焊接技术在机床行业的应用情景（一）

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　　0 前言

　　机床行业是机械工业的一个重要组成部分，是机械工业的“总工艺师”，是国民经济的基础工业。机床产品是制造一切机器的机器，他们的工作精度一般高于被加工机械零件的精度。为此，机床产品的技术水平和服务水平，对机械工业产品生产技术和经济效益的提高起着决定性的作用。由于机床产品的特殊性决定了机床结构的特殊性。几十年来，铸造结构一直占据着机床结构的主导地位。铸造工艺一直为机床产品的主导工艺。八十年代后，随着机床产品引进技术的不断增加，机床产品结构也越来越多地采用了焊接结构，以焊代铸，以焊代锻，以焊代切割已成为机床制造业总的发展趋势。焊接工艺也已成了机床制造业的重要基础工艺，并从单一的加工工艺发展成了包括原材料预处理、切割落料、成形焊接、焊后检验和焊后处理等一种新兴的综合性工程技术。彻底改变了过去几十年铸造结构“一统天下”的局面，机床制造已离不开焊接。

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　　1 焊接技术在机床行业的发展

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　　焊接技术在机床行业的发展是随着机床产品焊接结构的应用发展而发展起来的。中国机床行业的主导产品主要有金属切削机床产品、锻压机械产品、铸造机械产品、木工机床产品、工具产品、磨具和机床附件产品等。其中，金属切削机床、锻压机械和铸造机械产品是机床行业焊接技术应用的主要领域。从机床产品发展的技术水平看焊接技术在机床行业的发展大致分为三个阶段。

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　　1.1 焊接技术作为辅助工艺手段阶段

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　　此阶段从二十世纪50年代到70年代初。此阶段在机床产品开发方面主要是仿制国外机床产品阶段。当时金属切削机床仿制成功的有1Д63型车床，2A125型立式钻床，6H82型万能铣床，1617型卧式车床和262型卧式镗床等150种，约占当时掌握机床品种总数204种的70%；锻压机械主要仿制开发了开式压力机、315吨以下闭式单点压力机、空气锤、300吨以下双盘磨擦压力机、剪切机、四柱万能液压机和滚丝机及自动锻压机等需求量较大的通用锻压机械产品。

　　此阶段机床产品的结构基本全部为铸造毛坯结构，所以此阶段的焊接技术仅是作为一种辅助工艺手段为产品服务，焊接的重点是铸造结构件的缺陷焊补和产品的油箱、电箱罩壳等一些小型的非主要零件。主要的焊接方法是手工电弧焊，或氧乙炔气焊，靠工人自己掌握，无正规的焊接专业技术人员和工艺措施，没有专门的焊接车间。个别规模较大的企业，焊接与其他铸造车间或产品装配车间合在一起，生产面积有限。

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　　1.2 焊接技术的初步应用阶段

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　　此阶段，从二十世纪70年代到80年代初，为焊接技术的初步应用阶段。此阶段机床产品在二十世纪50年代仿制的基础上，开始了高精度精密机床的自行研究与开发。在金属切削机床方面，仅二十世纪70年代陆续向第二汽车厂提供了具有较高水平的7664台机床，满足了第二汽车厂当时所需机床设备的98%以上；在锻压机械方面，为装备第二汽车厂，开发研究制造了115种510台通用专用锻压机械和部分生产线。同时，此阶段各专业定点厂累计掌握了锻压机械品种己有257种。

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　　在此阶段中，随着整体焊接技术的进步，部分企业在自行设计的机床产品结构中开始采用了焊接结构，如济南第二机床厂的800吨以上的机械压力机产品的底座、横梁等大型零件和储气筒零件；齐齐哈尔第二机床厂，1973年开发设计的J81-1250切边压力机首次采用了焊接件，主要结构件零件为底座、立柱和机头，最大焊接零件重量为25吨；1978～1979年该厂又在Z41—30型螺母冷镦机的床身，TA88-200冷挤压机的高压容器零件上，采用了焊接结构。这些焊接结构的采用，促进了机床行业焊接技术的发展。

　　从二十世纪70年代后期开始，有条件的企业开始组织建立了独立的焊接车间，增加了车间起重设备和完善了焊接工艺手段。如济南第二机床厂1975年建立了焊接车间，当时车间面积为5275平方米，最大起重能力为50吨，焊接工艺手段也从简单的手工电弧焊，发展到埋弧焊、电渣焊和半自动切割落料及射线探伤检验手段。从而说明机床行业的焊接技术应用，一开始就步入了综合性的工程技术领域，为第三阶段机床产品的技术引进奠定了基础。

　　1.3 焊接技术的主导工艺阶段

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　　该阶段，从二十世纪80年代初引进技术开始至今。此阶段，机床行业通过引进国外先进设计制造技术，促进了高档先进机床产品的快速发展。如在金属切削机床方面，北京第一机床厂与日本日立精机公司合作生产了K型铣床，并成功地开发了新系列的数控铣床，同时与联邦德国瓦德里希·柯堡公司合作生产了数控龙门铣床；济南第一机床厂与日本山崎铁工所合作生产马扎克卧式车床，济南第二机床厂与法国BMO公司合作开发了4×10m大型龙门横梁移动式五面加工中心和Φ200大型数控落地铣镗床及2.4×13m大型龙门移动式五面加工中心；武汉重型机床厂与联邦德国希士.弗罗利普公司合作，生产了具有国际水平的加工直径1.4～2.5米的立式车床，镗杆直径Φ260mm以上的落地铣镗床等重型机床。在锻压机械方面，济南第二机床厂率先引进了美国VERSON全钢机械压力机公司的8个系列35个品种的重型、超重型机械压力机的设计、制造、检测全套技术，开始了重型、超重型锻压设备的引进、吸收、消化阶段。随后，1981年黄石锻压机床厂引进了比利时液压剪板机和折弯机系列产品的图纸和制造技术。1986年齐齐哈尔第二机床厂引进了日本小松集团公司的机械压力机制造技术。1991年，上海锻压机床厂与德国SCHULER合作，为上海大众汽车厂提供了14台600吨闭式四点多连杆机械压力机。1992年齐齐哈尔第二机床厂又与德国阿尔夫特合作引进了多连杆压力机制造技术，等等。通过引进、消化吸收，使我国重型，超重型锻压设备设计能力、制造水平有了迅速提高，基本接近和达到了国际当代先进水平。目前，国内锻压行业已开发掌握的锻压设备达440多种，已开发的重型机械压力机，单机能力达到了3000吨，液压折弯机，单机能力达到了4000吨，并具备了开发制造单机能力4500吨以上超重型机械压力机和大型多工位压力机的能力。

　　引进技术促进了机床行业焊接结构的应用。如济南第二机床厂，1981年前自行设计的机械压力机产品，焊接结构件仅占14%，刨床产品焊接结构不到1%，1981年引进压力机产品的焊接结构件比例达44.3%。引进技术后自行消化设计的机械压力机产品焊接结构比例最高达到了67.1%。其引进的数控机床产品的焊接结构也达到了60%。天津锻压机床总厂，1975年采用的焊接结构产品的品种数量仅为8种，不到47%。1991年突破了44种，占品种总数的66%以上。机床产品焊接结构的应用，改变了过去那种铸造毛坯一统机床结构天下的局面，焊接技术也逐渐发展成了机床行业的主导工艺，其主要体现在以下几个方面：⑴部分骨干企业建立了具有一定规模的焊接车间或金属结构厂，并建立了完整的焊接管理体系。吸收消化了引进产品的焊接工艺标准，贯彻了国家专业标准，制定了企业标准。⑵完善了焊接工艺流程，使之从单一的加工工艺发展成了从原材料预处理、切割落料、成形、焊接、焊后检测和焊后处理等一整套的新兴综合性工程技术。⑶数控精密切割和计算机编程套料技术得到了应用，并改变了传统的手工切割落料，减少了机械加工，实现了“以割代刨”，“以焊代切削”。⑷推广应用了CO2气体和富氩气体保护焊或埋弧焊等先进、高效新工艺。焊接工作量在骨干企业突破了50%以上，个别企业达到80%以上。⑸普遍采用了X射线探伤和超声波无损探伤检测等手段，稳定了焊缝的内在质量。⑹推广了振动时效新工艺，达到了降低和均化焊接结构残余应力的目的，减少了焊接件的变形，稳定了精度。⑺焊接技术人员和焊工队伍得到了不断壮大，走上了正规化管理，大部分企业实行了焊工持证上岗。另外，“八五”期间建立了具有行业代表意义的焊接样板厂点，为促进机床行业焊接技术的发展起到了推动作用。

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