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“計算機技術在焊接中應用”國際會議，此后至2000年已召開了第10次會議。與此同時，美國焊接研究所（AWI）也組織類似的會議，自1986年以來，2001年在俄亥俄召開了第11次會議。這些會議一般都包括；傳感系統(tǒng)、模擬與仿真、制造過程自動化、管理和教育軟件等內(nèi)容，近兩年又增加了網(wǎng)絡應用和集成制造等方面的內(nèi)容。國際焊接學會（IIW）1988年在維也納召開的第41屆年會大會的主題就是“ComputerinWeldingTechnology”。1994年在北京召開的IIW第47屆年會大會的主題報告的題目為“信息時代的焊接”。同時，在IIW第Ⅻ專業(yè)委員會會議上幾乎每年都有世界各國計算機在焊接領域的應用以及焊接軟件發(fā)展情況的報道。另外，在IIW第Ⅸ專業(yè)委員會中建立了“焊接數(shù)值分析”工作組。在第Ⅸ專業(yè)委員會支持下自1991年開始，每兩年在奧地利Graz大學召開一次題“NumericalAnalysisofWelding”的國際研討會，到2001年一共已開了6次。這個會議不僅限于“焊接性”的數(shù)值分析，還包括了焊接應力與變形等各方面的數(shù)值計算與模擬。近幾年我國清華大學、山東大學、華南理工大學已有教師參加過上面提到的這些會議，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議的部分論文集，從中可以看出在焊接領域中計算機應用的新進展，其中許多論文反映了這些技術已經(jīng)得到了實際應用。
     有的國家為了進一步研究焊接計算機應用和信息化技術制定了專門計劃。例如；日本在2001年溶接學會志和溶接技術雜志上先后報道了國家攻關課題“高效與高可靠性焊接技術的開發(fā)”的情況。日本通商產(chǎn)業(yè)省準備投入經(jīng)費20億日元（約1600萬美元），啟動這個國家攻關課題。課題的研究總目的是“通過模擬改進電弧焊接技術”。該項目包括；焊接工藝過程、焊接冶金組織和焊接變形領域的數(shù)值模擬模型的開發(fā)和研究，以及它們最終的集成。這是一個由政府組織的有產(chǎn)、學、研參加的大型項目。參加這一項目的有大阪大學、神戶制鋼、川崎重工等單位。
德國制定了一個科技攻關項目SFB-370“材料的集成模擬”計劃，亞琛工業(yè)大學焊接研究所承擔了研究電弧焊接過程中材料行為的模擬部分，期望最終能夠預測焊接接頭的力學性能和使用性能。他們已經(jīng)研究的電子束焊、氣體保護焊和點焊模擬系統(tǒng)可以方便地通過計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用價值。
國內(nèi)現(xiàn)狀
     1986年在焊接學會中建立了“數(shù)值模擬和CAD/CAM研究組”，這個研究組后改為“計算機應用技術專業(yè)委員會”。這個專委會在1987、1988年就召開過學術討論會，1989年又召開了“焊接專家系統(tǒng)”學術會議，1992年、1996年、2000年先后三次承辦了焊接協(xié)會和焊接學會聯(lián)合召開的全國性的“計算機在焊接中的應用技術交流會”，2001年在第十次全國焊接學術會議上組織了“焊接與IT”專題討論會。在這些會議上反映了歷年來國內(nèi)許多學術單位和生產(chǎn)企業(yè)在焊接計算機應用和信息化方面的大量工作。
我國在焊接應用軟件研制方面，清華大學在上世紀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)在他們對各自的軟件系統(tǒng)不斷地進行改版升級。太原重型機械廠作為原機械部焊接示范單位，曾經(jīng)在廠內(nèi)焊接處中建立了計算機應用科，開發(fā)了“數(shù)控切割自動編程套料系統(tǒng)”等軟件，現(xiàn)在正和清華大學合作開發(fā)“焊接零件下料工藝、材料和工時定額制定軟件系統(tǒng)”。清華大學還為徐州工程機械廠等單位開發(fā)了“焊接工藝CAPP系統(tǒng)”。上海港機廠、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用軟件。
    在應用計算機對焊接工藝過程、焊縫跟蹤、焊接質(zhì)量等領域的檢測與控制方面，我國開展了許多工作，其中有的工作達到了國際水平、得到了國家級的獎勵。
    在數(shù)值分析方面，國內(nèi)在上世紀八十年代初西安交通大學和上海交通大學等就開始了關于焊接熱彈塑性理論的研究工作。上海交通大學在薄板、厚板和管子等焊接應力分析方面得到成功的應用，他們在九十年代又與日本大阪大學合作對三維焊接應力和變形問題進行了研究，發(fā)展了有關的三維分析程序并有不少成功的應用實例。哈爾濱工業(yè)大學、山東大學等單位在TIG焊、MIG焊時熔池形成的模擬方面開展了許多工作。
另外，清華大學潘際鑾院士的“現(xiàn)代弧焊控制”、哈爾濱工業(yè)大學吳林等的“智能化焊接技術”、上海交通大學陳楚等的“數(shù)據(jù)分析在焊接中的應用”等專著，焊接學會計算機應用技術專業(yè)委員會組織出版的“計算機輔助焊接技術”一書，都對我國焊接控制、模擬與仿真研究以及焊接計算機應用和信息化方面的工作起了很大的推動作用。
    根據(jù)以上簡單介紹，可以看出，焊接界所關心的信息化問題可以大體包括以下幾個方面: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。