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1、计算机在冶金中的应用 计算机在焊接领域的应用 计算机辅助焊接工艺 焊接领域 CAPP 研究状况： 作为工业生产中最重要的材料成型方法之一 ,焊接的 应用遍及了航天、造船、化工、电力、建筑、汽车、微电 子等领域 ,其质量和可靠性直接关系到最终产品的性能与 安全 ,其成本也在较大程度上影响到产品的最终成本。但 是很长一段时间以来 , 焊接工艺的编制与管理主要靠传统 的手工方式完成。因而 ,在管理、检索、编制和保存焊接 工艺等工作上 ,不但造成了大量的重复性劳动 ,浪费了焊接 工艺人员的精力 ,而且时常造成不必要的人为失误 ,影响了 生产质量和制造成本。因此 ,焊接工作者早在 20 世纪 80 年代。

2、后期就在焊接工艺设计与管理中引进了 CAPP技术。 现有 CAPP系统的不足： 在过去的十多年中 , 国内焊接领域对 CAPP 系统的研究 取得了很大的成绩 ,许多企业实现了应用计算机编制和管理 焊接工艺 。但还存在以下不足： (1)通用化程度低 ,各系统只能在特定的单位运行； (2)集成化程度低 ,不能或难于与 CAD、CAM 以及 MRP 集成； (3)功能不健全, 多数 CAPP系统只能完成单纯的工艺文 件管理。 CAPP 装配工艺 焊接结构装配焊接工艺 (以下简称装焊工艺) ,就是一个 焊接结构的实际生产过程 ,主要是指组成结构件的零部件装 配焊接的先后次序及相应的装配焊接内容 ,即具。

3、体的加工工 艺路线。而焊接结构装焊工艺的设计 ,就是通过对焊接结构 的结构和功能的分析 ,对其整体装焊工艺进行规划 ,从而保 证整体装焊工艺的完整性和有效性的过程。 智能化工艺生成平台 随着人工智能技术的发展,特别是专家系统技术、人工神 经元网络技术和模糊控制技术的发展, 工艺决策过程的自动 化取得了很大的进步。然而由于 CAPP对生产环境的依赖性 及其本身的复杂性,现有 CAPP 系统存在着“先进的不实用 , 实用的不先进”问题。根据结构相似性的程度,建立基于实例 的工艺生成方式来智能化生成工艺,在生成的过程中,进行相 应的借用零部件匹配代换、相关尺寸匹配代换及零部件信息。 的匹配检测。对于。

4、批量生产的焊接结构而言, 当结构变化很 小,可以采用相应的相似工艺的方式来生成新工艺；对于为 了适应市场快速发展而开发的产品, 可以采用典型工艺或标 准装焊工艺块的方式,通过人工组合来生成新的装焊工艺,见 图一(图中重合的多少表示相似的程度) CAPP 与人工智能 人工智能是近年来发展起来的一门新型学科人工智能 的研究有许多分支机器人模式识别和专家系统则是它的三 大前沿课题近年来在焊接中也得到了越来越广泛的应用。 智能焊接机器人 智能焊接机器人应具有视觉，触觉等功能。能够根据人 给出的指令认识自身和周围的环境识别焊接对象及其状态。 从而自动选择程序或制订程序进行操作完成规定的焊接任 务。同时还。

5、能跟踪工作对象的变化具有适应工作环境的能 力。智能焊接机器人大体可分为判断控制检测传感和焊接机 构三部分：控制部分的核心是计算机主要进行思维,从接受外 界信息开始进行特征抽取模式识别。然后经过联想归纳推理 过程达到理解并作出决定进而完成焊接任务。 计算机技术在焊接质量预测中的应用 焊接质量要可以通过焊后的各种检测手段来保证焊接产品的质量，但 这不仅要做大量的重复性试验，而且会造成人力、物力的浪费。为此，人 们希望在焊前对焊接变形、残余应力、焊接接头的组织性能及焊接裂纹等 方面进行预测，以便正确选择焊接方法和焊接材料，采用合理的焊接工艺， 使焊接质量达到使用要求。然而，焊接过程是一个热、电、冶金。

6、学、固体 力学和流体力学等多学科交叉的复杂过程，仅依靠经验公式等传统手段很 难在焊前进行预测。近年来，计算机硬件和软件的飞速发展及边缘学科的 渗入，借助计算机技术对焊接质量进行焊前预测成为重要研究课题，并己 取得丰硕成果。 焊接变形和残余应力的预测 焊接接头组织性能预测 焊接裂纹的预测及诊断 三大预测三大预测 焊接接头组织性能预测 焊接接头组织和性能的预测是焊接质量控制的基础，也是焊接质量的控制 建模所必需的。然而焊接过程是一个高度非线性、多变量耦合作用，同时又 具有大量随机不确定因素的复杂过程，要想完成上述工作依靠传统的数字建 模和分析方法很难达到预期的效果。关于焊接热影响区的相变和组织性能。

7、的 预测，较早是根据图结合热计算来预测热影响区的组织与硬度，此后引入了 相变动力学的理论模型。随着研究的进一步深入，在焊接、热处理和连续铸 造等过程中，温度、相变和热应力之间的耦合效应越来越受到人们的重视。 因此，必须跟踪整个焊接热循环过程来预测焊接接头组织性能的变化，所以 人们开发了焊接接头组织性能预测系统。 该系统的基本功能：根据用户输入的基本信息(母材钢种、 母材厚度、焊接位置及接头类型)和焊接参数(焊接方法、 焊道层数、焊接起始温度、距焊缝中心的距离、焊接电流、 电弧电压、焊接速度)，系统自动计算焊接热循环特征参 数，然后根据数据库或CCT图焊接接头的组织和性能。 焊接裂纹的预测及诊断。

8、 焊接裂纹是影响焊接质量的最为严重的焊接缺陷之一。 所谓焊接裂纹的预测是指能够在焊前预测产生某种裂纹的 可能性，以便正确选择焊接方法和焊接材料，采用合理的 焊接参数，避免产生裂纹，而焊接裂纹一旦产生，则应分 析裂纹的成因、性质，找出防止裂纹的措施，即对焊接裂 纹的诊断。据报道，目前焊接裂纹的预测及诊断主要依靠 专家系统。 计算机和网络技术在焊接电源中的 应用 应用一：弧焊电源CAD 系统 应用二：电源智能CAD系统 应用三：网络化的弧焊电源CAD 系统 弧焊电源CAD系统： 传统设计的缺陷: 任务繁重、精度低、周期长、质量不稳定 弧焊电源CAD系统优点： 速度快、精度高、减轻设计强度、降低生 。

9、产成本、提高效率 网络化弧焊电源 CAD 系统的研究内容是将Internet 技术与计算 机技术相结合，主要研究如何将传统的 CAD 系统以一种服务的形式 发布到 Internet上，客户只需通过正常的浏览器输入规范化的参数， 就能得到优化的设计方案和性能分析结果，进而使这一成熟技术得到 完善和共享，极大方便了企业与个人的应用整个设计框架如图 3 所示， 运用的核心技术是在弧焊电源设计经验和公式的基础上，利用Access 数据库技术、ASP 动态网页开发技术和 ActiveX插件，实现应用软件 的编程以及仿真、绘图软件的二次开发过程。 网络化的弧焊电源CAD 系统： 计算机焊接图形库的建立及应。

10、用 无论是在焊接产品设计、接头设计以及焊 接工艺卡的编制等过程中,都会遇到焊接图形 问题。目前,在机械设计领域应用CAD寸支术较 为普遍和完善,特别是在机械图形的计算机处 理方面,已经达到相当普及和完善的程度,但在 有关焊接图形的计算机处理方面研究却较少, 这在一定程度上影响了计算机技术在焊接工程 有关方面的应用,因此,建立一套计算机焊接图 形处理软件非常必要。 焊接图形的特点： 焊接图形与机械图形的共同之处在于它们都是由不同的图素(直 线、曲线、尺寸等)组成;区别在于图形所反映的信息各不相同。对 于机械图形来说,必须包括机械加工及装配所需的所有信息,如形状、 尺寸、加工精度等.生产者只需按图。

11、形配合工艺进行加工就可以得 到所需要的零件。对于焊接图形而言,包括焊接加工所需要必要信 息,这些信息包括板厚、坡口形式和尺寸、焊缝形状和尺寸、焊缝 层数、焊缝位置等。当然,焊接图形并没有反映焊接加工需要的所 有信息,还必须配合工艺说明才能用于指导焊接生产,但图形的直观 效果是任字说明难以达到的。 焊接图形库的主要内容 图库是根据国标(GB985一88和GB986一88)所列焊 缝及坡口基本形式建立的.内容包括 (1)气焊、手工电弧焊及气体保护焊坡口形式34种, 对应的焊缝形式42种,焊缝符号39 (2)埋弧焊坡口形式25种,对应的焊缝形式32种,焊缝符 号30种r,; (3)接口程序,包括画线。

12、、画弧、画圆、画剖面线、尺寸 标注等; (4)图形中所需的矢量汉字。用户也可根据自己所生产 的焊接产品,利用接口程序,很方便地绘制相应产品的 焊接零(部)件图或装配图。 焊接图形库的调用 软件是由FORTRAN语言编写的,由若干子程序 组成,每个子程序都包含一些参数,这些参数都是在 接头设计及工艺制定过程中确定的。调用时只需 用FORTRAN语言编写一个简单的调用程序,即将 已知的参数值赋给子程序中的相应变量,就可实现 对绘图程序的调用。赋值方式可根据需要采用人 机对话的交互式,也可采用数据文件输入的形式， 输入参数即可获图形。 计算机在焊接过程管理中的应用 焊接管理主要包括焊接设计管理，焊接。

13、工艺管理，从事 焊接工作的人员管理，焊接生产加工过程管理环节。 为了减少人为差错，减轻劳动强度，提高工作效率，降 低生产成本，人们开发建立了焊接生产加工过程管理系统， 建立了数据库平台，由计算机判断所输入的每一条焊接信 息是否符合国家对压力容器生产的要求。在保证焊接生产 过程处于监控并按国家标准生产的基础上，由计算机自动 生成压力容器生产中所需要的焊接工艺评定审查表、焊工 焊绩记录表、产品焊接材料消耗汇总表。 计算机在焊接中的前景 随着电子技术、计算机技术、自动控制技 术以及信息和软件技术迅速地引入焊接领域， 计算机技术逐步向焊接科研、生产、管理等领域 渗透,正在深刻影响着焊接技术的传统领域。焊 接生产自动化、智能化已经成为 21 世纪焊接技 术发展的重要方向计算机视觉以其信息量大、 精度高、检测范围大等特点，在焊接工艺工装、 焊接检验、弧焊设备及焊接自动化控制系统等 焊接领域己获得广泛应用，为实现焊接操作自 动化提供了有力手段。。