1 焊接技術(shù)的發(fā)展歷程和意義

近代焊接技術(shù)是從 1882 年出現碳弧焊開(kāi)始的，直到 20 世紀的 30 年代，在生產(chǎn)上還只是采用氣焊和手工電弧焊等簡(jiǎn)單的焊接方法 。由于焊接具有節省金屬 、生產(chǎn)率高 、產(chǎn)品質(zhì)量好和大大改善勞動(dòng)條件等優(yōu)點(diǎn)，所以在近半個(gè)世紀內得到了極為迅速的發(fā)展 。20 世紀 40 年代初期出現了優(yōu)質(zhì)電焊條，使長(cháng)期以來(lái)由于產(chǎn)品質(zhì)量的問(wèn)題讓人們懷疑的焊接技術(shù)得到了一次歷史性飛躍 。20 世紀 40年代后期，由于埋弧焊和電阻焊的應用使焊接過(guò)程的機械化和自動(dòng)化成為現實(shí) 。20 世紀 50 年代的電渣焊、各種氣體保護焊 、超聲波焊，20 世紀 60 年代的等離子弧焊 、電子束焊 、激光焊等先進(jìn)焊接方法的不斷涌現，使焊接技術(shù)達到了一個(gè)新的水平，使焊接技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段 。焊接技術(shù)和傳統的工藝方法相比較，目前已幾乎全部取代了鉚接技術(shù)，部分代替了鑄造和鍛造 。正是由于焊接技術(shù)的廣泛應用， 所以焊接技術(shù)質(zhì)量的可達性 、安全性關(guān)系著(zhù)國計民生的大事，其焊接質(zhì)量的好壞，關(guān)系著(zhù)社會(huì )的安定和穩定 。

現代焊接誕生至今僅百余年，充分顯示出生命力，二十世紀來(lái)，尤其是近二三十年， 科學(xué)技術(shù)以空前速度向前發(fā)展 。如等離子物理 、電子束 、紅外線(xiàn)、真空、超聲、聲學(xué)乃至計算機技術(shù) 、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù) 、材料科學(xué)與工程斷裂力學(xué) 、檢測技術(shù)等許多觀(guān)代科學(xué)技術(shù)的新成就，都在焊接上獲得應用 。奠定了焊接技術(shù)發(fā)展的基礎， 增強了焊接技術(shù)本身的能力，擴大了焊接技術(shù)的內涵和外延。因而焊接作為一門(mén)科學(xué)技術(shù)， 無(wú)論在理論上還是應用上都在日新月異地發(fā)展 ?，F代科學(xué)技術(shù)的新成就已日益滲透到焊接科學(xué)枝術(shù)領(lǐng)域，促進(jìn)了現代焊接技術(shù)的發(fā)展 。

2 我國焊接技術(shù)現存的問(wèn)題反觀(guān)我國的焊接行業(yè)，不難發(fā)現，在技術(shù)方面，我們面臨著(zhù)幾乎是完全相同的問(wèn)題：

2.1 技能人才的缺乏 。

反映在焊接行業(yè)則是焊接專(zhuān)業(yè)人才的貧瘠， 近年來(lái)，專(zhuān)業(yè)人才的供需矛盾日顯突出 。在我國職業(yè)培訓體系尚不完備的條件下，人才問(wèn)題已經(jīng)初露端倪 。這種情況如果持續下去，今后幾年矛盾將會(huì )更加突出 。

2.2 研究開(kāi)發(fā)水平的下降 。

焊接研究開(kāi)發(fā)的主要問(wèn)題反映在兩方面： 一是投入嚴重不足； 二是整體研究水平下降 。此外，我國在科研院所轉企改制過(guò)程中，有一些問(wèn)題沒(méi)有得到很好地解決 。這些問(wèn)題包括：研究院所的經(jīng)營(yíng)和研發(fā)的方向發(fā)生了很大變化，一些中 、長(cháng)期的研究項目和公益性研究項目倍受冷落；有些研究院所由于人才流失 、資金支持不力等原因，被迫放棄一些有市場(chǎng)需求的研究領(lǐng)域，造成研究領(lǐng)域逐步縮減 ?？傊?，就整體研究水平而言我們正呈下降趨勢 。

2.3焊接領(lǐng)域內的技術(shù)擴散 。

在焊接領(lǐng)域內，大多數企業(yè)（特別是焊接材料和焊接設備制造廠(chǎng) ）屬于中 、小型企業(yè)，自身的研究開(kāi)發(fā)能力比較弱，在很大程度上依靠大學(xué) 、研究院所的研究力量 。長(cháng)期以來(lái)，我國焊接行業(yè)主要依靠這種以高等院校為上游，科研院所為中游， 企業(yè)為下游（科技成果應用主體） 的產(chǎn)學(xué)研合作鏈從事研究開(kāi)發(fā)和研究成果的轉化 。當合作創(chuàng )新鏈的源頭和中 、上游部分出現問(wèn)題時(shí)，對下游的負面影響恐怕就勿需多言了，其結果當然可想而知了 。

綜上所述，我們在技術(shù)進(jìn)步的每個(gè)關(guān)鍵環(huán)節上幾乎都存在著(zhù)這樣或那樣的問(wèn)題，這不僅嚴重地妨礙著(zhù)焊接領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng )新，而且引發(fā)出了一系列問(wèn)題， 諸如：水平低 、工藝落后 、自動(dòng)化程度低、焊接質(zhì)量差 、生產(chǎn)效率低 、焊接材料和焊接設備品種少 、檔次低等等 。中國焊接行業(yè)面臨著(zhù) “從弱到強 ”的發(fā)展課題，技術(shù)創(chuàng )新和支撐體系建設及完善是今后發(fā)展的關(guān)鍵 。因此，焊接行業(yè)要如何充分借鑒先進(jìn)國家經(jīng)驗， 積極應對這一挑戰， 并以此帶動(dòng)我國焊接材料 、焊接設備 、輔助機具 、制造應用等行業(yè)的健康發(fā)展 。

3 焊接技術(shù)的未來(lái)展望

現代焊接技術(shù)自誕生以來(lái)一直受到諸學(xué)科最新發(fā)展的直接影響與引導， 眾所周知，受材料，信息學(xué)科新技術(shù)的影響，不僅導致了數十種焊接新工藝的問(wèn)世，而且也使得焊接工藝操作正經(jīng)歷著(zhù)手工焊到自動(dòng)焊 、自動(dòng)化 、智能化的過(guò)渡， 這已成為公認的發(fā)展趨勢 。

3.1能源方面 。

目前，焊接熱源已非常豐富， 如火焰 、電弧、電阻、超聲 、摩擦、等離子 、電子束 、激光束、微波等等，但焊接熱源的研究與開(kāi)發(fā)并未終止，其新的發(fā)展可概括為三個(gè)方面： 首先是對現有熱源的改善，使它更為有效 、方便 、經(jīng)濟適用，在這方面，電子束和激光束焊接的發(fā)展較顯著(zhù)； 其次是開(kāi)發(fā)更好 、更有效的熱源，采用兩種熱源疊加以求獲得更強的能量密度，例如在電子束焊中加入激光束等；第三是節能技術(shù) 。由于焊接所消耗的能源很大，所以出現了不少以節能為目標的新技術(shù)， 如太陽(yáng)能焊 、電阻點(diǎn)焊 、螺柱焊機中利用電子技術(shù)的發(fā)展來(lái)提高焊機的功率因數等 。

3.2計算機在焊接中的應用 。

弧焊設備微機控制系統，可對焊接電流 、焊接速度 、弧長(cháng)等多項參數進(jìn)行分析和控制，對焊接操作程序和參數變化等作出顯示和數據保留，從而給出焊接質(zhì)量的確切信息 。目前以計算機為核心建立的各種控制系統包括焊接順序控制系統 、PID 調節系統 、最佳控制及自適應控制系統等 。這些系統均在電弧焊 、壓焊和釬焊等不同的焊接方法中得到應用 。計算機軟件技術(shù)在焊接中的應用越來(lái)越得到人們的重視。目前，計算機模擬技術(shù)已用于焊接熱過(guò)程 、焊接冶金過(guò)程 、焊接應力和變形等的模擬； 數據庫技術(shù)被用于建立焊工檔案管理數據庫 、焊接符號檢索數據庫 、焊接工藝評定數據庫 、焊接材料檢索數據庫等；在焊接領(lǐng)域中， CAD/CAM 的應用正處于不斷開(kāi)發(fā)階段，焊接的柔性制造系統也已出現 。

3.3焊接機器人和智能化 。

焊接機器人是焊接自動(dòng)化的革命性進(jìn)步，它突破了焊接剛性自動(dòng)化的傳統方式，開(kāi)拓了一種柔性自動(dòng)化新方式， 焊接機器人的主要優(yōu)點(diǎn)是： 穩定和提高焊接質(zhì)量， 保證焊接產(chǎn)品的均一性； 提高生產(chǎn)率，一天可 24h 連續生產(chǎn)；可在有害環(huán)境下長(cháng)期工作， 改善了工人勞動(dòng)條件；降低了對工人操作技術(shù)要求； 可實(shí)現小批量產(chǎn)品焊接自動(dòng)化；為焊接柔性生產(chǎn)線(xiàn)提供了技術(shù)基礎。為提高焊接過(guò)程的自動(dòng)化程度， 除了控制電弧對焊縫的自動(dòng)跟蹤外， 還應實(shí)時(shí)控制焊接質(zhì)量，為此需要在焊接過(guò)程中檢測焊接坡口的狀況， 如熔寬、熔深和背面焊道成形等， 以便能及時(shí)地調整焊接參數，保證良好的焊接質(zhì)量， 這就是智能化焊接。智能化焊接的第一個(gè)發(fā)展重點(diǎn)在視覺(jué)系統， 它的關(guān)鍵技術(shù)是傳感器技術(shù) 。雖然目前智能化還處在初級階段，但有著(zhù)廣闊前景， 是一個(gè)重要的發(fā)展方向。有關(guān)焊接工程的專(zhuān)家系統， 近年來(lái)國內外已有較深入的研究，并已推出或準備推出某些商品化焊接專(zhuān)家系統 。焊接專(zhuān)家系統是具有相當于專(zhuān)家的知識和經(jīng)驗水平，以及具有解決焊接專(zhuān)門(mén)問(wèn)題能力范圍的計算機軟件系統 。在此基礎上發(fā)展起來(lái)的焊接質(zhì)量計算機綜合管理系統在焊接中也得到了應用，其內容包括對產(chǎn)品的初始試驗資料和數據的分析 、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗 、銷(xiāo)售監督等， 其軟件包括數據庫 、專(zhuān)家系統等技術(shù)的具體應用 。

3.4提高焊接生產(chǎn)率 。

提高焊接生產(chǎn)率是推動(dòng)焊接技術(shù)發(fā)展的重要驅動(dòng)力 。提高生產(chǎn)率的途徑有兩個(gè)方面：其一是提高焊接熔敷率 。手弧焊中的鐵粉焊、重力焊 、躺焊等工藝；埋弧焊中的多絲焊 、熱絲焊均屬此類(lèi)，其效果顯著(zhù) 。其二是減少坡口截面及熔敷金屬量，近 10 年來(lái)最突出的成就是窄間隙焊接。窄間隙焊接采用氣體保護焊為基礎， 利用單絲、雙絲或三絲進(jìn)行焊接 。無(wú)論接頭厚度如何，均可采用對接形式 。窄間隙焊接的主要技術(shù)關(guān)鍵是如何保證兩側熔透和保證電弧中心自動(dòng)跟蹤處于坡口中心線(xiàn)上 。為解決這兩個(gè)問(wèn)題，世界各國開(kāi)發(fā)出多種不同方案，因而出現了種類(lèi)多樣的窄間隙焊接法。電子束焊 、激光束焊及等離子弧焊時(shí)， 可采用對接接頭，且不用開(kāi)波口，因此是理想的窄間隙焊接法，這是它們受到廣泛重視的重要原因之一 。目前，正是焊接行業(yè)飛速發(fā)展的有利時(shí)期 。廣大焊接工作者任重而道遠，務(wù)必樹(shù)立知難而上的決心。抓住機遇，為我國焊接技術(shù)水平的提高努力奮斗。