焊接結構應用使鍛壓機床走向復雜化

中國機床工具行業(yè)，主要由金屬切削機床業(yè)(簡稱機床)、金屬成形機床業(yè)(即鍛壓機械設備)、鑄造機械業(yè)、木工機床業(yè)、量具、量儀與刃具業(yè)、磨料磨具業(yè)、機床附件及機床電器業(yè)、數(shù)控與數(shù)顯業(yè)、機床功能部件業(yè)等9個制造業(yè)組成。2000年全行業(yè)企業(yè)總數(shù)為796家，其中，金屬切削機床業(yè)生產企業(yè)230家，年生產能力18萬臺，型號2500種；金屬成形機床業(yè)生產企業(yè)80個，年生產能力5萬臺，型號560種；鑄造機械業(yè)生產企業(yè)30家，年生產能力1萬臺，型號300種；木工機床業(yè)生產企業(yè)30個，年生產能力2.5萬臺，型號250種。其機床、鍛壓機械和鑄造機械三個小行業(yè)是機床工具行業(yè)焊接應用的主要領域，近十幾年焊接行業(yè)的應用尤以鍛壓行業(yè)發(fā)展最快，機床行業(yè)次之。

　　隨著焊接技術在工業(yè)應用中的飛速發(fā)展，在機床制造方面也越來越多地采用了焊接結構,以焊代鑄、以焊代鍛、以焊代切削已成為我國機床制造業(yè)總的發(fā)展趨勢。焊接工藝已成了機床制造業(yè)的重要基礎工藝，并從單一的加工工藝發(fā)展成了包括原材料預處理、切割落料、成形焊接、焊后檢驗和焊后處理等新興的綜合性工程技術。機床制造已離不開焊接。

　　1.行業(yè)焊接新技術、新工藝、新材料的研制開發(fā)及應用

　　機床行業(yè)的焊接應用是隨著國外引進產品技術發(fā)展起來的。同時，國內焊接技術的發(fā)展也促進了機床行業(yè)焊接的應用。目前，在機床行業(yè)中應用的主要焊接新技術和科研成果有以下幾個方面:

　　1.1鋼板預處理技術應用

　　機床行業(yè)的鋼板預處理生產線，是1993年由濟南第二機床廠開始使用的，它是在造船行業(yè)、重機行業(yè)、礦山行業(yè)使用的基礎上開始的。該預處理生產線是由該廠和青島第三鑄造機械廠聯(lián)合開發(fā)制造，其主要工藝流程為：鋼板校平、預熱、拋丸除銹、自動噴漆、烘干，全長60m。主要技術參數(shù)為：鋼板校平厚度8～40mm，校平寬度3m；預處理鋼板厚度8～160mm，有效寬度3m；處理結構件最大規(guī)格為1500(寬)×800(高)；預處理速度為0～4m/min；年處理能力為4萬噸／年；采用了PC自動控制和手動控制兩種方式。該鋼板預處理生產線,解決了原材料的銹蝕、氧化皮等不良因素，提高了數(shù)控切割落料質量和機床產品的外觀質量。

　　1.2數(shù)控切割技術應用

　　1982年由濟南第二機床廠開始將國產數(shù)控切割機應用于鋼板零件的切割落料之中，1988年開始應用了計算機自動編程套料技術，使鋼板利用率由70%提高到74%；1992年濟南第一機床廠引進了美國等離子數(shù)控切割機和激光數(shù)控切割機，開始了機床行業(yè)數(shù)控等離子和激光切割的應用，使厚度為0.5～8mm的薄鋼板切割精度達到了0.5～1mm。“七五”期間，濟南第二機床廠開發(fā)研究了厚鋼板數(shù)控精密切割技術，使厚鋼板數(shù)控精密切割厚度達到了275mm，該項目獲得了機械部機床行業(yè)“七五”工藝成果一等獎。1993年，濟南第二機床廠通過引進數(shù)控水下氧氣等離子切割機，使機床行業(yè)數(shù)控等離子碳鋼切割厚度由8mm提高到了25mm，減少了中厚板的切割變形，提高了中厚鋼板零件的切割精度和切割質量。

　　1.3氣體保護焊等高效率焊接技術的應用

　　隨著國外引進技術，1981年由濟南第二機床廠首先應用了φ1.6mm實芯CO2氣體保護焊技術替代美國VERSON全鋼機械壓力機公司的φ2.4mm藥芯富氬氣體保護焊工藝，對壓力機大型焊接件焊接工藝進行了攻關，并取得成功。該項目獲得了機械部科技進步成果三等獎。1986年齊齊哈爾第二機床廠應用了φ1.2mm實芯富氬氣體保護焊技術，解決了壓力機大型焊接件的焊接問題，并用絲極氬弧銅堆焊技術，對活塞、氣缸等工件表面銅層堆焊，替代我國傳統(tǒng)的銅套獲得成功。1992年濟南第一機床廠在機床的薄板罩殼結構件上首次應用了φ0.8mm實芯CO2氣體保護焊。“七五”期間，濟南第二機床廠還將CO2氣體保護焊應用到了壓力機拉緊螺栓的加長焊接上，該項目獲機械部機床行業(yè)“七五”工藝成果二等獎。目前，氣體保護焊等高效率焊接技術，己廣泛應用于機床床身、齒輪、偏心體、搖桿軸、缸體、焊后不加工的管路法蘭和罩殼等零件，己成為機床行業(yè)焊接的主要工藝之一。

　　另外，近幾年藥芯氣體保護焊和窄間隙埋弧焊等高效率新工藝也開始了研究應用.

　　1.4振動時效技術應用

　　振動時效新工藝是60年代發(fā)展起來的新型工藝技術，該工藝具有適用性強，節(jié)約能源，減少環(huán)境污染，縮短生產周期，提高生產效率等優(yōu)點。濟南第二機床廠，1981年開始將此工藝推廣應用到引進產品的焊接件上，取得了較好效果。黃石鍛壓機床廠在“七五”期間對振動時效工藝進行了深入的研究與應用,并獲得了機械部機床行業(yè)“七五”工藝成果二等獎。目前，該工藝在機床行業(yè)得到了普遍應用。

　　1.5焊接自動化、機械化技術的應用

　　焊接自動化除CO2半自動焊以外，主要體現(xiàn)在埋弧自動焊的應用上，主要應用于鋼板的拼焊和壓力容器的筒體焊接上。濟南第二機床廠，1993年通過引進美國的焊縫自動跟蹤系統(tǒng)和焊接電源，改造了1988年購置的國產十字操作架自動埋弧焊設備，實現(xiàn)了18mm以下壓力容器筒體、封頭不開坡口對接雙面自動跟蹤埋弧焊，取得了園滿成功。焊接機械化，主要是焊接變位機的應用，1981年濟南第二機床廠，在引進產品的焊接齒輪上開始了變位機的應用研究，但沒有得到推廣，僅將該變位機改造做了齒輪輻板的自動切割設備。1988年以后，焊接變位機相應在上海鍛壓機床廠、營口鍛壓機床廠、黃石鍛壓機床廠得到了應用，提高了焊接機械化程度。另外，1998年濟南二機床集團有限公司在與日本小松的合作中成功的將變位機應用于40GrMo高合金齒輪的焊接中。

　　1.6丙烷高效節(jié)能環(huán)保切割氣體的應用

　　丙烷等液化切割氣體是國家“八五”、“九五”推廣的高效節(jié)能環(huán)保型氣體。1993年濟南二機床集團有限公司開始對丙烷液化氣體的工業(yè)應用進行了研究，經(jīng)過大量的對比試驗，1998年用C3系列液化燃氣全面替代了乙炔氣體，大大降低了生產成本，提高了生產安全性和切割質量，配以新型燃氣割嘴，提高了生產效率。

　　2.本行業(yè)產品結構的調整特點、新產品的開發(fā)及發(fā)展方向

　　機床產品是制造一切機器的機器，它們的工作精度一般高于被加工機械零件精度。由于機床產品的特殊性決定了機床結構的特殊性。幾十年來，鑄造結構一直占據(jù)著機床結構的主導地位。

　　八十年代后，隨著機床產品引進技術的不斷增加，機床產品結構也越來越多地采用了焊接結構，以焊代鑄，以焊代鍛，以焊代切割已成為機床制造業(yè)總的發(fā)展趨勢。

　　3.金屬切削機床產品結構的調整特點和新產品的開發(fā)及發(fā)展方向

　　金屬切削機床產品是制造一切機床的機床。為此，機床本身的精度要求高。在過去，由于鑄造結構的特殊性，一直沒有被其它結構所替代。近幾年，隨著對焊接結構的研究及焊接工藝水平的發(fā)展，焊接結構越來越多的應用到了金屬切削機床產品上，特別是數(shù)控機床產品上。如：濟南二機床集團有限公司與國外合作生產的SL242數(shù)控龍門銑鏜床產品，設備總尺寸27.8×12×9.59(m),機床總重量：250T。其：橫梁、立柱部件均采用了焊接結構。武漢重型機床廠生產的CKX53150數(shù)控單柱移動立式銑車床，其立柱尺寸：3.21×3.59×9.66(m),重量：83.5噸，也采用了焊接結構。

　　目前，金切機床產品應用焊接結構的主要部件有：床身、橫粱、立柱等。它們是整臺機床的基礎和支架，其它零部件要以它們?yōu)榘惭b固定基礎或在它們的導軌上運動。為此，對結構的剛度要求高，熱變形對加工精度的影響要小，穩(wěn)定性要好。同時，具有良好的減振性。近幾年，通過對焊接結構部件的改進，均滿足了金切機床產品性能的要求。同時，也使焊接結構在機床產品中有了較大范圍的應用。目前，應用焊接結構的金切機床產品主要有：大型數(shù)控龍門加工中心、數(shù)控落地鏜銑床、數(shù)控立式銑車床、拉床、組合機床、滾齒機床等六大系列金屬切削機床。

　　4.金屬成形機床產品結構的調整特點和新產品的開發(fā)及發(fā)展方向

　　金屬成形機床產品主要是鍛壓機械產品。該產品一直是機床行業(yè)焊接結構應用的主要產品。從八十年代開始，該產品的底座、橫梁、滑塊、立柱、工作臺等大型零部件開始應用了焊接結構。目前，鍛壓機械產品的齒輪、搖桿軸、高壓缸體等關鍵零部件也開始應用了焊接結構件。如濟南二機床集團有限公司所生產的8大系列數(shù)百種壓力機產品中，J39系列、J47系列及多連桿壓力機的所有主要結構件和關鍵零部件均采用焊接結構，其它系列產品的焊接結構比例也達到44.3%。其中閉式四點雙動J47-1250/2000型拉伸壓力機焊接結構比例高達67.1%。

　　同時，焊接結構的應用也使鍛壓機床產品向大型化、復雜化發(fā)展成為了可能。如濟南二機床集團有限公司開發(fā)的汽車大梁壓力機--JD36-3000型雙點雙動機械壓力機，其產品總凈重900多噸，焊接機身為11×16×9.7(米)，僅底座毛坯重量為145噸。