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摘要：随着现代化信息技术发展，数字化技术被应用于各行各业当中，焊接技术是材料加工的重要技术手段，是制造行业中不可或缺的一部分。数字化焊接技术主要依托于计算机与网络技术，通过对数字信息进行处理来实现焊接全过程数字化控制，从而达到自动化焊接目标。基于计算机与互联网技术，焊接工艺参数可以建立专家数据库，并具备许多优点，例如焊接设备制造模块化、工艺参数专家化、过程控制数字化、生产过程智能化以及技术管理网络化等。总之，数字化焊接技术不仅可以提高产品质量和使用寿命，还能够减少材料损耗、降低生产成本，从而提升装备制造业整体水平，为我国制造行业发展奠定技术基础。
关键词：数字化；焊接工艺；发展趋势
随着电子技术、计算机技术的快速发展，数字化技术已经逐渐渗透到焊接的各个环节。数字化焊接已经逐渐成为焊接工艺的主要发展方向，数字化焊接具有功能强大、高效稳定、适应性强、扩展性高的优势。文章针对数字化焊接技术的研究现状和发展趋势等进行了分析，旨在为焊接工艺的发展提供一定借鉴价值。
1数字化焊接技术分析
1.1数字化焊接设备
数字化焊接设备概念包括两大方面：一是采用数字量模式的焊接控制进行处理；二是借助智能控制系统等进行焊接设备的处理。数字化焊接生产线具有重大作用，该生产线的建立需要数字化焊接电源和智能化控制系统。由于数字化电机借助大量单片机、芯片等进行了处理，为此，PC机和数字化焊机、电源和水冷装置之间便可合理应用上述接口进行处理，通讯接口的便利度大幅提升。数字化焊接技术由于控制精度高、接口兼容性良好，其重要价值越发明显。
1.2焊接数据库
20世纪70年代末，日本及欧洲诸多专家便已开展了计算机技术在焊接领域中应用的研究。包括钢材料试验、焊接方法、焊缝处理等多项内容，并建立了较为完整的数据库系统。国内焊接数据库在20世纪80年代才开始建立，主要研究重点为焊接工艺评定的相关数据、材料定额计算、工艺选择等方面。尽管国内已经开展了大量的焊接研究和分析，但是大部分研究仍处于钢材料方面，主要在机械制造、锅炉和压力容器中应用较多。
1.3焊接专家系统
专家系统的焊接技术与数据库技术大体一致，上述两方面在焊接领域中得到了同步化发展。英、日、美两国相继开展了焊接专家系统的研发。但是由于焊接系统难度大、复杂度高，需要更多的专家知识进行判断和分析。国外焊接专家系统主要包括工艺选择、工艺设计、焊接缺陷、设备诊断等方面，相关研究覆盖了焊接各个阶段内容，且大部分已经开发的专家系统已经实现了商业化，在工业领域中具有良好应用效果。国内焊接专家系统的研究起步较晚，首次成果出现在1988年，由哈工大、天津大学等诸多院校共同参与，完成了焊接专家系统的开发。焊接专家系统的研究已经逐步走向成熟，部分研究成果实现了商品化建设。随着网络化发展趋势的影响，各大数据、标准体系、统一进程等迅猛发展。及时建立共享型的数据库具有重大现实意义。
2焊接工艺数字化技术
2.1焊接工艺自动化设计系统
焊接工艺自动化设计系统的应用中，哈工大、锅炉厂针对锅炉和压力容器焊接数据库进行了详细设计和分析，建立了完整的数据库，包括钢材、焊接材料的性能分析等内容。焊接性实验结果包括CCT图等内容。魏艳红等人结合JB4708标准对面向对象设计法进行了阐述，提出UML模型、三层结构等理论，在进行焊接工艺评定处理中具有较高实用性。南理工大学王克鸿对车辆进行了焊接工艺辅助设计、品质评价体系方面的分析，提出焊接接头信息数据、工艺自动处理等功能，切实达到了多参数、多规则性的求解。
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2.2焊接模拟仿真技术
焊接数值模拟技术主要是借助基本物理特征量的描述来机械能焊接过程的模拟和求解，数值方法计算后可对焊接过程进行全面的定量分析处理。数值模拟、仿真处理、人工智能的结合对工艺参数的制定和优化起到了保障性功效，对工艺方案的制定、加工过程的预测、缺陷问题的防止等起到了积极影响，对保障工件品质起到了促进作用。借助该技术还可进行当下实验室内无法解决问题的分析和研究。新时期，数值模拟技术已经逐渐渗透到各个方面，包括熔池形态、传热特性、变形预测等。同时焊接接头的组织性能、力学性能等也有了较大进步，尤其是组织模拟方面逐步引入了新技术，包括蒙特卡洛法，模拟效果良好。
3车间级焊接数字化技术
3.1焊接物联网、工艺参数传感系统
车间级焊接数字化技术主要包括：装备智能化、生产管理网络化、接头质量透明化等。唐山松下借助焊机群组化管理与数字化信息技术进行了结合，建立了焊机网络监控体系，借助该网络体系可快速实现焊接信息、焊机数据和品质方面的管理，还可及时进行电流电压、时间、焊丝消耗量等方面的管理。时代科技企业借助CAN总线实现了设备和上位机的交互处理，建立了集中化控制系统。山东奥太系统将数字化焊机作为最小单元，建立了自动焊接系统，通过局域网逐渐实现了信息互通和控制处理。上海交大还进行了船舶系统监测体系的开发，包括无线Zigbee技术等，初步实现了船舶焊接无线通信技术的监测处理。天津大学相关人员将以太网、局域网等融入焊接处理，逐渐实现了焊接监测的控制、诊断、测试和配置处理。
3.2焊接过程和焊缝质量的数字化评价技术
焊接过程属于一项高度复杂的变化过程，其稳定性、性能等一般会借助电流电压等进行展示。经由传感器设备等进行电流电压、熔池图像信号的采集，并针对相关数据进行实时动态分析。
4焊接智能化技术发展趋势
4.1柔性化
智能化技术的柔性化是焊接智能化项目的关键，实现有序化管理是重点。以同类别的产品管理作为前提，为了节省成本，要尽量压缩厂房空间，满足应用要求。不断提升生产设备的要求，一家生产多种产品的企业，需要明确设备的具体要求，以选购作为前提，需要了解产品设备的应用要求，更好地体现出智能化技术的柔性化意义。在智能化焊接设备管理过程中，要了解柔性化特点，改变应用程序，适当调整参数，提升生产效率。
4.2网络化
现代信息技术及网络技术不断被应用到焊接工作中，智能接口普遍，给远程通讯系统的建设和应用提供便利条件。通过网络技术，可对生产过程开展高效监督，实现一体化自动控制。网络技术不仅在生产管理中发挥重要作用，同时也可实现远程监控，从而及时发现焊接漏洞。
4.3减少环境污染
可持续发展是焊接行业长久发展的重要保障，在今后较长的一段时间内，需要加大焊接清洁生产工艺的推广工作，特别是要在焊接生产过程尽量地减少或是消除焊接过程中的噪声、高温、有害气体及弧光等对环境带来的不良影响。另外，还要重视对外部条件的有效利用，积极学习先进国家的技术和经验，加快推动技术创新，使焊接智能化系统能够不断更新换代，加快对自主技术产权的培育，为我国工业发展提供重要的保障。
5结语
数字化焊接技术包括焊接工艺、质量控制、生产管理等几大方面，主要应用技术包括传感技术、建模技术、控制技术等；可实现装配单元的智能化、仿真化、模拟化控制，对焊接工艺自动化处理、车间焊接网络化、工艺信息数字化、焊接管理无纸化等起到了积极影响，是未来焊接数字化发展的主要模式。
参考文献：
[1]王艳.焊接自动化技术发展情况分析[J].科技经济导刊，2019，27（21）：48.
[2]梁艳.数字化焊接技术研究现状和发展趋势[J].化工管理，2019（20）：129.
论文作者:郭子庆
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第7期
论文发表时间:2019/10/14
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