第一節(jié) 等離子焊接機(jī)基本生產(chǎn)技術(shù)、工藝或流程
1、專利
北京鷹瑞達(dá)科技發(fā)展有限責(zé)任公司便攜式等離子弧切焊機(jī)（型號(hào)：BPCW22A+），其技術(shù)指標(biāo)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，目前是國(guó)內(nèi)外獨(dú)一無(wú)二的高科技切/焊專利產(chǎn)品（專利號(hào)：ZL02208736），獨(dú)創(chuàng)的設(shè)計(jì)理念，專有的技術(shù)突破，能順利地完成各種材質(zhì)的切割（破拆）和焊接難題，真正實(shí)現(xiàn)高科技產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)值。
2、全數(shù)字控制等離子弧焊堆焊機(jī)在武漢開(kāi)發(fā)成功
一種通過(guò)自主研發(fā)，不斷改進(jìn)，不斷創(chuàng)新，反復(fù)試驗(yàn)，又搞出來(lái)了控制精確、參數(shù)穩(wěn)定、顯示直觀，操作便捷的第三代的LU-F400-F300-2W型多功能全數(shù)字控制等離子弧焊堆焊機(jī)最近在武漢問(wèn)世。并由武漢高力熱噴涂工程有限公司設(shè)計(jì)制造批量生產(chǎn)。
這臺(tái)先進(jìn)性能多功能全數(shù)字控制等離子弧焊堆焊機(jī)，不僅解決了我國(guó)管線閥門生產(chǎn)的老大難問(wèn)題，是制造高端閥門密封面的理想設(shè)備。而且也是石油、化工、冶金、水利、電力關(guān)鍵工件生產(chǎn)的理想設(shè)備，填補(bǔ)了我國(guó)多功能數(shù)字化控制等離子弧堆焊機(jī)的空白。
繼2003年搞出了第二代模擬控制等離子噴焊機(jī)后，通過(guò)不斷改進(jìn)，不斷創(chuàng)新，反復(fù)試驗(yàn)，又搞出來(lái)了控制精確、參數(shù)穩(wěn)定、顯示直觀，操作便捷的第三代機(jī)。實(shí)現(xiàn)了工藝程序及工藝參數(shù)預(yù)設(shè)，由模擬控制到全數(shù)字化控制，由一般的參數(shù)控制到智能化控制的跨越，并且具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在新機(jī)型的二十項(xiàng)創(chuàng)新項(xiàng)目中，有十八項(xiàng)準(zhǔn)備申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利。
與第二代等離子噴焊機(jī)相比，第三代機(jī)主要有如下特點(diǎn)：
1）等離子弧焊電源采用目前最先進(jìn)的IGBT逆變式弧焊電源，數(shù)字化電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)。調(diào)節(jié)精細(xì)，具有恒流輸出特性。特別是可根據(jù)堆焊過(guò)程中工件溫度的變化，按區(qū)域設(shè)定堆焊電流，以及能精確設(shè)定電流上升速率和電流衰減速率，并能顯示整個(gè)堆焊過(guò)程的電流變化曲線。
2）采用高級(jí)的PLC(可編程)控制器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工藝程序和工藝參數(shù)的全數(shù)字化控制。
3）采用觸摸屏操作和顯示系統(tǒng)，通過(guò)畫面和視窗，使工藝程序和參數(shù)的預(yù)設(shè)，工藝狀態(tài)和工藝參數(shù)的顯示，以及工藝操作更精細(xì)、更形象、更便捷、更具人性化。
4）在屏上直接預(yù)設(shè)和顯示工藝參數(shù)的物理量，改變以往用電參數(shù)間接反映物理量大小的弊端。
5）在整個(gè)堆焊過(guò)程中，能精確設(shè)定時(shí)序的時(shí)間量和計(jì)數(shù)的數(shù)字量，并且不受數(shù)量的限制，因而使工藝控制及精細(xì)更精確。以往在環(huán)形焊道的搭接上易出現(xiàn)成形和內(nèi)部質(zhì)量問(wèn)題，現(xiàn)在因采用精細(xì)控制而獲得理想的搭接。
6）設(shè)置了“專家系統(tǒng)”，只要鍵入工件的基本數(shù)據(jù)及堆焊層設(shè)計(jì)參數(shù)，即可顯示各工藝參數(shù)配伍選擇表，操作者確認(rèn)后，自動(dòng)調(diào)整好全部工藝參數(shù)。每一編號(hào)工件的工藝參數(shù)自動(dòng)存入“資料庫(kù)”，可隨時(shí)察看和調(diào)用，并可將工藝資料打印成紙質(zhì)文件，還可存入U(xiǎn)盤，方便用戶和質(zhì)檢部門監(jiān)督檢查。
7）機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力均采用三相交流異步電機(jī)，變頻調(diào)速，通過(guò)和PLC的通信接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制，并全部將頻率的變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)物理量的變化，在屏上操作直接設(shè)定物理量。采用交流異步電機(jī)及變頻調(diào)速系統(tǒng)具有更好的動(dòng)力特性，使工藝參數(shù)更穩(wěn)定，調(diào)節(jié)更精細(xì)。
8）采用新型結(jié)構(gòu)的大功率等離子弧焊槍，不僅冷卻效果好，使用功率大，噴嘴壽命長(zhǎng)，而且在密封性、對(duì)中性、絕緣性上有很大的提。在粉路上采用了新穎的結(jié)構(gòu)，克服了以往粉末堆焊中易出現(xiàn)的“結(jié)珠”、“雙弧”等故障。
9）針對(duì)大型工件的堆焊，提供了多功能的一體機(jī)，具備粉末、裸棒、焊絲等堆焊的全套功能，為使用者帶來(lái)更大的方便。
10）推出了多種機(jī)型，以適應(yīng)堆焊不同類型工件對(duì)焊槍空間調(diào)整及機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)提出的不同要求。每種機(jī)型都配備相應(yīng)的防護(hù)裝置，提供了良好的勞動(dòng)條件。
第二節(jié) 等離子焊接機(jī)新技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用情況
從20世紀(jì)80年代初第一臺(tái)微束等離子焊機(jī)在成都電焊機(jī) 研究 所問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)成焊所科技人員多年的努力，對(duì)該焊機(jī)的主電路和控制電路進(jìn)行了不斷改進(jìn)和完善，性能得到了很大的提高，焊槍的對(duì)中精度、等離子弧的產(chǎn)以及噴嘴的散熱條件都得到了很大的改進(jìn)。與國(guó)外同類焊機(jī)的對(duì)比試驗(yàn)，現(xiàn)在成焊的微束等離子焊機(jī)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品的水平。比如在沈陽(yáng)一家波紋管廠不銹鋼薄壁管焊接生產(chǎn)線，原來(lái)一直使用的是日本生產(chǎn)的15A微束等離子焊機(jī)，由于使用幾年后該焊機(jī)出現(xiàn)了故障，國(guó)內(nèi)無(wú)法維修，整個(gè)生產(chǎn)完全停止，這時(shí)他們采用成焊所生產(chǎn)的LHM8-16微束等離子焊機(jī)配到生產(chǎn)線上進(jìn)行焊接。當(dāng)時(shí)焊接的管壁厚為0.13mm，焊機(jī)上線焊接一次成功，從表面看與原來(lái)日本焊機(jī)焊接質(zhì)量不相上下，隨后將焊接管進(jìn)行打壓試驗(yàn)，壓力超過(guò)10Mpa，將焊接管打成波紋管，經(jīng)測(cè)漏試驗(yàn)，完全符合該廠的生產(chǎn)技術(shù)要求，至今成焊所生產(chǎn)的焊機(jī)已在該廠連續(xù)使用了三年且無(wú)故障。
又如膨脹節(jié)端頭焊接，以往一般企業(yè)都選用氬弧焊進(jìn)行焊接，焊接質(zhì)量長(zhǎng)期處于低下?tīng)顟B(tài)，很多企業(yè)一直在尋求更好的焊接工藝和手段來(lái)改善其焊接效果。有的廠家選用電容儲(chǔ)能縫焊機(jī)進(jìn)行焊接，焊接效果不太理想，而且造價(jià)高。沈陽(yáng)一廠家為了改善其焊接效果，選用了成焊所生產(chǎn)的LHM9-50微束等離子焊機(jī)，經(jīng)過(guò)試焊，專門增加了脈沖功能，使其焊接效果得到了提高，焊縫成形效果超出了用戶的預(yù)想。
海爾公司電冰箱門不銹鋼包邊的接口焊接，經(jīng)過(guò)與成焊所科技人員的咨詢溝通，選用了LMH8-16微束等離子焊機(jī)，經(jīng)過(guò)試焊，焊接表面平整光滑，無(wú)氧化現(xiàn)象，解決了焊接后不需打磨的焊接工藝問(wèn)題。
第三節(jié) 等離子焊接機(jī)國(guó)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1、法國(guó)SAF：這家公司的等離子焊機(jī)的發(fā)明者。他們的等離子焊機(jī)到目前仍然是世界上最先進(jìn)的。全數(shù)字化的焊接電源。獨(dú)特設(shè)計(jì)的等離子焊槍。性能好。質(zhì)量也好。
2、美國(guó)飛馬特：其焊機(jī)似乎也是數(shù)字化的電源。飛馬特的等離子焊機(jī)可以說(shuō)是目前國(guó)內(nèi)等離子焊機(jī)市場(chǎng)占有率最高的焊機(jī)。
3、日本新日鐵：新日鐵的大電流等離子焊機(jī)做得比較好。在國(guó)內(nèi)的用戶面也不小。設(shè)計(jì)方面先進(jìn)。特別是水冷的設(shè)計(jì)整體上很優(yōu)秀。噴嘴的水冷是直接冷卻到噴嘴前端的。這使得噴嘴的連續(xù)使用壽命很長(zhǎng)。一般可以連續(xù)使用一二十天。特別是在焊管 行業(yè) 這類需要更長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)焊接的。
4、美國(guó)愛(ài)美特：這是做變極性等離子焊機(jī)做得最好的。變極性等離子主要用于焊鎂鋁合金。
第四節(jié) 等離子焊接機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)、難點(diǎn) 分析
等離子焊接機(jī)的關(guān)鍵組成部分，也是制約我國(guó)等離子焊接技術(shù)發(fā)展的重要因素-等離子焊槍的設(shè)計(jì)，因此，等離子焊接機(jī)的技術(shù)開(kāi)發(fā)難點(diǎn)在于等離子焊槍的設(shè)計(jì)。另外，目前等離子焊接機(jī)已經(jīng)有像大功率發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)大功率等離子焊接機(jī)將是未來(lái)技術(shù)開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)。
第五節(jié) 等離子焊接機(jī)未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
等離子焊機(jī)加工技術(shù)今后幾年應(yīng)結(jié)合已取得的預(yù)研成果，針對(duì)需求，重點(diǎn)開(kāi)展無(wú)缺陷氣膜小孔的激光加工及實(shí)時(shí)檢控技術(shù)、高強(qiáng)鋁(含鋁鋰、鋁鎂)合金的激光焊接技術(shù)、金屬零件的激光粉末燒結(jié)快速成型技術(shù)、激光精密加工及重要構(gòu)件的激光沖擊強(qiáng)化等項(xiàng)目的 研究 。實(shí)現(xiàn)高溫渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)氣膜孔無(wú)缺陷加工，可使葉片使用壽命達(dá)2000小時(shí)以上；以焊代替數(shù)控加工飛機(jī)次承力構(gòu)件，以及帶筋壁板的以焊代鉚；實(shí)現(xiàn)重要零部件的表面強(qiáng)化，提高安全性、可靠性等，從而使先進(jìn)的激光制造技術(shù)在軍事工業(yè)中發(fā)揮更大的作用。
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