1. Интеллектуализация и цифровизация, Интернет вещей (IoT) и дистанционное управление:

  Мониторинг параметров сварки (ток, напряжение, температура и т. д.) в режиме реального времени с помощью датчиков, в сочетании с анализом облачных данных для оптимизации процесса, поддержка удаленного мониторинга и предупреждения о неисправностях.

2. Искусственный интеллект и адаптивное управление:

  Алгоритмы искусственного интеллекта могут автоматически регулировать параметры в зависимости от сварочных материалов и окружающей среды, уменьшая ручное вмешательство и повышая согласованность и качество сварки.

3. Технология цифрового двойника:

  Моделирование сварочного процесса в виртуальной среде для прогнозирования дефектов и оптимизации технологических параметров, снижая затраты на пробные решения.

4. Зеленые технологии и энергосберегающие технологии, низкое энергопотребление:

  Использование источников питания с высокочастотными инверторами и высокоэффективных силовых устройств (таких как кремний-галлий, нитрид галлия) для снижения потерь энергии и повышения энергоэффективности.

5. Замена экологически чистых газов:

  Разработка сварочных технологий с низким разбрызгиванием и низким дымообразованием, продвижение экологически чистых газов (например, новых смешанных газов) и сокращение выбросов углерода.

6. Переработка материалов:

  Разработка специализированных технологий сварки для переработанных металлов или композитных материалов для поддержки циркулярной экономики.

7. Многофункциональность и адаптивность к материалам, совместимость с несколькими процессами:

  Одно устройство поддерживает несколько режимов сварки, таких как MAG/MIG/TIG/плазменная сварка, адаптируясь к различным материалам и сценариям.

8. Сварка высокотехнологичных материалов:

  Разработка специализированного сварочного оборудования и технологий для новых материалов, таких как алюминиево-литиевые сплавы, титановые сплавы, высокопрочные стали и композитные материалы.

9. Применение в экстремальных условиях:

  Разработка специального сварочного оборудования, способного работать в условиях высоких температур, радиации, под водой или в вакууме (например, технологии космической сварки).

10. Автоматизация и интеграция с роботами, коллаборативные роботы (Cobot):

  Легкие сварочные роботы в сочетании с человеко-машинным взаимодействием повышают гибкость и безопасность, подходя для мелкосерийного и многономенклатурного производства.

11. Полностью автоматизированные производственные линии:

  Интеграция с промышленными роботами и автоматизированными транспортными средствами (AGV) для реализации процессов автоматической сварки, транспортировки и контроля.

12. Трехмерное зрение и планирование траектории:

  Автоматическое создание траектории сварки путем лазерного сканирования и распознавания положения сварного шва с помощью искусственного зрения, сокращая время программирования.

13. Драйвер рыночного спроса: новые энергетические автомобили:

  Растущий спрос на сварку корпусов аккумуляторов, электродвигателей и легких кузовов автомобилей стимулирует развитие высокоточных технологий сварки с низкими деформациями.

14. Возобновляемая энергетика:

  Растет спрос на сварку крупногабаритных конструкций, таких как башни ветрогенераторов, опоры фотоэлектрических панелей и резервуары для хранения водорода.

15. Аэрокосмическая и оборонная промышленность:

  Спрос на высокопрочные материалы и прецизионную сварку стимулирует развитие рынка высококачественного сварочного оборудования.

16. Строительство и инфраструктура:

  Популярность модульного строительства и стальных мостов стимулирует спрос на портативные высокоэффективные сварочные аппараты.

17. Сотрудничество в цепочке поставок:

  Производители сварочного оборудования тесно сотрудничают с компаниями, занимающимися материалами, датчиками и робототехникой, для создания интеллектуальной сварочной экосистемы.

18. Индустрия сварочного оборудования будет демонстрировать три основные тенденции: «высококачественность, интеллектуальность, экологичность»:

  Краткосрочная перспектива (3-5 лет): повышение уровня проникновения интеллектуальных сварочных аппаратов, популярность технологий сварки смешанными газами.

  Среднесрочная перспектива (5-10 лет): сварочные роботы становятся отраслевым стандартом, широко применяется адаптивная сварка с использованием ИИ.

  Долгосрочная перспектива (более 10 лет): прорывы в передовых областях, таких как космическая сварка и сварка биосовместимых материалов.

Резюме

Будущее сварочных аппаратов имеет широкие перспективы, технологические инновации и рыночный спрос будут способствовать их развитию в более интеллектуальном, экологичном и эффективном направлении. Предприятиям необходимо использовать возможности Индустрии 4.0 и углеродной нейтральности, преодолевать узкие места в основных технологиях, уделять внимание международным стандартам и подготовке кадров, чтобы получить преимущество в глобальной конкуренции.

Интернет-подключение для сварки полностью осуществимо и уже применяется на практике.

1. Применение интернет-подключения в сварке. Передача данных в реальном времени: с помощью IoT-сетевой карты интеллектуальные сварочные роботы могут передавать данные в реальном времени (например, ток, напряжение, скорость сварки и т. д.) в облако или в указанный центр обработки данных во время сварки. Эти данные помогают менеджерам удаленно контролировать рабочее состояние роботов и обеспечивать качество сварки.

2. Удаленный мониторинг и управление. С помощью IoT-сетевой карты операторы могут удаленно управлять сварочными роботами через терминалы, такие как мобильные телефоны и компьютеры, что обеспечивает гибкое планирование и управление задачами. Это не только повышает эффективность работы, но и снижает риски при работе на месте.

3. Диагностика неисправностей и предупреждение. IoT-сетевая карта поддерживает функции удаленной диагностики неисправностей и предупреждения. Когда сварочный робот выходит из строя или работает некорректно, система может быстро отреагировать и отправить информацию о неисправности на терминал управляющего персонала через IoT-сетевую карту, чтобы своевременно принять меры по ремонту.

4. Интеллектуальное планирование и оптимизация. С помощью IoT-сетевой карты несколько сварочных роботов могут работать совместно, автоматически регулируя темп работы и распределение задач в соответствии с фактическими потребностями производственной линии, тем самым максимизируя эффективность производства.

5. Повышение эффективности производства за счет интернет-подключения. IoT-сетевая карта позволяет сварочным роботам передавать данные и получать удаленные команды в реальном времени, тем самым обеспечивая более эффективное планирование производства и выполнение задач.

6. Снижение эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание. Традиционно техническое обслуживание и ремонт сварочных роботов требуют ручного вмешательства на месте, что является трудоемким и затратным процессом. С помощью IoT-сетевой карты менеджеры могут удаленно диагностировать неисправности, обновлять программное обеспечение и настраивать конфигурацию роботов, что значительно снижает эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание.

7. Повышение безопасности. IoT-сетевая карта поддерживает функции удаленного мониторинга и управления, позволяя операторам управлять сварочными роботами и контролировать их с безопасного расстояния, снижая риски при работе на месте.

Концепция и классификация дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов

  Дуговая сварка плавящимся электродом в среде защитных газов — это метод дуговой сварки, при котором используется плавящийся электрод, а в качестве среды для дуги и защиты расплавленных капель металла, сварочной ванны и высокотемпературного металла в зоне сварки применяется газ. В зависимости от материала сварочной проволоки и защитного газа этот метод можно разделить на следующие виды:

1. По типу сварочной проволоки различают сварку сплошной проволокой и порошковой проволокой.

  Дуговая сварка сплошной проволокой в среде инертного газа (Ar или He) называется дуговой сваркой в среде инертного газа с плавящимся электродом, сокращенно MIG-сварка (Metal Inert Gas Arc Welding).

  Дуговая сварка сплошной проволокой в среде обогащенного аргоном газа называется MAG-сваркой (Metal Active Gas Arc Welding).

  Дуговая сварка сплошной проволокой в среде CO2 называется CO2-сваркой.

  При использовании порошковой проволоки дуговая сварка с использованием CO2 или смеси CO2+Ar в качестве защитного газа называется дуговой сваркой порошковой проволокой в среде защитных газов. Также возможно проведение сварки без защитного газа, этот метод называется самозащитной дуговой сваркой.

2. Различия между обычной MIG/MAG-сваркой и CO2-сваркой.

  CO2-сварка отличается низкой стоимостью и высокой производительностью, но имеет недостатки, такие как большое количество брызг и плохое формирование шва, поэтому в некоторых сварочных процессах используется обычная MIG/MAG-сварка.

   Обычная MIG/MAG-сварка — это метод дуговой сварки с защитой инертным газом или обогащенным аргоном газом, тогда как CO2-сварка обладает сильными окислительными свойствами, что определяет различия и особенности между ними.

3. Основные преимущества MIG/MAG-сварки по сравнению с CO2-сваркой.

  Количество брызг уменьшается более чем на 50%. При сварке в среде аргона или обогащенного аргоном газа дуга стабильна, причем дуга стабильна как при струйном, так и при капельном переносе. Даже при коротком замыкании в режиме малой мощности MAG-сварки дуга оказывает меньшее отталкивающее воздействие на каплю, что обеспечивает уменьшение брызг более чем на 50% при коротком замыкании в MIG/MAG-сварке.

  Шов получается ровным и красивым. Благодаря равномерному, мелкому и стабильному переносу капель в MIG/MAG-сварке шов получается ровным и красивым.

  Возможность сварки многих активных металлов и их сплавов. Окислительная способность дуговой среды очень слабая или отсутствует. MIG/MAG-сварка позволяет сваривать не только углеродистые и высоколегированные стали, но и многие активные металлы и их сплавы, такие как алюминий и его сплавы, нержавеющая сталь и ее сплавы, магний и его сплавы и т. д., что значительно повышает технологичность, качество сварки и производительность.

4. Различия между импульсной MIG/MAG-сваркой и обычной MIG/MAG-сваркой.

  Основные режимы переноса капель при обычной MIG/MAG-сварке — это струйный перенос при большой силе тока и короткое замыкание при малой силе тока. Поэтому при малой силе тока все еще наблюдаются большие брызги и плохое формирование шва, особенно при сварке некоторых активных металлов, таких как алюминий и его сплавы, нержавеющая сталь, которые невозможно сваривать при малой силе тока. В связи с этим появилась импульсная MIG/MAG-сварка, особенностью переноса капель которой является переход одной капли на каждый импульс тока. По сути, это капельный перенос.

  Оптимальный режим переноса капель при импульсной MIG/MAG-сварке — это один импульс на одну каплю. Таким образом, регулируя частоту импульсов, можно изменять количество переносимых капель в единицу времени, то есть скорость плавления проволоки. Поскольку при переносе «один импульс — одна капля» диаметр капли примерно равен диаметру проволоки, тепловая энергия дуги на каплю ниже, то есть температура капли ниже (по сравнению со струйным и крупнокапельным переносом), что повышает коэффициент плавления проволоки, то есть повышает эффективность плавления проволоки. Из-за низкой температуры капли образуется меньше сварочного дыма, что с одной стороны снижает угар легирующих элементов, а с другой — улучшает условия труда. Сварка сопровождается небольшим количеством брызг или их отсутствием. Дуга имеет хорошую направленность, подходит для сварки во всех пространственных положениях. Шов получается хорошего качества, с большой шириной проплавления, уменьшенной особенностью пальцевидного проплавления и небольшим остаточным валиком. Идеальная сварка активных металлов (например, алюминия и его сплавов) при малой силе тока. Расширен диапазон рабочих токов для струйного переноса в MIG/MAG-сварке. При импульсной сварке стабильный капельный перенос может быть достигнут в диапазоне токов от критического тока струйного переноса до десятков ампер.

5. Из вышеизложенного следует, что импульсная MIG/MAG-сварка имеет свои особенности и преимущества. Однако ничто не совершенно, и по сравнению с обычной MIG/MAG-сваркой ее недостатки заключаются в следующем:

  Производительность сварки субъективно ощущается немного ниже.

  Требования к квалификации сварщиков выше.

  Стоимость сварочного оборудования в настоящее время выше.

6. Выбор импульсной MIG/MAG-сварки в основном определяется требованиями сварочного процесса. Следующие виды сварки требуют обязательного использования импульсной MIG/MAG-сварки.

  Углеродистые стали, когда предъявляются высокие требования к качеству и внешнему виду шва, в основном в производстве сосудов под давлением, таких как котлы, химические теплообменники, центральные кондиционеры, а также турбинные спиральные камеры в гидроэнергетике и т. д.

  Нержавеющие стали, при использовании малой силы тока (до 200 А) и высоких требованиях к качеству и внешнему виду шва, например, в производстве железнодорожного транспорта, химических сосудов под давлением и т. д.

  Алюминий и его сплавы, при использовании малой силы тока (до 200 А) и высоких требованиях к качеству и внешнему виду шва, например, в производстве скоростных поездов, высоковольтных выключателей, воздухоразделительных установок и т. д.

  Медь и ее сплавы. Медь и ее сплавы в основном свариваются методом импульсной MIG/MAG-сварки (в пределах дуговой сварки в среде защитных газов с плавящимся электродом).

Сварка MIG (Metal Inert Gas welding) — это метод соединения металлов, при котором непрерывно подаваемая сварочная проволока используется в качестве электрода. Под защитой инертного газа (например, аргона или гелия) дуга, возникающая между сварочной горелкой и свариваемой деталью, расплавляет проволоку и основной металл, обеспечивая тем самым соединение. В процессе сварки MIG защитный газ предотвращает попадание кислорода и азота из воздуха в зону сварки, гарантируя качество сварки.

1. Основные принципы сварки MIG

  Основной принцип сварки MIG заключается в расплавлении сварочной проволоки и основного металла с помощью дуги, возникающей между сварочной горелкой и свариваемой деталью. Защитный газ (обычно инертный газ) покрывает зону сварки, предотвращая окисление и азотирование и обеспечивая качество сварного шва. Сварочная проволока непрерывно подается механизмом подачи проволоки и вместе с основным металлом расплавляется, образуя сварной шов.

2. Характеристики сварки MIG

‌  Стабильный процесс сварки: Дуга при сварке MIG стабильна, в процессе сварки редко возникают брызги, а сварной шов получается красивым.

‌  Высокая производительность: Использование непрерывно подаваемой сварочной проволоки обеспечивает высокую скорость сварки и, следовательно, высокую производительность.

‌  Высокая адаптивность: Позволяет сваривать металлы различной толщины и из разных материалов, при этом прочность сварных соединений высока, а качество надежно.

‌  Простота эксплуатации: Оборудование относительно простое и легко осваивается.

‌  Хорошее качество сварки: Защитный газ уменьшает окисление и азотирование в процессе сварки, обеспечивая химический состав и механические свойства сварного шва.

‌  Малая деформация при сварке: Небольшой подвод тепла приводит к меньшей деформации детали.

‌  Высокий коэффициент использования материала: Непрерывно подаваемая сварочная проволока имеет высокий коэффициент использования, а потери материала минимальны.

3. Сценарии применения сварки MIG

  Сварка MIG широко применяется для соединения различных металлических материалов, особенно в автомобилестроении, судостроении, строительстве и других областях. Благодаря своей высокой эффективности и стабильности сварка MIG играет важную роль в этих отраслях.

Сварочный аппарат MAG (Metal Active Gas Welding) — это распространенная технология дуговой сварки, широко используемая в промышленном производстве, ремонте автомобилей, строительстве и других областях.

1. Основные принципы сварки MAG

  Определение: Сварка MAG использует активный газ (например, CO₂ или смесь газов) в качестве защитной среды, расплавляя сварочную проволоку и основной металл посредством дуги для соединения металлов.

  Отличие от MIG: MIG (сварка в среде инертного газа) использует инертные газы (например, аргон, гелий), в то время как MAG использует активные газы (например, CO₂ или смесь Ar+CO₂). Активные газы участвуют в металлургических реакциях в сварочной ванне, что подходит для сварки углеродистой стали, низколегированной стали и т. д.

2. Состав сварочного аппарата MAG

  Источник питания: Обеспечивает стабильный постоянный или импульсный ток.

  Механизм подачи проволоки: Автоматически подает сварочную проволоку (сплошную или порошковую).

  Сварочная горелка: Передает ток, подает защитный газ и проволоку.

  Баллон с газом и регулятор: Подают и контролируют расход защитного газа.

  Система управления: Регулирует параметры сварки (ток, напряжение, скорость подачи проволоки и т. д.).

3. Рабочий процесс

  Возникновение дуги: Проволока касается заготовки, вызывая дугу и образуя высокотемпературную сварочную ванну.

  Газовая защита: Активный газ распыляется из сопла горелки, изолируя воздух и предотвращая окисление.

  Перенос капель: Расплавленная проволока переходит в сварочную ванну в виде короткого замыкания, струйного переноса и т. д.

4. Характеристики сварки MAG

  Преимущества:

  Высокая эффективность: Непрерывная подача проволоки, подходит для автоматизированного производства.

  Широкая применимость: Может сваривать широкий спектр материалов (углеродистая сталь, нержавеющая сталь, легированная сталь и т. д.).

  Хорошее качество сварки: Большая глубина проплавления, контролируемое разбрызгивание (особенно при использовании смешанных газов).

  Низкая стоимость: Активные газы (например, CO₂) дешевле инертных.

  Недостатки:

  Чувствительность к ветру: Требует работы в безветренной среде.

  Большое разбрызгивание (при использовании чистого CO₂).

5. Области применения

  Производство: Сварка кузовов автомобилей, механических конструкций.

  Строительство: Сварка стальных конструкций, мостов, трубопроводов.

  Судостроение и тяжелое машиностроение: Сварка толстых листов.

  Ремонт: Ремонт оборудования, транспортных средств.

6. Выбор защитного газа

  Чистый CO₂: Низкая стоимость, подходит для углеродистой стали, но вызывает большее разбрызгивание.

  Смешанный газ (например, Ar+CO₂ 80/20 или Ar+O₂): Уменьшает разбрызгивание, улучшает формирование шва.

  Подходит для сварки с высокими требованиями к качеству (например, нержавеющая сталь, тонкие листы).

7. Меры предосторожности при эксплуатации

  Меры защиты: Используйте сварочную маску, перчатки для защиты от излучения дуги и разбрызгивания.

  Проверка газа: Убедитесь, что давление в баллоне достаточное, а чистота газа соответствует стандартам.

  Регулировка параметров: Регулируйте ток и напряжение в зависимости от толщины материала и диаметра проволоки.

  Очистка заготовки: Перед сваркой удалите масло, ржавчину, чтобы избежать пор.

  Техническое обслуживание: Регулярно очищайте сопло горелки, проверяйте подающий канал проволоки.

8. Распространенные проблемы и их решение

  Поры: Проверьте расход газа, его чистоту или чистоту заготовки.

  Большое разбрызгивание: Отрегулируйте соответствие напряжения/тока, переключитесь на смешанный газ.

  Нестабильная дуга: Проверьте плавность подачи проволоки или качество заземления.

  Прилипание проволоки: Оптимизируйте скорость подачи проволоки или состояние контактного наконечника.

9. Рекомендации по выбору

  Тип материала: Для углеродистой стали выбирайте CO₂ или Ar+CO₂, для нержавеющей стали — смешанный газ Ar+O₂.

  Толщина сварки: Для тонких листов (0,6-3 мм) используйте короткое замыкание, для толстых листов — струйный перенос.

  Требования к сценарию: Для автоматизированного производства выбирайте высокоточные модели, для полевого ремонта — портативные.

Заключение

  Сварочный аппарат MAG, благодаря своей эффективности и гибкости, стал одной из основных технологий современной сварки. Освоение его принципов, выбора газа и приемов работы может значительно повысить качество и эффективность сварки. В практическом применении необходимо учитывать характеристики материала и технологические требования, а также разумно регулировать параметры и комплектацию оборудования.

Способы использования сварочного аппарата включают следующие основные шаги:

‌

1. Подключение к источнику питания: Подключите сварочный аппарат к источнику питания, включите выключатель и поднимите крышку.

‌

2. Подготовка сварочных материалов: Вставьте порошковую проволоку, выпрямите ее и вставьте в подающий канал, затем в подающий механизм. Отрегулируйте проволоку так, чтобы она выступала на 2-3 см, и направьте сварочную горелку на проволоку, слегка отрегулировав угол.

‌

3. Регулировка параметров: Подключите выключатель сварочной горелки и заземляющий провод, выберите подходящий режим сварки и отрегулируйте ток. При сварке тонких листов уменьшите ток, а при сварке толстых листов увеличьте ток.

‌

4. Начало сварки: Нажмите красный выключатель на сварочной горелке, машина начнет подавать проволоку. Отрегулируйте выступ проволоки до 0,5-1 см, закрепите свариваемые материалы зажимом и выполните точечную или протяжную сварку.

‌

5. Основные технические параметры сварочного аппарата включают:

‌  Номинальное входное напряжение: Номинальное входное напряжение сварочного аппарата должно соответствовать требованиям оборудования, обычно 220-380 В.

‌  Номинальный выходной ток: Диапазон выходного тока сварочного аппарата зависит от модели и обычно составляет от десятков до сотен ампер.

‌  Сварочное напряжение: Сварочное напряжение сварочного аппарата обычно составляет от 20 до 40 В, конкретное значение зависит от типа сварки и используемых материалов.

‌  Мощность: Мощность сварочного аппарата обычно составляет от нескольких киловатт до десятков киловатт. Чем выше мощность, тем выше сварочная способность.

‌

6. Класс изоляции: Класс изоляции сварочного аппарата определяет его безопасность и долговечность при использовании, обычно это изоляция класса B или F.

‌

7. Способ охлаждения: Сварочные аппараты имеют два способа охлаждения: воздушное и водяное. Воздушное охлаждение подходит для небольших сварочных аппаратов, а водяное — для крупных.

‌

8. Правила безопасной эксплуатации:

‌  Меры защиты: Сварочный аппарат должен размещаться в сухом, изолированном, защищенном от солнца месте. При работе на открытом воздухе должен быть установлен навес для защиты от дождя, влаги и солнца.

‌  Противопожарная безопасность: В радиусе 10 метров от места проведения сварочных работ запрещается складировать легковоспламеняющиеся и взрывоопасные материалы, а также должны быть предусмотрены средства пожаротушения.

‌  Заземление: Убедитесь в безопасности заземляющего провода сварочного аппарата. Не допускайте его контакта с легковоспламеняющимися, взрывоопасными материалами или предметами с источником тепла.

‌  Использование средств индивидуальной защиты: Операторы должны использовать средства индивидуальной защиты в соответствии с правилами, чтобы избежать поражения электрическим током, падения с высоты и других несчастных случаев.

1. Интеллектуализация и цифровизация, Интернет вещей (IoT) и дистанционное управление:

  Мониторинг параметров сварки (ток, напряжение, температура и т. д.) в режиме реального времени с помощью датчиков, в сочетании с анализом облачных данных для оптимизации процесса, поддержка удаленного мониторинга и предупреждения о неисправностях.

2. Искусственный интеллект и адаптивное управление:

  Алгоритмы искусственного интеллекта могут автоматически регулировать параметры в зависимости от сварочных материалов и окружающей среды, уменьшая ручное вмешательство и повышая согласованность и качество сварки.

3. Технология цифрового двойника:

  Моделирование сварочного процесса в виртуальной среде для прогнозирования дефектов и оптимизации технологических параметров, снижая затраты на пробные решения.

4. Зеленые технологии и энергосберегающие технологии, низкое энергопотребление:

  Использование источников питания с высокочастотными инверторами и высокоэффективных силовых устройств (таких как кремний-галлий, нитрид галлия) для снижения потерь энергии и повышения энергоэффективности.

5. Замена экологически чистых газов:

  Разработка сварочных технологий с низким разбрызгиванием и низким дымообразованием, продвижение экологически чистых газов (например, новых смешанных газов) и сокращение выбросов углерода.

6. Переработка материалов:

  Разработка специализированных технологий сварки для переработанных металлов или композитных материалов для поддержки циркулярной экономики.

7. Многофункциональность и адаптивность к материалам, совместимость с несколькими процессами:

  Одно устройство поддерживает несколько режимов сварки, таких как MAG/MIG/TIG/плазменная сварка, адаптируясь к различным материалам и сценариям.

8. Сварка высокотехнологичных материалов:

  Разработка специализированного сварочного оборудования и технологий для новых материалов, таких как алюминиево-литиевые сплавы, титановые сплавы, высокопрочные стали и композитные материалы.

9. Применение в экстремальных условиях:

  Разработка специального сварочного оборудования, способного работать в условиях высоких температур, радиации, под водой или в вакууме (например, технологии космической сварки).

10. Автоматизация и интеграция с роботами, коллаборативные роботы (Cobot):

  Легкие сварочные роботы в сочетании с человеко-машинным взаимодействием повышают гибкость и безопасность, подходя для мелкосерийного и многономенклатурного производства.

11. Полностью автоматизированные производственные линии:

  Интеграция с промышленными роботами и автоматизированными транспортными средствами (AGV) для реализации процессов автоматической сварки, транспортировки и контроля.

12. Трехмерное зрение и планирование траектории:

  Автоматическое создание траектории сварки путем лазерного сканирования и распознавания положения сварного шва с помощью искусственного зрения, сокращая время программирования.

13. Драйвер рыночного спроса: новые энергетические автомобили:

  Растущий спрос на сварку корпусов аккумуляторов, электродвигателей и легких кузовов автомобилей стимулирует развитие высокоточных технологий сварки с низкими деформациями.

14. Возобновляемая энергетика:

  Растет спрос на сварку крупногабаритных конструкций, таких как башни ветрогенераторов, опоры фотоэлектрических панелей и резервуары для хранения водорода.

15. Аэрокосмическая и оборонная промышленность:

  Спрос на высокопрочные материалы и прецизионную сварку стимулирует развитие рынка высококачественного сварочного оборудования.

16. Строительство и инфраструктура:

  Популярность модульного строительства и стальных мостов стимулирует спрос на портативные высокоэффективные сварочные аппараты.

17. Сотрудничество в цепочке поставок:

  Производители сварочного оборудования тесно сотрудничают с компаниями, занимающимися материалами, датчиками и робототехникой, для создания интеллектуальной сварочной экосистемы.

18. Индустрия сварочного оборудования будет демонстрировать три основные тенденции: «высококачественность, интеллектуальность, экологичность»:

  Краткосрочная перспектива (3-5 лет): повышение уровня проникновения интеллектуальных сварочных аппаратов, популярность технологий сварки смешанными газами.

  Среднесрочная перспектива (5-10 лет): сварочные роботы становятся отраслевым стандартом, широко применяется адаптивная сварка с использованием ИИ.

  Долгосрочная перспектива (более 10 лет): прорывы в передовых областях, таких как космическая сварка и сварка биосовместимых материалов.

Резюме

Будущее сварочных аппаратов имеет широкие перспективы, технологические инновации и рыночный спрос будут способствовать их развитию в более интеллектуальном, экологичном и эффективном направлении. Предприятиям необходимо использовать возможности Индустрии 4.0 и углеродной нейтральности, преодолевать узкие места в основных технологиях, уделять внимание международным стандартам и подготовке кадров, чтобы получить преимущество в глобальной конкуренции.

Интернет-подключение для сварки полностью осуществимо и уже применяется на практике.

1. Применение интернет-подключения в сварке. Передача данных в реальном времени: с помощью IoT-сетевой карты интеллектуальные сварочные роботы могут передавать данные в реальном времени (например, ток, напряжение, скорость сварки и т. д.) в облако или в указанный центр обработки данных во время сварки. Эти данные помогают менеджерам удаленно контролировать рабочее состояние роботов и обеспечивать качество сварки.

2. Удаленный мониторинг и управление. С помощью IoT-сетевой карты операторы могут удаленно управлять сварочными роботами через терминалы, такие как мобильные телефоны и компьютеры, что обеспечивает гибкое планирование и управление задачами. Это не только повышает эффективность работы, но и снижает риски при работе на месте.

3. Диагностика неисправностей и предупреждение. IoT-сетевая карта поддерживает функции удаленной диагностики неисправностей и предупреждения. Когда сварочный робот выходит из строя или работает некорректно, система может быстро отреагировать и отправить информацию о неисправности на терминал управляющего персонала через IoT-сетевую карту, чтобы своевременно принять меры по ремонту.

4. Интеллектуальное планирование и оптимизация. С помощью IoT-сетевой карты несколько сварочных роботов могут работать совместно, автоматически регулируя темп работы и распределение задач в соответствии с фактическими потребностями производственной линии, тем самым максимизируя эффективность производства.

5. Повышение эффективности производства за счет интернет-подключения. IoT-сетевая карта позволяет сварочным роботам передавать данные и получать удаленные команды в реальном времени, тем самым обеспечивая более эффективное планирование производства и выполнение задач.

6. Снижение эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание. Традиционно техническое обслуживание и ремонт сварочных роботов требуют ручного вмешательства на месте, что является трудоемким и затратным процессом. С помощью IoT-сетевой карты менеджеры могут удаленно диагностировать неисправности, обновлять программное обеспечение и настраивать конфигурацию роботов, что значительно снижает эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание.

7. Повышение безопасности. IoT-сетевая карта поддерживает функции удаленного мониторинга и управления, позволяя операторам управлять сварочными роботами и контролировать их с безопасного расстояния, снижая риски при работе на месте.

Концепция и классификация дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов

  Дуговая сварка плавящимся электродом в среде защитных газов — это метод дуговой сварки, при котором используется плавящийся электрод, а в качестве среды для дуги и защиты расплавленных капель металла, сварочной ванны и высокотемпературного металла в зоне сварки применяется газ. В зависимости от материала сварочной проволоки и защитного газа этот метод можно разделить на следующие виды:

1. По типу сварочной проволоки различают сварку сплошной проволокой и порошковой проволокой.

  Дуговая сварка сплошной проволокой в среде инертного газа (Ar или He) называется дуговой сваркой в среде инертного газа с плавящимся электродом, сокращенно MIG-сварка (Metal Inert Gas Arc Welding).

  Дуговая сварка сплошной проволокой в среде обогащенного аргоном газа называется MAG-сваркой (Metal Active Gas Arc Welding).

  Дуговая сварка сплошной проволокой в среде CO2 называется CO2-сваркой.

  При использовании порошковой проволоки дуговая сварка с использованием CO2 или смеси CO2+Ar в качестве защитного газа называется дуговой сваркой порошковой проволокой в среде защитных газов. Также возможно проведение сварки без защитного газа, этот метод называется самозащитной дуговой сваркой.

2. Различия между обычной MIG/MAG-сваркой и CO2-сваркой.

  CO2-сварка отличается низкой стоимостью и высокой производительностью, но имеет недостатки, такие как большое количество брызг и плохое формирование шва, поэтому в некоторых сварочных процессах используется обычная MIG/MAG-сварка.

   Обычная MIG/MAG-сварка — это метод дуговой сварки с защитой инертным газом или обогащенным аргоном газом, тогда как CO2-сварка обладает сильными окислительными свойствами, что определяет различия и особенности между ними.

3. Основные преимущества MIG/MAG-сварки по сравнению с CO2-сваркой.

  Количество брызг уменьшается более чем на 50%. При сварке в среде аргона или обогащенного аргоном газа дуга стабильна, причем дуга стабильна как при струйном, так и при капельном переносе. Даже при коротком замыкании в режиме малой мощности MAG-сварки дуга оказывает меньшее отталкивающее воздействие на каплю, что обеспечивает уменьшение брызг более чем на 50% при коротком замыкании в MIG/MAG-сварке.

  Шов получается ровным и красивым. Благодаря равномерному, мелкому и стабильному переносу капель в MIG/MAG-сварке шов получается ровным и красивым.

  Возможность сварки многих активных металлов и их сплавов. Окислительная способность дуговой среды очень слабая или отсутствует. MIG/MAG-сварка позволяет сваривать не только углеродистые и высоколегированные стали, но и многие активные металлы и их сплавы, такие как алюминий и его сплавы, нержавеющая сталь и ее сплавы, магний и его сплавы и т. д., что значительно повышает технологичность, качество сварки и производительность.

4. Различия между импульсной MIG/MAG-сваркой и обычной MIG/MAG-сваркой.

  Основные режимы переноса капель при обычной MIG/MAG-сварке — это струйный перенос при большой силе тока и короткое замыкание при малой силе тока. Поэтому при малой силе тока все еще наблюдаются большие брызги и плохое формирование шва, особенно при сварке некоторых активных металлов, таких как алюминий и его сплавы, нержавеющая сталь, которые невозможно сваривать при малой силе тока. В связи с этим появилась импульсная MIG/MAG-сварка, особенностью переноса капель которой является переход одной капли на каждый импульс тока. По сути, это капельный перенос.

  Оптимальный режим переноса капель при импульсной MIG/MAG-сварке — это один импульс на одну каплю. Таким образом, регулируя частоту импульсов, можно изменять количество переносимых капель в единицу времени, то есть скорость плавления проволоки. Поскольку при переносе «один импульс — одна капля» диаметр капли примерно равен диаметру проволоки, тепловая энергия дуги на каплю ниже, то есть температура капли ниже (по сравнению со струйным и крупнокапельным переносом), что повышает коэффициент плавления проволоки, то есть повышает эффективность плавления проволоки. Из-за низкой температуры капли образуется меньше сварочного дыма, что с одной стороны снижает угар легирующих элементов, а с другой — улучшает условия труда. Сварка сопровождается небольшим количеством брызг или их отсутствием. Дуга имеет хорошую направленность, подходит для сварки во всех пространственных положениях. Шов получается хорошего качества, с большой шириной проплавления, уменьшенной особенностью пальцевидного проплавления и небольшим остаточным валиком. Идеальная сварка активных металлов (например, алюминия и его сплавов) при малой силе тока. Расширен диапазон рабочих токов для струйного переноса в MIG/MAG-сварке. При импульсной сварке стабильный капельный перенос может быть достигнут в диапазоне токов от критического тока струйного переноса до десятков ампер.

5. Из вышеизложенного следует, что импульсная MIG/MAG-сварка имеет свои особенности и преимущества. Однако ничто не совершенно, и по сравнению с обычной MIG/MAG-сваркой ее недостатки заключаются в следующем:

  Производительность сварки субъективно ощущается немного ниже.

  Требования к квалификации сварщиков выше.

  Стоимость сварочного оборудования в настоящее время выше.

6. Выбор импульсной MIG/MAG-сварки в основном определяется требованиями сварочного процесса. Следующие виды сварки требуют обязательного использования импульсной MIG/MAG-сварки.

  Углеродистые стали, когда предъявляются высокие требования к качеству и внешнему виду шва, в основном в производстве сосудов под давлением, таких как котлы, химические теплообменники, центральные кондиционеры, а также турбинные спиральные камеры в гидроэнергетике и т. д.

  Нержавеющие стали, при использовании малой силы тока (до 200 А) и высоких требованиях к качеству и внешнему виду шва, например, в производстве железнодорожного транспорта, химических сосудов под давлением и т. д.

  Алюминий и его сплавы, при использовании малой силы тока (до 200 А) и высоких требованиях к качеству и внешнему виду шва, например, в производстве скоростных поездов, высоковольтных выключателей, воздухоразделительных установок и т. д.

  Медь и ее сплавы. Медь и ее сплавы в основном свариваются методом импульсной MIG/MAG-сварки (в пределах дуговой сварки в среде защитных газов с плавящимся электродом).