焊接生產(chǎn)與研究信息化

    英國焊接研究所（TWI）在1986年召開了“計(jì)算機(jī)技術(shù)在焊接中應(yīng)用”國際會(huì)議，此后至2000年已召開了第10次會(huì)議。與此同時(shí)，美國焊接研究所（AWI）也組織類似的會(huì)議，自1986年以來，2001年在俄亥俄召開了第11次會(huì)議。這些會(huì)議一般都包括；傳感系統(tǒng)、模擬與仿真、制造過程自動(dòng)化、管理和教育軟件等內(nèi)容，近兩年又增加了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和集成制造等方面的內(nèi)容。國際焊接學(xué)會(huì)（IIW）1988年在維也納召開的第41屆年會(huì)大會(huì)的主題就是“ComputerinWeldingTechnology”。1994年在北京召開的IIW第47屆年會(huì)大會(huì)的主題報(bào)告的題目為“信息時(shí)代的焊接”。同時(shí)，在IIW第Ⅻ專業(yè)委員會(huì)會(huì)議上幾乎每年都有世界各國計(jì)算機(jī)在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用以及焊接軟件發(fā)展情況的報(bào)道。另外，在IIW第Ⅸ專業(yè)委員會(huì)中建立了“焊接數(shù)值分析”工作組。在第Ⅸ專業(yè)委員會(huì)支持下自1991年開始，每兩年在奧地利Graz大學(xué)召開一次題“NumericalAnalysisofWelding”的國際研討會(huì)，到2001年一共已開了6次。這個(gè)會(huì)議不僅限于“焊接性”的數(shù)值分析，還包括了焊接應(yīng)力與變形等各方面的數(shù)值計(jì)算與模擬。近幾年我國清華大學(xué)、山東大學(xué)、華南理工大學(xué)已有教師參加過上面提到的這些會(huì)議，并發(fā)表了論文介紹自己的工作。在國內(nèi)我們可以查閱到這些會(huì)議的部分論文集，從中可以看出在焊接領(lǐng)域中計(jì)算機(jī)應(yīng)用的新進(jìn)展，其中許多論文反映了這些技術(shù)已經(jīng)得到了實(shí)際應(yīng)用。
     有的國家為了進(jìn)一步研究焊接計(jì)算機(jī)應(yīng)用和信息化技術(shù)制定了專門計(jì)劃。例如；日本在2001年溶接學(xué)會(huì)志和溶接技術(shù)雜志上先后報(bào)道了國家攻關(guān)課題“高效與高可靠性焊接技術(shù)的開發(fā)”的情況。日本通商產(chǎn)業(yè)省準(zhǔn)備投入經(jīng)費(fèi)20億日元（約1600萬美元），啟動(dòng)這個(gè)國家攻關(guān)課題。課題的研究總目的是“通過模擬改進(jìn)電弧焊接技術(shù)”。該項(xiàng)目包括；焊接工藝過程、焊接冶金組織和焊接變形領(lǐng)域的數(shù)值模擬模型的開發(fā)和研究，以及它們最終的集成。這是一個(gè)由政府組織的有產(chǎn)、學(xué)、研參加的大型項(xiàng)目。參加這一項(xiàng)目的有大阪大學(xué)、神戶制鋼、川崎重工等單位。
德國制定了一個(gè)科技攻關(guān)項(xiàng)目SFB-370“材料的集成模擬”計(jì)劃，亞琛工業(yè)大學(xué)焊接研究所承擔(dān)了研究電弧焊接過程中材料行為的模擬部分，期望最終能夠預(yù)測焊接接頭的力學(xué)性能和使用性能。他們已經(jīng)研究的電子束焊、氣體保護(hù)焊和點(diǎn)焊模擬系統(tǒng)可以方便地通過計(jì)算得到在指定的焊接參數(shù)下的焊縫形狀。這些軟件有很高的實(shí)用價(jià)值。
國內(nèi)現(xiàn)狀
     1986年在焊接學(xué)會(huì)中建立了“數(shù)值模擬和CAD/CAM研究組”，這個(gè)研究組后改為“計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)委員會(huì)”。這個(gè)專委會(huì)在1987、1988年就召開過學(xué)術(shù)討論會(huì)，1989年又召開了“焊接專家系統(tǒng)”學(xué)術(shù)會(huì)議，1992年、1996年、2000年先后三次承辦了焊接協(xié)會(huì)和焊接學(xué)會(huì)聯(lián)合召開的全國性的“計(jì)算機(jī)在焊接中的應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)”，2001年在第十次全國焊接學(xué)術(shù)會(huì)議上組織了“焊接與IT”專題討論會(huì)。在這些會(huì)議上反映了歷年來國內(nèi)許多學(xué)術(shù)單位和生產(chǎn)企業(yè)在焊接計(jì)算機(jī)應(yīng)用和信息化方面的大量工作。
我國在焊接應(yīng)用軟件研制方面，清華大學(xué)在上世紀(jì)80年代末就為中國石化總公司開發(fā)了“弧焊工藝專家系統(tǒng)”，哈爾濱工業(yè)大學(xué)為哈爾濱鍋爐廠等單位開發(fā)了“焊接工藝專家系統(tǒng)”，現(xiàn)在他們對(duì)各自的軟件系統(tǒng)不斷地進(jìn)行改版升級(jí)。太原重型機(jī)械廠作為原機(jī)械部焊接示范單位，曾經(jīng)在廠內(nèi)焊接處中建立了計(jì)算機(jī)應(yīng)用科，開發(fā)了“數(shù)控切割自動(dòng)編程套料系統(tǒng)”等軟件，現(xiàn)在正和清華大學(xué)合作開發(fā)“焊接零件下料工藝、材料和工時(shí)定額制定軟件系統(tǒng)”。清華大學(xué)還為徐州工程機(jī)械廠等單位開發(fā)了“焊接工藝CAPP系統(tǒng)”。上海港機(jī)廠、武漢鍋爐廠等企業(yè)都曾開發(fā)過適合自己需要的焊接應(yīng)用軟件。
    在應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)焊接工藝過程、焊縫跟蹤、焊接質(zhì)量等領(lǐng)域的檢測與控制方面，我國開展了許多工作，其中有的工作達(dá)到了國際水平、得到了國家級(jí)的獎(jiǎng)勵(lì)。
    在數(shù)值分析方面，國內(nèi)在上世紀(jì)八十年代初西安交通大學(xué)和上海交通大學(xué)等就開始了關(guān)于焊接熱彈塑性理論的研究工作。上海交通大學(xué)在薄板、厚板和管子等焊接應(yīng)力分析方面得到成功的應(yīng)用，他們?cè)诰攀�年代又與日本大阪大學(xué)合作對(duì)三維焊接應(yīng)力和變形問題進(jìn)行了研究，發(fā)展了有關(guān)的三維分析程序并有不少成功的應(yīng)用實(shí)例。哈爾濱工業(yè)大學(xué)、山東大學(xué)等單位在TIG焊、MIG焊時(shí)熔池形成的模擬方面開展了許多工作。
另外，清華大學(xué)潘際鑾院士的“現(xiàn)代弧焊控制”、哈爾濱工業(yè)大學(xué)吳林等的“智能化焊接技術(shù)”、上海交通大學(xué)陳楚等的“數(shù)據(jù)分析在焊接中的應(yīng)用”等專著，焊接學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)委員會(huì)組織出版的“計(jì)算機(jī)輔助焊接技術(shù)”一書，都對(duì)我國焊接控制、模擬與仿真研究以及焊接計(jì)算機(jī)應(yīng)用和信息化方面的工作起了很大的推動(dòng)作用。
    根據(jù)以上簡單介紹，可以看出，焊接界所關(guān)心的信息化問題可以大體包括以下幾個(gè)方面:焊接過程的信息檢測與控制，焊接過程的模擬與仿真，焊接生產(chǎn)過程的組織與管理等。