隨著國家交通、房產等基礎建設項目的不斷增多,各項工程建設的逐漸加快,以及冶金、礦山、砌筑、塔架等投資力度的加大,我國工程機械行業(yè)迎來了新的發(fā)展機遇。但是我們必須清楚的認識到,焊接技術仍然嚴重制約著行業(yè)的發(fā)展。因此,這就需要焊接領域可以提高焊接設備和工藝水平,結合新產品的開發(fā),進一步促進我國焊接技術向高效、優(yōu)質、節(jié)能、環(huán)保、自動化等方向發(fā)展。
工程機械是中國裝備工業(yè)和中國制造裝備業(yè)的重要組成部分。在國民經濟發(fā)展的過程中發(fā)揮了不可替代的作用。支持和關注工程機械的發(fā)展,研究工程機械的各種技術需求,特別是焊接技術的發(fā)展與其需求同步十分重要。
1.工程機械的發(fā)展
1.1.概括地說,凡土石方施工工程、路面建設與養(yǎng)護、流動式起重裝卸作業(yè)和各種建筑工程所需的綜合性機械化施工工程所必需的機械裝備,稱為工程機械。它主要用于國防建設工程、交通運輸建設,能源工業(yè)建設和生產、礦山等原材料工業(yè)建設和生產、農林水利建設、工業(yè)與民用建筑、城市建設、環(huán)境保護等領域。
1.2.進入20世紀,隨著機械工程技術的發(fā)展和知識總量的增長,機械工程開始分解,陸續(xù)出現了專業(yè)化的分支學科。礦山、冶金、輪船和機車等大型機械的發(fā)展,需要成形加工和切削加工的金屬零件越來越多,所用金屬材料由銅鐵發(fā)展到以鋼為主。同時,隨著生產批量的增大和精密加工技術的發(fā)展,也促進了大量生產方法(零件互換性生產、專業(yè)分工和協(xié)作、流水加工線和流水裝配線等)的形成。
機械工程以增加生產、提高勞動生產率、提高生產的經濟行為目標來研制和發(fā)展新的機械產品。在未來的時代,新產品的研制以降低資源消耗,發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉?,治理、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經濟的目標任務。計算機科學與機械工程之間的相互促進,平行前進將使機械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。
2.工程機械對焊接技術的需求
2.1.主要焊接母材的應用領域
2.1.1.冷軋和熱軋板的應用領域。所用的鋼材主要是冷軋板和熱軋板(板厚2-10mm),其材質主要是以Q235,Q195等牌號的熱軋板和冷軋板洗板為主,主要應用在駕駛室、發(fā)動機罩、操縱臺架、鏟斗和油箱等覆蓋件方面。
2.1.2.中厚板材的應用領域。中厚板主要以Q235、Q345B、Q345C或Q345D(具有良好的低溫沖擊韌性)等低碳結構鋼為主,應用在裝載機的前車架、后車架、動臂等工作裝置結構件領域,是制造裝備中的主要鋼材種類。SS400/SS400A是低碳優(yōu)質結構鋼,由于這種鋼材具有屈服強度高400MPa,抗拉強度超過520MPa,延伸率達到30%的良好的機械性能,被廣泛地應用在挖掘機的結構件領域,特別是應用在動臂斗桿等重要的結構件上。
2.2.各種型材的應用領域
工程機械所用的各種型材主要是指優(yōu)質棒材、鋼管、各類型鋼等,主要應用在液壓系統(tǒng)中的油缸、閥類元件中。油缸鋼桶,主要應用的材質是20#、27SiMn鋼管,鋼管內徑63-220mm,厚壁在8-20mm范圍內最為常見。棒材主要應用在油缸的活塞桿、驅動橋中的半軸,材質主要是35#、40#、45#和40Cr等中碳合金鋼。罐體材料可按抗拉屈服強度σs或抗拉標準強度σb分為低強鋼和高強鋼,高強鋼多用于5000m³以上儲罐;附屬設施(包括抗風圈梁、鎖口、盤梯、護欄等)均采用強度較低的普通碳素結構鋼,其余配件、附件則根據不同的用途采用其它材質。制造罐體常用國產鋼材有20、20R、16Mn、16MnR 以及Q235 系列等。
3.焊接技術的發(fā)展與展望
焊接已經從一種傳統(tǒng)的熱加工技藝發(fā)展到了集材料、冶金、結構、力學、電子等多門類科學為一體的工程工藝學科。而且,隨著相關學科技術的發(fā)展和進步,不斷有新的知識融合在焊接之中。
3.1.現代的焊接的幾大特征:
3.1.1.焊接已成為最流行的連接技術。在當今工業(yè)社會,沒有哪一種連接技術象焊接那樣被如此廣泛、如此普遍地應用在各個領域。而其中最主要的原因就是其極具競爭力的性價比。
3.1.2. 焊接顯現了極高的技術含量和附加值。焊接已經進入了一個嶄新的發(fā)展階段。當今世界的許多最新科研成果、前沿技術和高新技術,諸如:計算機、微電子、數字控制、信息處理、工業(yè)機器人、激光技術等,已經被廣泛地應用于焊接領域,這使得焊接的技術含量得到了空前的提高,并在制造過程中創(chuàng)造了極高的附加值。
3.1.3.焊接已成為關鍵的制造技術。焊接作為組裝工藝之一,通常被安排在制造流程的后期或最終階段,因而對產品質量具有決定性作用。正因為如此,在許多行業(yè)中,焊接被視為一種關鍵的制造技術。
3.1.4.焊接已成為現代工業(yè)不可分離的組成部分。在工業(yè)化最發(fā)達的美國,焊接被視為“美國制造業(yè)的命脈,而且是美國未來競爭力的關鍵所在”。許多工業(yè)產品的制造已經無法離開焊接技術的使用。
在近代的金屬加工中,焊接比鑄造、鍛壓工藝發(fā)展較晚,但發(fā)展速度很快。焊接結構的重量約占鋼材產量的45%,鋁和鋁合金焊接結構的比重也不斷增加。
未來的焊接工藝,一方面要研制新的焊接方法、焊接設備和焊接材料,以進一步提高焊接質量和安全可靠性,如改進現有電弧、等離子弧、電子束、激光等焊接能源;運用電子技術和控制技術,改善電弧的工藝性能,研制可靠輕巧的電弧跟蹤方法。另一方面要提高焊接機械化和自動化水平,如焊機實現程序控制、數字控制;研制從準備工序、焊接到質量監(jiān)控全部過程自動化的專用焊機;在自動焊接生產線上,推廣、擴大數控的焊接機械手和焊接機器人,可以提高焊接生產水平,改善焊接衛(wèi)生安全條件。
在激烈的競爭中,企業(yè)的經營、管理和創(chuàng)新活動無一不與其獲取的信息密切相關。焊接行業(yè)由于本身具有開放、分散的特征,信息的資源、獲取方式及準確性評估、分析整理都顯示出很大的難度。焊接已不再是一種單純意義上的加工技藝,它已發(fā)展成為集多種學科為一體的工程工藝科學。焊接在未來工業(yè)經濟中的作用和地位無法取代。技術創(chuàng)新和支撐體系建設及完善是今后發(fā)展的關鍵。