1.前言
自從一帶一路的產業戰略的實施，沿線各國對建築，電廠，石油化工設施，橋樑等建築用鋼的需求增長了25％，為鋼鐵行業提供了更多的市場機會。在面臨各種挑戰時，比如熟練的勞動力短缺和增加的材料和能源成本，各個廠家正在尋找技術和流程，使他們在利用這一方面具有競爭優勢。這包括追求焊接生產率的提高，並利用組合焊接設備，先進焊接工藝和自動化的機會。越來越受歡迎的柔性化機器人焊接系統為結構鋼行業也會提供許多好處：- 提高質量，生產率和製造靈活性-
2.自動化提高了製造成本的可預測性
對於結構鋼鐵行業來說，機器人自動化可以提高實際成本的可預測性。 機器人提供了確保精度和可重複性的手段，並嚴格控制程序。 與重型定位設備相結合，它們還經常提供改進的部件可焊接性。
雖然搭接焊接在手工過程中很常見，但是機器人可以被編程和保證合格成本，以提供符合正確尺寸焊接與可重複的過程。
對於大型裝配製造，手工焊過程中定位時間一個不足障礙，設計人員通常提供單側破口而不是雙邊破口，以避免耗費勞力的定位時間。 這實際上使同一有效焊腳的焊縫金屬量增加了一倍。 機器人自動化允許更大規模的製造自動定位，以便於設置和減少焊接時間，從而提高了減少和控制收縮應力的能力。
3.機器人脈衝噴射工藝優化焊縫熔合特性及低氫焊縫沉積
歷史上，在結構鋼行業，氣體保護電弧焊（GMAW）與不完全熔合缺陷有關。 脈衝噴射過渡（GMAW-P）利用軸向噴射金屬過渡的高能量，結合高能量峰值電流和低能量的基值電流交替出現，在波形上的許多特性都是可以控制的，而脈衝能量的好處是它能產生出色的焊接熔化特性，並大大減少熱輸入。 脈衝的特性也允許使用GMAW-P進行不定位焊接。加上較低的熱量輸入，有助於實現較低的稀釋率，優異的焊縫金屬機械性能和改善的夏比衝擊試驗值
通常焊縫的氫致開裂是一個常見問題時，而GMAW-P（<5毫升H2/ 100克）可以滿足較低的氫焊焊縫的需求，避免了氣孔和脆裂；另外GMAW-P通常比實心或藥芯焊絲提供更高效率的金屬過渡（98％）。 相比之下，GMAW-P工藝的較低的熱輸入可以導致較低的焊接煙塵產生，有助於改善工人工作環境
【當焊接熔池吸收了大量的氫時，則在焊縫凝固時由於氫在鋼中的溶解度突然下降，使得焊縫中的氫處於過飽和狀態，這時氫原子會結合形成氫分子，而氫分子不溶解於鋼，會在液態熔池金屬中形成氣泡，焊縫凝固時若氣泡的逸出速度小於焊縫的凝固速度，就會在焊縫中形成氣孔；氫脆是指在室溫條件下鋼中的氫會使鋼的塑性嚴重下降的現象。焊縫中的擴散氫含量越高，則氫脆現象越明顯。】
4 .同步雙絲MIG過程提高生產力（Synchronized Tandem MIG）
近年來，同步雙絲MIG工藝作為增加自動電弧焊應用生產的手段獲得普及。 該工藝遵循早期的行業發展趨勢，即通過開發雙絲工藝來降低焊接成本，提高生產率。 多絲焊的早期發展側重於埋弧工藝。 高功率逆變器電源的可用性使得使用GMAW和GMAW-P工藝的雙絲焊接成為可能。
Tandem焊接採用兩個獨立的噴嘴和兩個獨立的電源，每個電弧有自己獨立的焊接參數。而雙絲焊接工藝是兩個焊絲都是採用同樣的焊接參數
自從20世紀90年代初引入雙絲MIG以來， 大多數系統已經取代了某些工作範圍的高端單絲工藝，試圖通過在儘可能短的時間內沉積儘可能多的金屬來提高生產率和降低成本。 同步雙絲MIG使焊接生產率範圍擴大並超過傳統單絲工藝所能達到的水平。
同步雙絲MIG工藝採用兩個電氣隔離的電極，前後排列在焊接方向上。 第一焊絲被稱為引弧電極，第二焊絲被稱為拖弧電極。 兩根焊絲之間的間距通常小於20mm，這樣兩個焊接電弧都會傳送到一個共同的焊接熔池。 引弧焊絲的作用是產生大部分的母材熔深，而拖弧焊絲則起到控制焊縫邊緣的焊縫邊緣潤溼和增加整體焊縫金屬沉積率的作用。
與傳統的單絲工藝相比，雙絲MIG工藝平均可以使沉積熔敷率增加30-80％
同步雙絲GMAW在海洋工業領域的桁架製造中得到了廣泛的應用，其中包括更高的沉積速度，更快的焊接速度，更低的熱量輸入和降低變形。 較低的氫沉積使其成為用於高強度低合金或熱機械控制處理（TMCP）型鋼的主要選擇。 而且在完全熔透型焊接和將腹板連接到翼板上的使用消除了對背面刨削清根操作的需要。
產品名稱
焊接方法
焊接參數
單絲
TANDEM 雙絲
汽車油箱
材料：鋁 ；板厚：2mm ;焊縫型式：搭接，環縫 ; 焊縫厚度2.5mm
焊絲直徑 /mm
1.2
1.0+1/0
焊接速度 /cm/min
55
130
送絲速度 m/min
4.6
8.2+6.1
熔敷效率 kg/h
0.84
1.82
空氣淨化器
材料：不鏽鋼 ; 板厚：1mm ; 焊縫型式：3板接頭;焊縫厚度：2mm
焊絲直徑 /mm
1.2
1.0+1/0
焊接速度 /cm/min
120
290
送絲速度 m/min
11
19+14
熔敷效率 kg/h
5.28
11.8
起重臂
材料：鋼 ;板厚：20mm ; 焊縫型式：V型坡口; 焊縫厚度：6-7mm
焊絲直徑 /mm
1.2
1.0+1/0
焊接速度 /cm/min
30
80
送絲速度 m/min
13.5
19+9
熔敷效率 kg/h
7.29
15.2
5.AC / DC波形埋弧焊生產率優勢應用於機器人/自動化
隨著電子技術的發展，結合了交流和直流的波形可控的埋弧焊接出現了，現在越來越多地應用於結構鋼自動化應用。
傳統的SAW交流焊接的限制因素是從正電極（EP）到負電極（EN）需要太長的時間。 這種滯後會在某些結構應用中引起電弧不穩定，滲透和沉積問題。 AC / DC SAW使用波形控制技術，通過控制振幅和頻率解決了這個問題，使自動化過程充分利用AC所經受的電弧放電減少，同時保持直流正極的穿透優勢和直流負極的有利沉積速率。 使用這些控制，輸出波形的形狀發生變化，進而控制焊接特性。使用戶可控制熔敷率及熔深。相比傳統的焊接電源，在單弧或多弧焊中，可以得到更快的焊接速度、更高質量的焊縫以及提高焊接效率。
這樣，以前有的厚板為了在接合處形成60度破口焊縫，需要單邊破口30度，現在具有更大的穿透能力，破口可以減少到每邊22.5度，形成一個45度的破口。 這個較窄的間隙可以縮短準備時間並以磨削較少的焊接金屬。 總體而言，生產率提高了25-30％，消耗品成本也相應降低。同時因為該種埋弧焊使用逆變器技術進而降低10-15％的電力成本。
6.檢測/機器人智能趨勢
視覺正在成為鋼結構行業眾多自動化機會中越來越重要的組成部分，近年來，機器人視覺系統的融合已經變得更容易，更具成本效益。
機器人可以使用視覺傳感器來“查看”零件的位置和方向，檢查和驗證零件的擬合，找到焊接前的特徵，測量焊點位置，檢測焊絲前面發生的情況，時間縫隙跟蹤和信號變化使用自適應參數控制用戶定義的過程參數。激光視覺系統通常用於多路焊接序列管理（一些海上平臺需要多達70次），也可用於防錯。
自動化中的錯誤驗證涉及系統在進行進一步操作之前防止工藝中的錯誤或檢測到錯誤的能力。可以在焊接過程中的每個焊縫上執行防錯措施，或者監視過程的關鍵焊縫。
7． 結論
利用技術來識別項目設計和施工的節約成本的方法有許多新的機會。 如果您手動焊接，請考慮自動化以改善您的工藝。
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