摘要:工程机械发展对焊接设备及焊接材料的需求
1. 切割下料设备
薄板件切割下料目前主要以数控等离子为主,开始推广使用激光切割机;中厚板的下料以数控火焰切割机为主,由于其切割精度低,开始推广使用数控精细等离子切割机;另外,在坡口加工方面,切割机器人也正在逐步替代效率低的金加工方式和质量差的手工火焰切割方式。
激光切割机和数控精细等离子切割机将是切割设备的主要发展方向,这类设备不仅效率高,更重要的是下料精度高、切口质量好。切割边缘几乎没有残留的挂渣现象,大大减少了清除割渣的劳动强度,切割精度可以达到割后不需进行金加工就可以满足组装要求。
2. 焊接设备
目前,我国工程机械行业普遍采用自动和半自动CO2+Ar混合气体保护焊。薄板件主要采用细丝气体保护焊,焊丝φ0.8~φ1.0mm,主要焊丝牌号为H08Mn2SiA,应用的领域是驾驶室、发动机罩等覆盖件;中厚板的焊接,富氩混合气体保护焊占90%以上,焊丝一般采用φ 1.2mm,φ 1.6mm的焊丝由于刚度大、使用不方便,有逐渐减少的趋势;个别壁厚40mm以上的结构件采用埋弧焊,如压路机钢轮、装载机轮辋等。
低能耗的IGBT逆变焊机已经形成普遍推广的势头,经过实际测试,逆变焊机比非逆变焊机节能6~8kW·h/盘。如果在行业上推广应用,每年可以为国家节能6000万kW·h。
国内数字化焊接电源刚开始推广,所占比例不到5%,而国外使用数字化焊接电源的比例达到25%~30%。数字电源的优势在于可实现智能控制和集中控制,可固化焊接参数,提高焊接质量的稳定性和一致性。
尽管国内企业近年来对焊接自动化装备的投入较大,但使用比例仍然较低,为10%~15%;而国外同行焊接自动化设备所占比例为70%以上,部分甚至达到90%。因此,工程机械企业亟需装备自动化程度高、性能优良、可靠性好的各种自动化成套焊接设备,以及焊接机器人工作站和焊接生产线。预计“十二五”期间,工程机械行业中焊接自动化的潜在市场需求将高达 270 亿元。“中厚板结构件焊接机器人”产品市场年总量将达到2000台左右,“焊接自动化成套装备” 产品年市场总量将达到22 500台左右,“数字化弧焊电源”产品年市场总量将达到400 000台左右,发展空间巨大。
3. 焊接材料
近几年,焊接材料最明显的变化是气体保护焊丝用量在全部焊接材料用量中所占的比例大幅度上升。欧洲企业大力推广“实芯焊丝+混合气体保护焊”,认为实芯焊丝适应性较强,可应用于自动化焊接,成本划算。而日本和韩国却大力推广“药芯焊丝+CO2气体保护焊”,认为药芯焊丝效率高、工艺性能好;而我国工程机械企业由于对药芯焊丝的操作适应性问题,大多采用“实芯焊丝+混合气体保护焊”工艺。
2013年工程机械的钢材需求量约在730万t,焊材需求量(主要指焊丝)为8.7万t。焊接材料主要以50~90kg级为主,随着轻量化设计的发展,高强钢(800~1500MPa)的应用日益增加,高强度焊材的需求也日益增加。随着焊接自动化和焊接机器人应用比例的提升,250kg/盘以上的桶装焊丝的需求量也逐渐增加。