管道智能焊接工艺应用

管道智能焊接工艺应用

江心 李大峰

南京市水务工程建设管理中心 江苏南京 210000

摘要：为了实现管道焊接工艺的高效率、高质量、经济性、安全性等需求，可采用新型的焊接工艺，即智能焊接工艺，来焊接还有很大发展空间，针对一些复杂的作业环境，需要不断进行技术突破及创新，实现真正意义的智能，在智能化的满足作业需求。管道自动焊接机器人是一种自动焊接设备，它可以有效代替人工焊接的方式，提高焊接效率。不过未来智能道路上越走越远。

关键词：管道；智能焊接；自动焊接机器人

随着工程建设水平的提高，相应的施工要求也越来越高。管线建设和运行与以往相比有更高的要求，比如在安全、经济、质量、效率等方面追去更高的标准。而传统的管道焊接工艺，并不能很好地实现这一愿望，不能有效提高质量和效率。正是有需求，所以才推动了焊接技术的发展，产生智能焊接这一新型工艺，在管道焊接过程中，可采用智能机器人进行自动焊接。智能焊接机器人的精度高、效率高、稳定性高，可以有效的减少物耗与功耗，提高焊接的质量、降低劳动强度、改善劳动环境、减轻对焊接技术人员的依赖程度等等，既可以提高焊接的效率和质量，又可以有效节约成本，为管道建设提供了可靠的技术保证。虽然智能焊接机器人很大程度上提高焊接效率，但其技术发展还有很大的提升空间，希望未来智能机器人在智能化道路上有更大的突破，逐步实现真正意义上的智能。

1 传统管道焊接工艺

1.1传统管道焊接工艺介绍

智能焊接虽有很大优势，但传统工艺运用还是比较多，明显存在一定的传统工艺。例如，有焊条、电弧焊以及氩弧焊。传统的管道焊接方式是以手工为主，传统管道焊接使用了焊具和焊条对管道的接口进行焊接，这种焊接方式效率低下，作业的质量精度得不到保证，而且费时费力，效率极低。受人工技术的制约。电弧焊和气焊，虽然技术水平有一定的提升，可以代替手工焊，但是在这种焊接工艺对焊接工人技术水平要求较高，焊接有一定难度，操作不便，效率也不高。还有激光焊，可以在水下焊接管道，能适应水下的水压和水流，但是对控制系统的要求高，花费的成本也高。总而言之，传统管道焊接在焊接作业时，不能有效提高效率和质量，而智能焊接更有优势。

1.2 传统管道技术弊端

传统管道技术存在许多弊端，比如可能存在管道未焊透，管道与管道之间会有气孔这些问题，最重要的是可以看到裂纹，未能充分的融合，这些都是传统管道技术存在的弊端，已不能满足当下的焊接要求。

2 管道智能焊接工艺

2.1 智能焊接工艺介绍

随着时代的发进步，传统的手工焊接技术显然不具有竞争力，无法满足高效率、高质量、高标准等等方面要求，而智能焊接技术刚好能弥补传统手工焊接工艺的不足，具有明显的优势。智能焊接技术是基于计算机的信息处理技术，就是利用机器，对人焊接技术加以模拟。智能焊接技术是多个学科领域交叉综合运用的结果，它可以运用到很多领域，而本次研究侧重于管道。采用管道自动焊接机器人这种自动焊接设备焊接管道，可以使管道之间的焊缝更好低融合，在提高效率的同时，质量也得到保证。智能焊接工艺可有效提高焊接技术水平，比传统焊接具有很多优势，可达到良好的效益。

2.2 智能焊接应用现状

智能焊接工艺具有高效率、高质量、安全性、经济性等优势，广泛应用于汽车、航天、船舶、机械加工、电子电气、食品等行业领域，是不可替代的一种工艺手段，是衡量一个国家制造水平及科技水平的重要标志之一，未来的继续发展比较可观。

2.3 相对管道传统焊接工艺优势

2.3.1 高效率

自动焊接机器人在进行管道焊接时，启动反应时间短，焊接速度较快，速度可达60-3000px/分钟，而运用传统的手工焊接技术进行管道焊接的速度，远远落后于自动焊接机器人的速度。整个机器在进行管道焊接作业过程中运行比较高效，中途不进行休息停顿，而人工焊接的话，可能会受许多因素的影响而停顿下来，整体下来效率会低很多。所以，相比交传统人工焊接，智能焊接更具有可持续性、高效性，从而提高整个工程的运行效率。

2.3.2 高质量

管道自动焊接机器人是可以模仿人类手臂功能的机器人，可以在可活动的空间内任意移动焊枪的位置，根据焊接需要调整至最合适的状态，进行管道焊接，与传统人工相比更具优势。传统焊接工艺有较多的技术限制，对质量影响较大，而进行机器人自动焊接，相应参数都可提前设置好，可以重复操作，精准度高，受人工影响较小，所以焊缝质量可以得到保证。

2.3.3 安全性

焊接加工有一定的危险性，对焊接工人人身安全存在危险隐患。而使用智能焊接机器人，可以有效代替施工作业人员的焊接作业。在恶劣的环境下，使用这种技术，可以解脱人们在复杂环境下劳作这种困境，机器人操作不存在这种安全隐患问题，保证人们的安全。

2.3.4 经济性

一个机器人焊接效率可以替代2到4名工人的效率，而且机器人可以进行无间断持续性操作，一天内不间断运作，不需要间断休息，有产品更新情况，不需修改机器人本身，只需修改相应程序即可，减少投资。

3 智能焊接机器人发展趋势及展望

3.1 发展趋势

3.1.1 多智能焊接机器人系统

施工作业环境是复杂变化的，所以，一台焊接机器人在复杂环境下的焊接施工会比较困难，焊接的效率比较低，需要多台焊接机器人，多个机器人之间进行信息交互，相互协调配合，相互配合，可以解决复杂的施工作业情况，会使得作业效率更高，保证高效率完成作业。

3.1.2 多传感器信息智能融合技术

随着焊接技术水平的不断提高，单一传感器也无法满足复杂环境下的作业要求，因为单单凭借一个传感器无法对环境中的干扰做出全面的判断，无法满足作业需求，借用错传感器智能融合技术，可以快速获得可靠信息。

3.1.3 虚拟现实技术

利用虚拟焊接技术，通过模拟现实环境，到达一种逼真的效果，有身临其境之感，可以提高焊接的质量。

3.2 展望

智能机器人发展前景越来越好，希望智能焊接今后在以上提到的发展趋势中，有更大的突破，以便在以后的复杂管道施工中，可以轻易克服难题，为管道建设提供可靠的技术保证。同时希望运用智能焊接工艺作业，不能只考虑焊接过程中的智能决策和控制，多方面考虑问题，要考虑整个焊接产业，从不同的角度和层面优化焊接方案，，使智能焊接更能保持活力。

4 结语

管道智能焊接工艺已得到广泛认可，相比较传统管道焊接工艺有很大突破，即可以提高质量和效率，又可以降低成本。但是管道智能焊接工艺还需进一步去研究，朝着更加智能的趋势发展。还有，在智能焊接作业时，不能只考虑焊接过程中的智能决策和控制，多方面考虑问题，优化焊接方案，从不同的角度和层面优化方案设计，要考虑到绿色、柔性化、个性化等方面。管道智能焊接工艺还需进一步研究相关技术，比如优化机器人焊接工艺、机器人感知以及机器人零件的通用性等等技术，实现真正意义上的机器人智能焊接。

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