国内外焊接技术的发展趋势

近年来的三大焊接展，即2014年6月在上海举行的第十四届北京ESON焊接和切割展、2014年9月在德国ESON举行的第十七届德国ESON焊接和切割展、2014年10月在天津举行的中国焊接博览会，给我们留下了深刻印象，对国内外焊接技术的发展趋势和焊接生产发展的新需求和新趋势都有深刻的印象。可以说，世界焊接技术又上了一个台阶，在效率、自动化、环境友好方面取得了新的发展。焊接材料种类更加丰富，焊接自动化、高效化、清洁化更加突出。焊接技术的综合成本更低，焊接对工业的服务更广泛。同时焊接中存在的手工、粗糙、脏、低速基本消除，被自动、精密、清洁、高效所取代。

1.逆变焊接技术的发展趋势

逆变焊机继续发展到提高普遍性、提高电力制造能力、小型化等多个方面。

提高普及性：逆变焊机的出品率越来越高，出品面越来越广。在今年的展览会上，几乎所有大企业都以巨大的进步展示了各种逆变焊机、新技术、新产品，但只是品种、功率、性能、功能、制造水平各不相同而已。另外，逆变焊机的品种、性能、功能和焊接方法及应用范围也有一定的提高、增加和扩大。

提高电力制造能力：过去认为逆变焊机体积小、移动方便、节能材料的优点主要适用于中小型电力的情况。今年的展览会上，很多公司展出了天安级技术商品。

小型化：通过提高频率、使用高性能磁铁、优化结构等方法，尽可能使低功耗逆变焊机变小。在焊接位置变化频繁的装配和维护工作中，用于板材焊接的小焊接机只有3.4公斤。

在展会上，逆变焊机出现在几乎所有电焊机展商的展台上，表明逆变焊机目前已成为电焊机行业的主流趋势。目前，逆变焊机在基本技术层面已经成熟，目前的技术竞争主要体现在逆变焊机相关电源技术的外延和逆变焊机相关焊接工艺技术的深化上。

1.1软交换技术

国外逆变焊机的软开关电源技术不太常见。特别是20kHz的逆变焊机，大部分仍然以硬开关为主，但其开关装置使用的容量远远超过国内焊机，从而保证了逆变电源的高可靠性。因为软开关电路所需的额外电磁部件的制造和组装成本在人力成本高的地方超过了增加开关设备容量的材料成本，所以人力成本不同。国外的软开关电源技术主要针对在60 ~ 120KHz下工作的高频大功率焊接机，主要是为了提高电源的响应速度，方便更精密的波形控制过程。1.2变压器材料及其结构

逆变变压器是逆变焊机的关键部件。在这方面，国内的大功率焊接机使用无定形铁芯的比例很大，而国外大多数使用铁氧体磁心。目前，使用最高20kHz反向变形频率的非晶铁芯应该说材料成本比铁氧体更有利，但根据材料的特性，目前非晶铁芯只能由环形供应，线圈的自动化不容易。国外企业大多使用铁氧体核心，不愿意转换为非晶铁芯，而国内企业出于对材料成本的考虑，广泛使用非晶铁芯。(威廉莎士比亚，铁心，铁心，铁心，铁心，铁心，铁心)

1.3数字控制促进焊接技术的升级和发展。

五年前，数字控制焊接机只是一些国际知名公司的“高科技”。从今年的展会来看，国际上数字控制已经很普通了，数字控制焊接机不再是销售的卖点。在芬兰KEMPPI和奥地利Fronius的推动下，数字焊机已进入产品规模化生产阶段。

逆变器的高响应速度为焊接控制技术提供了理想的电源平台，将数字技术应用于焊接电源将进一步提高电源控制技术的水平和可操作性。逆变焊机的数字控制可以大大简化电路结构，提高焊机控制系统的稳定性，便于应用，因此可以得到有力的发展。目前，国内数字焊接机与国外数字焊接机最大的区别在于焊接工艺性能。数字焊接机的最大卖点不是数字技术本身，而是高级焊接工艺技术。同时，数字化的最大优点是，与反向变形焊接机结合后，可以装载先进的焊接工艺技术。

1.4逆变焊机与焊接工艺的关系

逆变焊机对电焊机产业的影响无疑是电力技术的革命，但在整个焊接领域，与其说是电力技术的革命，不如说是焊接工艺技术的革命。可以说，逆变焊机促进了焊接工艺技术的深化。

特别是数字技术，在逆变焊机的技术平台上，进一步改变了焊机行业的技术状态。通过展览可以看到，从简单的电力技术到先进的焊接工艺技术相结合，研究焊接电弧行为将是今后焊接机产业技术发展的重要方面。

1.5导线馈线对数字控制的依赖性

数字控制逆变焊机的最大优点可以在GMAW(熔化极气体保护焊接)过程中看到，因此，除了电源问题外，对电线输送机的控制也很重要。如果没有稳定的发射速度，脉冲MIG的核心问题就无法实现许多先进的控制方法，如电流波形和发射速度之间的合理协调。目前，国内脉冲MIG焊机的主要差距不在于功率，而在于发送器。国外同类产品都是有速度反馈控制的发送器，国内大部分使用的是可以进行电压反馈控制的发送器。随着焊接工艺要求的提高，线材输送机要求不仅速度稳定，对响应速度的要求也越来越高。例如，CMT技术的核心是焊工的逆萃取控制，这在电弧诱导技术中起着重要的作用。数字控制交流伺服电机在先进焊机中取代了传统直流电机，表明逆变焊机的数字控制从电源部分扩展到电线输送机的趋势。1.6数字技术，实现高性能和多功能性

众所周知，数字技术可以提高控制系统的干扰、控制精度，从而提高焊机的焊接精度、可靠性、稳定性等整体机械性能。此外，通过转换外部特性曲线、输出电流波形、动态特性参数等，可以控制各种焊接方法、各种焊接材料、多功能、多焊接参数调整和最佳匹配。焊工可以成为“精品”，同时焊接工艺、焊工也可以成为“精品”。波尼斯的冷金属转换(CMT)焊接系统在这方面得到了很好的解释。CMT液滴转换方式是新的，与现有焊接工艺相比，转换液滴温度相对较低，可以实现异种金属连接，可以使焊工的熔化和转换分别成为两个相对独立的过程，可以更灵活地控制焊线能量。通过精确的弧长控制，CMT工艺结合脉冲电弧进行了无飞溅焊接，大大减少了焊缝的热量输入。控制脉冲电弧，影响热量输入量，允许在没有电流的情况下进行水滴转换。母料熔化时间非常短，圆弧启动速度提高了一倍，输入热量低，焊接变形小，旁路能力大大提高，焊接性能优秀。焊接形成美丽。

据悉，国内很多高校积极开展冷金属过度使用接触系统的研究。

2.实现快速高效的气体保护焊接

除了焊接机器人自动化的高效化外，熔化极焊接的大量展示和广泛应用随处可见。熔化极焊接是除个别特殊情况外，几乎所有MIG/MAG焊接机，满足集装箱等行业所需薄板的高速高效焊接需求。珠海代理的德国邮轮展示的TANDEM焊接系统，焊接2 ~ 3MM薄板的焊接速度达到6m/min，焊接8mm以上厚板的焊接效率达到24kg/h。在焊接需要控制线能量的低合金高强度钢等材料时，气体保护焊接是取代埋弧焊过程的最新选择。

3.CO2焊接设备的发展趋势

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