業(yè)的整體水平提升起到了非常大的推動作用。

　　2自動化焊接技術(shù)在薄板成型中的應(yīng)用

　　由于自動化焊接技術(shù)在薄板成型中的應(yīng)用大多存在于汽車骨架的裝配與船舶制造，因此本文主要以船舶制造為例，對其的應(yīng)用進(jìn)行具體分析。

　　2.1鋼料加工階段

　　2.1.1平板的拼接

　　2.1.1.1薄板拼接方法的選擇

　　對于6mm以下薄板的拼接，按以往的經(jīng)驗(yàn)，正反面焊接均采用CO2氣體保護(hù)自動焊進(jìn)行，該種焊接方法雖然使得焊縫成型美觀，但也存在工序繁雜、效率底、焊接質(zhì)量不易控制等缺點(diǎn)?？紤]到CO2氣體保護(hù)自動焊的諸多缺點(diǎn)，可以使用細(xì)絲埋弧焊技術(shù)，利用2.0mm焊絲對4-6mm薄板進(jìn)行自動化焊接，大大地提高焊接效率和焊接質(zhì)量。細(xì)絲埋弧焊的焊縫成型不如 CO2氣體保護(hù)自動焊美觀，相對而言，其焊接變形也較大。為此，經(jīng)過對船體薄板結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和在實(shí)際船上所處位置的仔細(xì)分析，考慮焊接效率并兼顧焊縫表面成型效果的情況下，可以采用組合焊。在焊縫設(shè)計時，將細(xì)絲埋弧焊焊縫放在有結(jié)構(gòu)一側(cè)，在甲板面和通道兩側(cè)盡量設(shè)置CO2氣體保護(hù)自動焊焊縫。

　　2.1.1.2薄板拼接工藝要求

　　嚴(yán)格控制鋼板對接間隙，3mm板材拼接對接間隙不大于 1mm，6mm及以下板材拼接對接間隙控制在1.5-2mm之間；定位焊焊點(diǎn)直徑為5mm，焊點(diǎn)間距為50mm，均勻分布。焊前對定位焊部位進(jìn)行打磨，焊肉磨平高度約為0-0.5mm，焊點(diǎn)高度不能超過鋼板表面0.5mm，以免影響焊縫表面質(zhì)量；采用單面定位焊，先焊接定位焊面，除3mm板材需清根后焊接外，4-6mm 板材打磨后直接采用細(xì)絲埋弧焊進(jìn)行焊接；平板拼接前將磁性壓碼或?qū)Ｓ脡喊迤骶鶆蚍胖迷诤缚p兩側(cè)，磁性壓碼間距為 500mm左右，板材周邊用馬板固定，防止板材翹起。在不影響焊接的情況下，磁性壓碼或?qū)Ｓ脡喊迤鲬?yīng)盡量靠近焊縫，待焊縫冷卻后方可移開。磁性壓碼應(yīng)采用防磁措施，避免造成焊接作業(yè)時產(chǎn)生磁偏吹現(xiàn)象，影響焊接質(zhì)量；平板拼接焊接時，CO2氣體保護(hù)自動焊選用0.8mm實(shí)芯焊絲，埋弧自動焊選用 2.0mm焊絲，需要注意的是此種焊接方法僅適用于4-6mm板材的拼接。

　　2.1.2平面板架的焊接

　　2.1.2.1平面板架焊接方法的選擇

　　薄板平面板架的焊接效果是薄板成型的關(guān)鍵，該工序焊接方法使用不當(dāng)會直接影響后續(xù)工序乃至全船薄板整體成型質(zhì)量。要想板架成型效果好必須做好以下三點(diǎn)，即焊腳尺寸一致且趨近設(shè)計尺寸下限；板架整體受熱均勻；做到焊接有序，自動角焊小車是同時滿足前兩點(diǎn)要求的不二選擇，結(jié)構(gòu)安裝時應(yīng)考慮自動角焊小車的利用率情況。在平面板架結(jié)構(gòu)安裝時，應(yīng)將方向一致且數(shù)量多的結(jié)構(gòu)先安裝。一般情況下，先安裝全部縱向結(jié)構(gòu)，使用自動角焊小車焊接后，再安裝橫向結(jié)構(gòu)。由于形成了十字相交結(jié)構(gòu)形式，須將小車的軌道用特定的工裝墊平，分段焊接橫向結(jié)構(gòu)。此種方法焊接的平面板架，自動化焊接量最高可達(dá)到焊縫總長的80%以上。

　　2.1.2.2平面板架裝配、焊接工藝要求

　　使用專用平臺裝配、焊接， 平臺表面平面度保證在 ±1mm/5m；平面板架結(jié)構(gòu)裝配間隙應(yīng)控制在0.5mm以下，盡量做到“不透光”；定位焊分布均勻，間距為50mm為宜，并只在結(jié)構(gòu)的一側(cè)定位焊，不得使用拉桿固定；焊前使用厚度為25- 35mm、寬度為300mm的條形壓鐵，放置在預(yù)先釘焊好的結(jié)構(gòu)兩側(cè)，待焊縫冷卻后方可移開。為使焊接應(yīng)力能夠自由釋放，板架邊緣無需剛性固定。

　　2.2分段建造階段

　　所謂分段建造，實(shí)際上就是分段裝配，對之前一個階段得到的部件或零件進(jìn)行組裝。從高速船的角度講，這一階段的焊接自動化表現(xiàn)為以下兩個方面：其一，分段反造；其二，板架安裝和焊接。

　　2.2.1分段反造時甲板結(jié)構(gòu)的焊接

　　分段反造時，一般以甲板或平臺為基本操作面，將板材直接鋪于胎架上，然后進(jìn)行板材拼接、劃線、結(jié)構(gòu)件安裝、焊接等作業(yè)，其施工要點(diǎn)與平板的拼接、平面板架的焊接類似。不同之處是在坡口的選擇上，當(dāng)板厚大于或等于5mm時，對于對接板縫就可以嘗試使用陶質(zhì)襯墊，實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成型的效果；當(dāng)板厚小于5mm時，就只能選擇CO2氣體保護(hù)自動焊進(jìn)行焊接，以確保焊接質(zhì)量和焊縫成型美觀。

　　2.2.2舷側(cè)板架安裝、焊接

　　對于深V船型或舷側(cè)結(jié)構(gòu)線型不大的船體，其舷側(cè)外板由于橫向線型多為斜直線型或直線型，所以舷側(cè)結(jié)構(gòu)十分適合形成板架后整體安裝。為了提高焊接自動化率和薄板成型質(zhì)量，在設(shè)計時將舷側(cè)結(jié)構(gòu)組成平面板架在鋼加階段進(jìn)行焊接，最后在分段建造階段整體安裝到分段上，這樣既節(jié)省了工時又有利于薄板成型控制，所以其焊接方法與鋼加階段平面板架的焊接相同。為提高外板橫焊縫的美觀程度，可以采用自動焊擺頭小車，使用CO2氣體保護(hù)半自動焊在結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)焊接，外側(cè)氣刨清根，CO2氣體保護(hù)自動焊蓋面。此種工藝有效地杜絕了外板橫焊縫的“雙眼皮”問題，大大地提高了外板橫焊縫的美觀程度。此外，相較于手工焊縫，立對接焊縫有更好的成型效果。

　　2.2.3焊接規(guī)范

　　橫向?qū)雍缚p焊接時應(yīng)滿足以下規(guī)范要求：焊接電流為 90-120A，焊接電壓為20-22V，氣體流量為20L/min，焊接速度為280-320mm/min。對于立面對接焊縫，其焊接時應(yīng)滿足以下規(guī)范要求：焊接電流為100-130A，焊接電壓為20-22V，氣體流量為20L/min，焊接速度為260-300mm/min。

　　3結(jié)束語

　　長期以來，如何克服焊接與成型薄板時產(chǎn)生的各項問題都是汽車、船舶等制造企業(yè)難以攻克的一項技術(shù)難題。手動焊接時，不穩(wěn)定的熱力輸出將會導(dǎo)致焊縫處的熔斷金屬受到內(nèi)應(yīng)力的拉伸，從而產(chǎn)生較大程度的形變。對此，行業(yè)內(nèi)將自動化機(jī)械技術(shù)與焊接技術(shù)相結(jié)合，形成自動化焊接技術(shù)，以高精機(jī)械臂對焊頭、焊接點(diǎn)進(jìn)行精確控制，使薄板焊縫處受熱均勻，成型更為自然，瑕疵也較少。

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