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有关数据统计结果表明：2002年我国第二产业的就业人数已经超过了1.6亿，其中制造业的就业人数达到8000多万。在美国，焊接就业人数在1996年就超过了200百万，占全美制造业总人数的10%以上。考虑到美国制造业工业产值为我国的4-5倍，人均劳动生产率为我国25倍的状况，以及中、美两国焊接生产力水平方面的因素，即使按照比较保守的方法估算：我国目前焊接行业的就业人数应有一千万人左右。

关于我国焊接行业的现状，从整体上做定量的评估或许有些困难，但从各国焊接材料的产量可在一定程度上反映出我国焊接行业的规模。2002年的焊接材料数据统计结果表明：我国焊接材料的总产量已经攀升到了144.9万吨，与美、日、欧的总和相当。我国作为世界第一焊接大国的地位可见一斑。

1.2  本课题研究的目的及意义

焊接是制造业中不可或缺的一种技术，现有的焊接技术也层出不穷，为了提高焊接质量，提高生产效率，节省人力，选择正确的焊接方法是至关重要的。本文要设计的是一个自动化焊接系统，首先需要对比几种不同焊接方法的优缺点，找出最适合的焊接方法，这是非常重要的一步，也是我们设计系统必须要进行的一步，只有充分研究了才能找到最好的方案。

我们设计这个自动化焊接系统的目的是为了用最高效，最经济的，最节省人力的手段完成C型钢的焊接。现今也有一些类似的焊接系统，但这些焊接系统虽然经济，但耗费人力太大且可变性不强，如果焊接较大型的C型钢则难以实现。本文要设计的则是一个可以实现自动上下料，可以适应不同种C型钢焊接的自动化焊接系统。其生产效率高，操作简单，工人工作量小并且适应性强。

1.3  本课题主要研究内容

本文根据C型钢焊接要求，分析选择最好的焊接方法。在查阅大量资料的基础上，编写焊接工艺，确定焊接设备。然后再分析确定焊接的总体方案，分别要设计上下料系统、传输装置、定位压紧机构以及翻转机构，其中还涉及到减速器的设计与液压系统的设计。在此基础上，对绝大部分零部件进行Pro/E建模并完成了装配。为验证产品的可行性，还要对传动机构和控制机构进行了运动仿真。

第二章   焊接方案设计

2.1  焊接的方法

2.1.1  焊接种类

    随着生产和科学技术的不断发展，目前金属焊接方法的种类很多，按其工艺过程的特点分有熔焊,压焊和钎焊三大类[1]。第一类为熔焊，熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊工件接口迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体；第二类为压焊，压焊是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊，当电流通过两工件的连接端时，该处因电阻很大而温度上升，当加热至塑性状态时，在轴向压力作用下连接成为一体；第三类为钎焊，钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。

2.1.2  二氧化碳气体保护焊的特点

    气体作为保护介质，使电弧及熔池与周围空气隔离，防止空气中氧、氮、氢对熔滴和熔池金属的破环，从而获得优良的机械保护性能[2]。生产中一般是利用专用的焊枪，形成足够的 气体保护层，依靠焊丝与焊件之间的电弧热，进行自动或半自动熔化极气体保护焊接。这种焊接法采用焊丝自动送丝，敷化金属量大、生产效率高、质量稳定。因此，在国内外获得广泛应用。 (责任编辑：qin)