焊接自动化技术的现状与发展趋势

焊接机器人现状及发展趋势探究

摘要：在现阶段的工业生产实践过程中，焊接机器人已经得到了普遍的推广运用。焊接机器人由于具备自动化与智能化的焊接操作特征，因此能够有效取代人工焊接操作的传统工艺方法。近些年以来，焊接机器人的系统组成结构正在趋向于日益获得完善，焊接机器人在工业领域的实践运用范围也得到了明显的扩大。因此，本文探讨了焊接机器人在当前时期阶段的技术发展总体状况，探究焊接机器人的工艺技术未来发展趋势。

关键词：焊接机器人；实践运用现状；技术发展趋势

焊接工序构成了工业生产必不可少的工序组成部分，焊接工序的操作实施过程表现为人身伤害风险较高的特征。并且，人工进行零部件的焊接操作处理还会导致产生较多的人力资源成本以及生产时间成本，不利于促进工业企业获得最大化的经济效益。由此能够判断得出，焊接机器人在目前的企业焊接生产操作过程中需要得到更大范围的普及运用，切实控制焊接操作的人工实施成本，促进企业达到更高层次的经济效益利润目标。

一、焊接机器人的基本组成结构

对于焊接机器人而言，目前机器人的基本系统组成结构应当包含机器人的控制柜、本体结构、焊接系统、示教器、传感监测系统、辅助焊接设备、自动化的综合控制处理系统等。焊接机器人的核心设备部件主要集中在机器人的本体结构中，重点包含示教器与控制柜等，焊接系统可以划分为焊枪焊钳、焊接电源、供气机构与送丝机构，辅助焊接设备主要为焊接工装夹具以及自动化的移动控制系统。

此外，系统外部的自动传感监测装置能够重点针对于电弧焊的焊缝缺陷、空间环境数据等进行实时性的采集反馈，有效确保了焊接操作全面实施中的系统电压变化波动状况能得到完整的监测[1]。自动化的视觉传感器可以接收实时性的外部环境传输数据，然后将现有的焊接监测数据反馈给综合性的自动控制处理系统。在此前提下，具有综合控制处理功能的机器人系统就会协调控制现有的机器人运行状况，确保经过传感器采集获得的各项数据信息都能得到完整的反馈。

浅谈工程机械制造业智能化焊接技术现状与前景 王清曌

发布时间：2023-07-29T11:40:03.299Z 来源：《中国电业与能源》2023年8期 作者： 王清曌

[导读] 本文以工程机械结构件焊接生产的价值流为出发点，分析了批量生产型企业焊接智能化技术发展的瓶颈问题及需求；从焊接柔性焊接技术、焊接信息追溯到焊接机理模型研究三个层次，综述了当前工程机械制造业焊接智能化技术现状与瓶颈问题。分析认为，工程机械

智能化焊接是跨学科技术综合应用的体现，根基是焊接工艺机理性研究及理论的发展，基础是柔性机构的设计及制造的突破，关键是多源

传感技术与生产及研究需求的高度贴合应用，在以上基础之上，建立焊接过程的闭环反馈模型，最终实现工程机械结构件焊接制造的智能

化。

上海三一重机股份有限公司 临港工艺所 上海 200240

摘要：本文以工程机械结构件焊接生产的价值流为出发点，分析了批量生产型企业焊接智能化技术发展的瓶颈问题及需求；从焊接柔

性焊接技术、焊接信息追溯到焊接机理模型研究三个层次，综述了当前工程机械制造业焊接智能化技术现状与瓶颈问题。分析认为，工程

机械智能化焊接是跨学科技术综合应用的体现，根基是焊接工艺机理性研究及理论的发展，基础是柔性机构的设计及制造的突破，关键是

多源传感技术与生产及研究需求的高度贴合应用，在以上基础之上，建立焊接过程的闭环反馈模型，最终实现工程机械结构件焊接制造的

智能化。

关键词：价值流图；焊接工艺；柔性制造；机理模型；AI技术

序言

工程机械制造业素有“钢铁裁缝”的美称，焊接即为其核心工艺之一。在大型结构件制造中，焊接工序约占整个制造过程1/4的时间，人

员投入约占25%，是各企业在生产成本、质量控制的必争之地。

随着智能制造时代的到来，智能化焊接也成为了研究热点。近年来，许多大型制造业纷纷垂范，构建了智能化焊接示范站或示范点。

例如三一重工[1-2]18号厂房的智能车架焊接线，结合接触传感技术，实现了复杂结构件的智能定位焊接；徐工[3]的智能转台焊接线，利用

自动化焊接技术及应用

引言概述：

自动化焊接技术是利用计算机、机器人等自动化设备完成焊接过程的一种现代化焊接方法。随着工业自动化水平的不断提升，自动化焊接技术在各个领域得到了广泛的应用。本文将重点介绍自动化焊接技术的原理及其在工业生产中的应用。

一、自动化焊接技术的原理

1.1 焊接机器人

焊接机器人是一种能够代替人工完成焊接操作的自动化设备。它通过预先编程的程序控制焊接枪的移动轨迹和焊接参数，实现高效、精准的焊接作业。

1.2 感应加热焊接

感应加热焊接是利用感应加热器对焊接件进行加热，使焊缝处达到焊接温度，从而实现焊接的技术。它具有加热均匀、节能高效等优点。

1.3 激光焊接

激光焊接是利用高能量激光束对焊接件进行熔化和连接的技术。它具有焊接速度快、变形小等优点，适用于对焊接质量要求高的场合。

二、自动化焊接技术在汽车制造中的应用

2.1 车身焊接

在汽车制造过程中，大量的焊接工作需要完成车身的组装。采用自动化焊接技术可以提高焊接质量和效率，保证车身的稳定性和安全性。

2.2 焊接机器人在汽车工业中的应用 汽车制造中的焊接机器人可以实现对车身各个部件的焊接作业，包括车身框架、车门、车窗等部件的焊接。它可以根据不同车型的要求进行自动化调整，提高生产效率。

2.3 感应加热焊接在汽车制造中的应用

感应加热焊接技术在汽车制造中广泛应用于焊接车身结构件、车轮等部件。它能够提高焊接速度和质量，减少焊接变形，保证汽车的整体质量。

三、自动化焊接技术在航空航天领域的应用

3.1 飞机结构焊接

航空航天领域对焊接质量和安全性要求极高，采用自动化焊接技术可以保证焊接接头的牢固性和密封性，提高飞机结构的整体性能。

3.2 激光焊接在航空航天领域的应用

激光焊接技术在航空航天领域的应用日益广泛，可以实现对航空发动机、飞机机身等部件的高精度焊接。它能够减少焊接变形、提高焊接质量。

3.3 焊接机器人在航空航天领域的应用

激光焊接技术的研究现状及发展趋势探究

1. 引言

1.1 激光焊接技术的定义

激光焊接技术是一种利用激光束将热能集中到焊接点进行熔化并连接材料的先进焊接方法。通过激光束高能量密度和高束质量，可以实现快速、高效、精确的焊接过程。激光焊接技术在金属、塑料、陶瓷等材料的连接中广泛应用，具有焊缝小、热影响区少、变形小等优点。随着激光技术的不断进步和发展，激光焊接技术已成为现代制造业中一种重要的焊接方法，被广泛应用于汽车、航空航天、电子、医疗器械等领域。激光焊接技术的发展为加工技术的进步和产品质量的提高提供了重要支持，是当前研究和发展的热点之一。

1.2 激光焊接技术的重要性

1.提高生产效率：激光焊接技术具有快速焊接速度、操作简便等特点，可以大幅提高生产效率，节约人力、时间和成本。

2.提高焊接质量：激光焊接技术能够实现高精度的焊接，焊缝质量好，可以避免气孔、裂纹等焊接缺陷，确保焊接连接的牢固性和稳定性。

3.拓展适用范围：激光焊接技术可以应用于各种金属材料的焊接，包括高熔点金属和难焊材料，具有很强的适用性和通用性。 4.降低能源消耗：相比传统焊接方法，激光焊接技术采用光能作为热源，能量利用效率高，节能环保，有利于减少对环境的影响。

激光焊接技术在制造业中的重要性不容忽视，其在提高生产效率、提高焊接质量、拓展适用范围和降低能源消耗等方面的优势，使其成为现代工业领域中备受重视的焊接技术之一。

2. 正文

2.1 激光焊接技术的研究现状

1. 激光焊接技术的发展历程：激光焊接技术自20世纪70年代开始逐渐发展，并在各个领域得到广泛应用。随着激光技术和光学技术的不断进步，激光焊接技术的研究也得到了快速发展。

2. 激光焊接技术的研究热点：当前的研究主要集中在提高焊接质量和效率、拓展适用范围、降低成本和提高稳定性等方面。利用不同波长的激光进行焊接，探索新的焊接材料、优化焊接参数等。