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在制造業向智能化、高效化轉型的過程中，自動化焊接憑借其穩定性高、生產效率高、焊縫質量均勻等優勢，被廣泛應用于汽車、船舶、鋼結構等領域。然而，受設備參數、材料特性、操作規范等多方面因素影響，自動化焊接過程中仍會出現各類問題，直接影響焊接質量與生產進度。本文將梳理自動化焊接中的典型問題，并給出針對性解決方法。
一、焊縫成形不良
焊縫成形不良是自動化焊接中最常見的問題之一，具體表現為焊縫寬窄不均、余高過大或過小、咬邊、未焊透、焊瘤等，不僅影響工件的外觀質量，還可能降低接頭的力學性能。
主要原因
1. 焊接參數設置不合理：焊接電流過大時，易導致熔池溫度過高，出現咬邊、焊瘤；電流過小則可能造成未焊透；電壓與電流匹配不當會使電弧不穩定，導致焊縫寬窄不均。
2. 焊接速度控制不當：速度過快，熔敷金屬量不足，易出現未焊透、焊縫窄而淺；速度過慢，熔敷金屬堆積過多，余高增大，還可能導致晶粒粗大。
3. 焊槍姿態與位置偏差：焊槍與工件的距離（干伸長度）過長或過短、傾斜角度不當，會影響電弧的穩定性和熱量分布，進而導致成形不良。
4. 工件裝配精度差：工件間隙過大或過小、錯邊量超標，會使熔池填充不均勻，出現未焊透或焊瘤。
解決方法
1. 優化焊接參數：根據焊接材料、厚度及接頭形式，通過試焊確定最佳參數組合。例如，焊接低碳鋼薄板時，可適當降低電流、提高電壓，保證電弧穩定；焊接厚板時，需增大電流并配合合適的焊接速度，確保熔透。
2. 穩定焊接速度：檢查自動化設備的傳動系統，確保導軌潤滑良好、無卡頓，必要時校準伺服電機參數，保證焊接過程中速度恒定。
3. 校準焊槍姿態：利用設備的示教功能或視覺定位系統，調整焊槍的干伸長度（通常為焊絲直徑的10-15倍）和傾斜角度（一般為10°-15°），確保焊槍正對焊縫中心。
4. 提高裝配精度：加強工件裝配環節的質量管控，使用專用夾具固定工件，將間隙、錯邊量控制在焊接工藝要求范圍內。
二、焊接缺陷
焊接缺陷是影響接頭可靠性的關鍵問題，常見的有氣孔、夾渣、裂紋等，這些缺陷會削弱焊縫的承載能力，嚴重時可能導致工件在使用過程中失效。
（一）氣孔
焊縫內部或表面出現的圓形或橢圓形孔洞，多由氣體未及時從熔池中逸出導致。
主要原因
1. 焊接材料受潮：焊絲、焊劑含水量過高，焊接時水分分解產生氫氣，易形成氣孔。
2. 工件表面不潔：工件焊接區域存在油污、銹跡、氧化皮等雜質，受熱后產生氣體進入熔池。
3. 保護氣體異常：保護氣體純度不足（如二氧化碳中含過多水分）、流量過小或過大、噴嘴堵塞導致保護效果不佳，空氣侵入熔池。
解決方法
1. 烘干焊接材料：焊絲使用前應在100-150℃下烘干1-2小時，焊劑根據類型在200-400℃下烘干2-4小時，并存放在保溫桶中隨用隨取。
2. 清理工件表面：焊接前采用打磨、酸洗、噴砂等方式去除工件表面的雜質，確保焊接區域潔凈。
3. 檢查保護氣體系統：選用純度符合要求的保護氣體（如二氧化碳純度≥99.5%），調整氣體流量至合適范圍（通常為15-25L/min），定期清理噴嘴內的飛濺物，保證氣體流暢。
（二）夾渣
焊縫中存在的非金屬夾雜物，如氧化物、硫化物等，多因熔渣未完全與熔池金屬分離導致。
主要原因
1. 焊接電流過?。喝鄢販囟鹊?，熔渣流動性差，難以浮至表面。
2. 焊接速度過快：熔渣來不及上浮就被后續熔敷金屬覆蓋。
3. 坡口設計不合理：坡口角度過小、鈍邊過厚，易導致熔渣堆積在坡口根部。
解決方法
1. 調整焊接參數：適當增大焊接電流，提高熔池溫度，增強熔渣流動性。
2. 控制焊接速度：根據熔池狀態調整速度，確保熔渣有足夠時間浮至表面。
3. 優化坡口設計：按照焊接工藝要求設計坡口，保證坡口角度、鈍邊和間隙合理，必要時采用多層多道焊，并在每道焊后清理熔渣。
（三）裂紋
裂紋是最危險的焊接缺陷，按產生時間可分為熱裂紋和冷裂紋，熱裂紋多在焊接過程中產生，冷裂紋則可能在焊后數小時至數天內出現。
主要原因
1. 熱裂紋：焊接材料含硫、磷等雜質過多，熔池結晶時形成低熔點共晶物；焊接應力過大，導致晶界開裂。
2. 冷裂紋：工件含碳量過高或存在淬硬組織，焊后冷卻速度快；焊縫中氫含量過高，形成氫致裂紋；焊接殘余應力超過材料的屈服強度。
解決方法
1. 控制材料成分：選用低硫、低磷的焊接材料，確保工件材質符合焊接要求。
2. 降低氫含量：嚴格烘干焊接材料和清理工件表面，減少氫的來源；采用堿性焊條或焊劑，增強脫氫能力。
3. 控制冷卻速度：焊前對工件進行預熱（如焊接高碳鋼時預熱溫度為150-300℃），焊后進行緩冷或去應力退火，減少淬硬組織和焊接應力。
4. 優化焊接工藝：采用分段焊接、對稱焊接等方式，分散焊接應力；避免焊接電流過大導致過熱。
三、電弧不穩定
電弧不穩定表現為電弧閃爍、斷弧、飛濺過大等，會直接影響焊縫成形和焊接效率，嚴重時可能損壞焊接設備。
主要原因
1. 供電系統異常：焊接電源電壓波動過大、三相不平衡，導致電弧電壓不穩定。
2. 焊絲送絲不暢：送絲機構磨損、焊絲盤跳動、焊絲表面銹蝕或彎曲，造成送絲速度不均勻。
3. 導電嘴故障：導電嘴磨損嚴重、孔徑過大或過小，導致電流傳導不穩定；導電嘴與焊絲接觸不良，產生電阻熱過大。
4. 電磁干擾：自動化焊接設備周圍存在強電磁設備（如大型電機、變壓器），干擾電弧磁場。
解決方法
1. 穩定供電系統：在焊接設備前加裝穩壓器，確保電源電壓波動控制在±10%以內；檢查供電線路，保證三相電流平衡。
2. 維護送絲系統：定期潤滑送絲輥輪、檢查送絲導管是否堵塞，更換磨損部件；選用表面光滑、無銹蝕的焊絲，安裝時確保焊絲盤固定牢固。
3. 更換導電嘴：根據焊絲直徑選擇合適孔徑的導電嘴，定期檢查并更換磨損的導電嘴，保證導電嘴與焊絲接觸良好。
4. 消除電磁干擾：將焊接設備遠離強電磁源，對焊接電纜進行屏蔽處理，接地系統可靠連接。
四、設備故障
自動化焊接設備由機械系統、電氣系統、控制系統等組成，任一系統出現故障都會導致焊接過程中斷。常見設備故障包括機械卡頓、伺服電機故障、控制系統報錯等。
主要原因
1. 機械系統磨損：導軌、滑塊、軸承等運動部件長期使用后磨損，導致間隙增大、運動卡頓。
2. 電氣元件老化：接觸器、繼電器、傳感器等電氣元件因高溫、振動等因素老化，性能下降或失效。
3. 控制系統故障：程序參數設置錯誤、PLC模塊故障、人機交互界面卡頓，導致設備無法正常運行。
4. 維護保養不足：未定期對設備進行清潔、潤滑、校準，導致故障積累。
解決方法
1. 定期維護機械系統：按照設備說明書要求，定期清理導軌雜物、潤滑運動部件，測量并調整部件間隙，更換嚴重磨損件。
2. 檢查更換電氣元件：定期檢測電氣元件的性能，對老化、失效的元件及時更換；做好電氣柜的通風散熱，避免元件因高溫損壞。
3. 排查控制系統問題：重新校準程序參數，檢查PLC模塊連接是否松動，重啟控制系統排除軟件卡頓問題；若硬件故障，聯系專業人員維修或更換模塊。
4. 建立完善保養制度：制定設備日常保養、定期保養和年度保養計劃，明確保養內容和責任人員，做好保養記錄，提前發現潛在故障。
自動化焊接過程中的問題成因復雜，涉及材料、設備、工藝、操作等多個層面。解決這些問題需堅持“預防為主、防治結合”的原則：一方面，通過優化焊接工藝、加強材料管控、提高裝配精度，從源頭減少問題發生；另一方面，建立健全設備維護保養體系，加強操作人員培訓，提升問題排查和解決能力。只有全面把控各個環節，才能充分發揮自動化焊接的優勢，確保焊接質量穩定、生產高效進行，為制造業高質量發展提供保障。
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