“2009’中国焊接产业论坛---焊接自动化会议”于2009年5月31日—6月2日在上海举办。 1)以中厚板结构件的自动化焊接技术交流为主;
2)针对近期已经开始或即将开始大规模应用焊接自动化技术的重点应用行业展开； 3)以目前已成熟应用的焊接自动化技术和装备为主进行实际引导；
4)在国内外焊接自动化领域著名的制造商、行业用户、研究机构的报告为主。
本次会议共有13个专题报告，涉及船舶制造、海洋工程、工程机械、铁路车辆、锅炉压力容器等行业。通过专家们的专题报告，与会代表基本了解到了本行业焊接自动化的现状、技术特点和发展前景：
1)上述几个行业，所生产产品中金属结构件的焊接是其最为重要的制造技术。随着市场竞争的
加剧，客户对产品焊缝焊接质量的要求不断提高，制造商希望提高劳动生产率，社会劳动力成本的提高，环境保护、改善焊工焊接作业现场环境的要求等因素，逐步实现焊接自动化已成为行业的共识。声波识别
2)国内船舶制造、锅炉压力容器、海洋工程的焊接自动化是以专机自动化技术应用为主，焊接
机器人的应用较少，但是机器人应用未来也有很大的发展空间。 3)工程机械、铁路车辆行业的焊接自动化以焊接机器人的应用为主，焊接专机的应用为辅。专
机解决单层单道、长直焊缝的自动化的焊接。焊接专机目前还达不到完全的自动焊，操作人员最多一人操作一台设备，眼睛不能离开电弧，随时观察焊缝，随时调整焊接参数或焊位置。焊接机器人依靠其较好的柔性特点，针对行业产品多规格小批量的生产特点，主要用于异性结构件的焊接，可以适应长焊缝、短焊缝、直线焊缝、弧线焊缝、多层多道对接焊和角焊缝的焊接。部分品牌的焊接机器人系统已可以实现智能化的焊接，一人可以操作多套系统，大大提高人工效率。
以下将结合上述行业的特点，介绍一下专题报告中的重点内容：
一、船舶制造业
目前，自动化焊接技术在国内大型船厂已得到广泛应用，包括：单丝埋弧焊、双丝串列埋弧自动焊、自动CO2角焊、FCB单面焊、双丝单面MAG焊、双面双丝串列自动CO2焊（HS-MAG法）、多电极纵骨CO2自动角焊等。与日本、韩国的主要差距在于焊接机器人系统的应用和激光+MIG复合自动焊技术的应用。未来进一步的船舶自动焊应用方向：
1.批量部件制作焊接机器人系统
型式为多轴机械手，可进行纵、横直线移动，可以实现无人连续焊接。
2.船体內底分段构件焊接机器人
型式为“井”字形结构，可以焊接平、立角焊，可以单人操作多台机器人
3.激光+MIG复合焊技术
1)可有效利用激光能量，电弧先将母材熔化，提高激光吸收率。
2)增加熔深，利用激光束作用于电弧形成的熔池底部，进一步提高焊接熔深。规整填料
3)稳定电弧，激光使气体电离产生等离子体，有助于电弧稳定。
4)降低焊缝装配精度，装配间隙由0.3mm增大至1mm。
5)构件焊接变形小
自动打饭机6)船体结构轻盈
7)焊缝性能优异、一致性高
8)高速、自动化
图1.激光+MIG复合焊设备图2. 激光+MIG复合焊焊缝断面
二、海洋工程
海洋工程结构是一种大型、复杂、特殊的焊接结构，长期处于严酷环境。海洋工程自动化焊接技术分
为陆上自动化焊接技术和水下自动化焊接技术。
1.陆上焊接
陆上焊接主要用于陆上预制和海上安装（包括海洋平台安装、海底管线铺设等）。海上安装的突出特点是，一是作业环境通常表现为潮湿腐蚀海风侵扰，二是海上施工成本非常昂贵，要求焊接作业优质高效。目前的具体应用及发展情况如下：
1)双机头全位置全自动GMAW焊接设备
双丝熔化极气体保护焊（GMAW），保护气体为50%Ar+50%CO2混合气，第二个焊炬改善了焊道韧性并降低了接头硬度。由焊接电源、焊接机头、机头控制系统、供气系统、编程器和轨道等部分组成。为了保证焊缝背面成形，管口内侧加铜衬垫，组对的对中器带有铜衬垫，组对、加铜衬垫同时完成。
法国Serimax（即原来的SERIMER DASA ）、美国CRC-Evans、荷兰Vermaat Technics等公司都有商业化产品。
图3. 双机头全位置全自动GMAW焊接设备图4. Serimax公司四焊机头全自动轨道式自动焊机
2)多头多炬熔化极气体保护焊
Serimax是海洋石油工程公司Acergy集团(即原来的Stolt Offshore)下属的专业焊接设备生产厂家，对于直径24″以上的双头海底管线，该公司开发了四头双炬(Saturne 8-Torch)全自动焊接系统，驱动4个Saturnax焊头同时工作。
3)闪光对焊与单极脉冲焊
J-Ray McDermott公司尝试将其推广应用于海洋铺管作业船，并将其工艺纳入API 1104标准，尚未进行实际管线的铺设施工。
单极脉冲焊(Homo-polar Pulse Welding，HPW)是闪光对焊技术的其中之一，主要由美国Austin A&M大学的研究人员结合J型管线铺设工艺开发而成。HPW采用单向发电机产生大电流、低电压脉冲，
由其快速生成的电阻热加热管子的对接端面以达到顶锻温度，此时，再外加载荷形成锻压焊缝，整个焊接过程仅需要几秒钟。现有研究表明，HPW能够形成高强度、低热影响区域的接头，但在结合面处存在薄的脆性层，从而使接头冲击性能受到影响。
4)激光焊与激光-电弧复合焊（HL-GMAW）
英国焊接研究所(TWI)、英国石油公司(BP)、英国Cranfield大学、法国布依格海洋工程公司(Bouygues Offshore)、美国CRC-Evans公司和美国爱迪生焊接研究所(EWI)等先后研究了管线铺设用高功率激光焊接技术。
自救手环2003年，TWI利用焦点功率密度为2.5×104 W/cm2、直径为φ0.6 mm的7 kW YB光纤激光和瑞典伊萨(ESAB)公司的AMIG系统进行复合，对X80管线钢进行平焊、立焊和环缝焊等几个位置的焊接实验，
结果表明，不论在何种位置进行焊接，焊后材料的强度、抗拉应力以及夏普冲击值都非常高。
5)电子束焊与非真空电子束焊
法国Total石油公司1980年提出了采用EBW技术进行J-型铺管作业的设想，并且认为使用EBW 技术焊接Ф609.6mm(24″)×31.75mm(1.25″)的X100管线时，每道焊缝用时不到3min。2000年，TWI 受Saipem公司委托，研究了J型铺管作业用的非真空电子束（NVEB）焊接技术。如图3所示，试验样机使用2个电子来完成φ710 mm×41 mm管线的环缝焊接作业，真空室的抽空时间为30 s左右，焊接作业时间小于5 min，大大提高了作业效率。但是， TWI的非真空电子束（NVEB）焊接技术只在Saipem-7000铺管船上进行过实验，还没有工程应用案例。
6．水下焊接
水下焊接技术主要用于海洋平台水下部分、海底管道等的修复。按照作业环境不同分为湿式焊接、局部干式焊接和干式焊接。
摩擦叠焊是最为具备水下尤其是深水应用前景的连接技术，焊接参数不受水深影响，不需要根据水深重新评定焊接参数，浅水参数可以直接用于深水；作业在水中直接实施，不需要营造高压环境等特殊空间；可以与ROV配套、实现全套作业完全自动化，突破饱和潜水深度限制，从而第一次有可能真正促使水下连接技术走向深水。
三、工程机械行业
工程机械行业由于其产品的特点和生产制造的特点，焊接自动化未来的发展重点是焊接机器人系统，尤其是具有智能化的焊接机器人系统。
工程机械行业产品（挖掘机、装载机、起重机、泵车、路面机械…）的结构件大量应用中厚钢板。在中厚板的大型结构件焊接中，不可能保证焊接夹具上的工件定位精准。而且，焊接中大量的热量经常会使结构件发生变形。这些都是焊接线位置发生偏移的原因，所以对大型结构件进行焊接的时候，计算测定这些偏移量、进行位置纠正的功能是必不可少的。此外，中厚板焊接一般需要开坡口。由于前期坡口加工精度、工件组对、焊接过程导致的变形等原因，实际的焊缝坡口的宽度是不一致的，也会产生错边等问题。这些问题的解决，不是焊前的示教编程能够解决的。从焊接机器人系统的使用效率来讲，用户在实际生产中不可能接受对同样规格的工件的每一件都进行焊前的示教编程，来修正上述的焊接线偏离及坡口宽度的变化。因此，智能化的焊接机器人系统的应用是解决上述问题的唯一出路。
下面重点介绍一下本次论坛报告中所介绍焊接机器人已成熟应用的几个功能：
1.焊丝接触传感功能--智能化技术之一
KOBELCO的ARCMAN机器人利用焊丝和工件接触的时候，焊丝——工件之间的电位差变为0V的功能，可以使加载有传感电压的焊丝（夹持焊丝的机器人）向工件进行移动，将电位差是0V的位置记忆成工件的位置，反映在示教点上。接触传感功能包括具有位置纠正功能的三方向传感、开始点传感、焊接长度传感、圆弧传感等。可以纠正这些偏移量。
图5. 接触传感原理
2.电弧传感功能—智能化技术之二
KOBELCO的ARCMAN的焊在焊缝坡口内进行摆动（往返动作）的时候，导电嘴～母材之间距离会发生变化。导电嘴～母材之间距离越长焊接电流越小，导电嘴～母材之间距离越短焊接电流越大。由
于上述特性，在焊接线没有偏移的状态下，摆动到中央部的焊接电流最小，摆动到端部的焊接电流最大。焊接线存在偏移的时候，摆动到右端和左端的导电嘴～母材之间距离就会不同，所以摆动到右
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