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效能烧焊技艺在施工起重机铸造里的运用及进展前瞻

2011-07-29 01:58:22中国起重机招标网

  一、概述

  随着国民经济的快速发展,我国工程机械行业迎来了前所未有的发展机遇。近年来,伴随着国家加大对基础设施建设的注资,在重大工程项目的牵引下,起重机行业迎来了产销两旺的发展态势,面对机遇与挑战,要想成为起重机行业的领跑者,能够在激烈的竞争中抢夺较大的市场份额,不仅仅依靠卓越的产品综合性能,更需要提升产品的生产效率,缩短生产周期。自动化焊接技术作为起重机结构件制造中zui为核心的工艺技术,不仅提高了产品的焊接质量,并大大加快了产品的生产效率。

  车架、吊臂、转台作为工程起重机的三大结构件,不仅结构复杂,焊接质量要求高,而且焊接工作量巨大,生产周期长,传统的手工焊接已无法满足产品的严格要求和市场竞争的需要,引进先进的自动化焊接技术,不仅可以改变人工焊接带来的质量难以控制问题,而且大大提高了焊接效率。

  二、高效焊接技术在工程起重机制造中的应用现状

  (1)焊接专机与焊接机器人在车架焊接方面的应用日臻成熟。目前,在国内大型的工程起重机生产厂家,起重机受力zui为复杂的结构件――车架后段部分已全部采用自动化焊接生产,形成了流水线式的柔性自动化焊接生产线,主焊缝焊接应用了高效双丝焊接系统、内焊缝实现了双机器人协同作业、座圈部分也采用了单机器人系统、双工位的作业模式。焊接机器人的协同作业联合高效双丝焊接专机,不仅zui大程度上发挥了机器人和专机系统各自的优势,而且极大地提高了焊接效率,焊接质量得到了有效保证,关键焊缝的焊接质量基本实现零反馈。

  (2)高效双丝焊接专机保证起重臂关键焊缝焊接质量。起重臂结构作为起重机中zui重要的受力部件,在几个关键结构件中,其焊后几何精度要求zui高、材料的焊接要求也zui高,为了满足其使用要求,需要一流的焊接工艺、更需要一流的焊接技术和高效率的焊接装备加以保证。针对吊臂筒体为长直对接焊缝的特点,结合焊接专机系统特点,日前大部分起重机生产企业均采用激光跟踪双丝焊接系统,焊接专机与焊接电源、激光跟踪装置及焊枪调整各部分协调动作,集中控制,能够实现整条焊缝的自动焊接,配合链式翻转机构,可实现焊完一侧立即对另一处焊缝的焊接,采用高效双丝焊接系统,极大提高了焊接速度,焊缝成形美观,具有很高的实用价值和应用前景。

  (3)焊接机器人在转台结构焊接上取得突破。目前国内知名起重机生产厂家,在转台主体结构、卷扬箱部分均开始了自动化焊接应用,应用进程和成熟度各不相同,起步较早的厂家已经实现机器人机群批量化应用,其中转台主体部分焊接多采用龙门架天吊式焊接机器人,总自由度数高达11轴的机器人系统可保证每条焊缝的水平位置或船形位置焊接。此外,先进的反变形液压工装可在焊接的同时,进行工件焊接变形的适时控制,更重要的是,柔性化的工装设计,可适应不同型号转台工件的装夹,采用机器人系统所具有的多种接触传感、电弧跟踪功能可适应工件下料、拼装所带来的误差,保证焊接过程的正常进行。转台焊接(导轨架焊接)机器人工作站的应用,代表了目前工程机械行业弧焊机器人应用的zui高水平,也为今后焊接机器人的应用指明了新的方向。

  三、高效焊接技术在工程起重机制造中的应用发展趋势

  (1)通过应用优化提高现有自动化焊接设备的焊达率。经过工艺技术人员连续不断地技术应用试验,国内工程起重机厂家将高效焊接技术与装备在关键结构件上实现了逐步推广应用,实现了与国外同行业zui高水平站在了同一起跑线上,赢得了区域性竞争的优势;但国内厂家50%~80%的焊达率,与三菱卡特、日本神钢等高水平工程机械制造商90%以上的焊达率相比,还存在较大差距,还需要通过各种优化措施逐步提升。

  (2)通过焊接机器人附加功能的开发应用和维护水平的不断提升,减少故障停机率、提高设备利用率,逐步形成一人多机的作业模式。自动化焊接装备的使用,替代了焊接操作工的大部分工作量,使工人从近距离直接焊接转向看护式监控生产过程,保障质量效率的同时,也是现代生产模式人性化需求的体现;随着自动化焊接装备的大批量应用,其可靠性和利用率将决定产品的质量和效率,因此,提高设备维护水平、实现设备故障的及早发现和预警将是未来应用发展方向。同时,为使设备高可靠性运行,焊接气体、电弧、送丝稳定性等监测功能,故障报警以及安全报警等功能的开发应用将成为未来需求。

  (3)将高效焊接技术应用范围扩大至其他重要受力件和外观件的生产。高效焊接技术在工程起重机行业的应用还集中在三大结构件的应用方面,但在固定支腿、活动支腿、臂头臂尾以及副臂等重要受力件生产过程中尚未成熟应用,这些结构件对产品的品质、可靠性也有很大影响。为此,在三大关键结构件应用成熟后,这些结构件的高效焊接技术应用开发将成为另一个重要方向。

  (4)逐步在大吨位产品上全面应用高效焊接技术,与国外知名品牌竞争时取得战略优势。目前的高效焊接技术在工程起重机上的应用,还主要在于解决批量较大的中小吨位产品结构件焊接问题,在大吨位产品焊接方面的应用尚未得以推广。关键原因在于,大吨位起重机产品的选材要求更高,焊接工艺要求对自动化焊接系统的功能提出了更高要求,比如焊前预热、焊接过程中的参数控制、时间控制及焊后的后热处理等,在人工作业时有较大的灵活性,但实现自动化作业、同时还要兼顾柔性化应用,其难度不言而喻;此外,与中小吨位产品相比、大吨位产品结构件自身尺寸重量都有大幅度增加,对配套的联动焊接操作设备也提出了更高要求,但随着大吨位产品市场的不断提升、自动化焊接装备配套厂家技术水平不断突破以及民族品牌形象的树立等因素的影响,在大吨位产品结构件焊接方面,自动化焊接装备将逐步得以实质性应用。

  四、结语

  纵观当今汽车起重机行业自动化焊接技术的发展,不难发现,自动化焊接技术已经渗透到起重机结构件制造的每一个角落,焊接机器人更是朝着自动化、柔性化、智能化的方向发展。相信不久的将来,机器人技术除了应用在结构件焊接外,涂装、装配等领域的应用也将取得重大突破。随着技术的进步,会有更多更先进的焊接机器人应用到汽车起重机生产领域,我们也期待在自动化焊接的同时实现焊接质量的实时监控,将焊缝进行动态跟踪反馈很好应用于生产中,减少焊后的检测工作。

  可以预见在不久的将来,伴随着计算机技术、模糊控制技术、专家系统技术、人工神经网络技术及智能工程技术的发展,焊接机器人将会在进行位置偏移后重新示教、基轴数据丢失后的校轴以及焊接前的接触传感等方面的效率有重大改善,使得自动化焊接技术的发展能够为工程机械领域作出更大贡献。

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