焊接工艺仿真技术应用与未来发展

焊接工艺仿真技术应用与未来发展

ESI China 市场部经理焦立新

焊接是应用最广泛的材料连接方式之一，同时也是历史非常悠久的制造工艺。我国是钢铁产销大国，同样是焊接应用大国，当前的焊接应用中还存在很多落后的工艺方式，如何将现代的焊接数值仿真技术应用于传统的焊接工艺，利用先进的计算机数值模拟技术改造传统的焊接工艺，对加速我国焊接信息化与工业化的融合有着非常重要的意义。

焊接数值模拟技术的发展是随着焊接实践经验的积累，有限元数值模拟技术，计算机技术等的发展而逐步开始的。焊接工艺的仿真，主要是针对焊接温度场，残余应力，变形等几个方面。从而改善焊接部件的制造质量，提高产品服役性能，优化焊接顺序等工艺过程。传统焊接质量的好坏非常依赖于焊接工人的经验，而通过焊接数值模拟技术就是利用数值模拟方法找到优化的焊接工艺参数，例如，焊接材料，温控条件，夹具条件，焊接顺序等等。

目前，焊接领域采用数值模拟方法涉及的对象大致有以下几个方面：

（1）焊接温度场的数值模拟。其中包括焊接传热过程，熔池形成和演变，传热，电弧物理现象等等。

（2）焊接金属学和物理过程的模拟。包括熔化，凝固，组织变化，成分变化，晶粒的长大，氢扩散等等。

（3）焊接应力与变形的数值模拟。包括焊接过程中应力应变的变化和残余应力应变等。

（4）焊接接头的力学行为和性能的数值模拟，包括断裂、疲劳、力学不均匀性，几何不均匀性及组织、结构、力学性能等。

（5）焊缝质量评估的数值模拟，包括裂缝、气孔等各种缺陷的评估及预测。

（6）具体焊接工艺的数值模拟。例如电子束焊接、激光焊接、离子弧焊接、电阻焊等等。

常用的焊接数值模拟方法有：差分法、有限元法、蒙特卡洛法。经过多年的发展，有限元数值模拟技术已经成为焊接数值仿真的主流方法，因为焊接最为关心的是变形和残余应力的控制，而有限元方法在这方面有着明显的优势。目前焊接仿真软件有两类，一类是通用结构有限元软件，例如MARC, ABAQUS, ANSYS等，主要是考虑焊接的热物理过程，约束条件，进行热－结构耦合分析，得到变形和残余应力结果。对于焊接研究者来说需要自己来控制和定义的内容更多，需要对通用软件有很深的应用功底和较强的专业知识才能更好的把握结果的精度和意义；另一类就是焊接专用有限元软件，例如SYSWELD。专业焊接软件的特点是更有针对性强，有针对焊接工艺的界面和模型，比较方便定义焊接路径，热源模型，另外结果精度会更高一些，对于焊接研究者来说，比较容易学习和使用。

总之，这些大都软件可以进行二维和三维的电、磁、热、力等各方面线性和非线性的有限元分析，而且有较强的模型处理和网格划分能力，并且有比较直观而强大的后处理功能。因而，焊接工作者可以充分利用上述软件而无需自己从头编制模拟软件，必要时加上二次开发，即可以得到需要的结果，这就明显地加速了焊接模拟技术发展的进程。

焊接工艺数值仿真涉及的学科

多道焊接马氏体分布多道焊接残余应力分布

对工业部门来说，焊接工程可以分为四个主要的应用学科：变形工程；焊接质量工程；应力工程；温度冲击工程。专业焊接软件SYSWELD很好地应对了这几个方面的问题。值得我们从事焊接数值仿真工作者所采用。

变形工程

主要是控制并使变形最小。通过优化装配工艺，降低制造成本，降低缝隙闭合力，减小夹具力的偏差。带来的主要好处是改善服役特性，减小缝隙闭合力，降低由于夹具力的偏差。

焊接质量工程

主要是提高焊接质量，优化服役特性。主要通过下面两个方面来进行控制。

1）控制冷却速率，微观组织，硬度和微观组织对整体材料和结构特性的影响

2）控制氢的扩散

对再结晶钢，需要控制最大和最小冷却速率，过高的冷却速率导致过多的马氏体；过低的冷却速率导致晶粒粗糙。过高的硬度可能导致裂纹和服役失效。

应力工程

主要是两个方面的工作。

1）控制围绕连接处局部的残余应力

2）控制所设计的焊接结构整体应力

进行应力控制有助于：减重；增强焊接结构疲劳性能；改善焊接质量；减少昂贵的服务问题。例如能源和核工业中多道焊接的残余应力。目标是避免裂纹和失效，控制残余应力，微观组织，硬度，预热和焊丝材料。

温度控制工程

控制易损敏感设备的温度场，避免由于焊接热效应导致设备的实效。

焊接工艺数值仿真的典型应用

焊接过程数值模拟中，热源拟合，温度场的模拟是最基本的工作，然后就是应力和变形的模拟。我们可以看到大量这方面的文章，温度场的模拟起步也较早，也积累了比较丰富的经验，在实际生产中得到了一定的应用。

1．焊接温度场的模拟。

温度场的模拟是对焊接应力、应变场及焊接过程其他现象进行模拟的基础，通过温度场的模拟我们可以判断固相和液相的分界，能够得出焊接熔池形状。焊接温度场准确模拟的关键在于提供准确的材料属性，热源模型与实际热源的拟合程度，热源移动路径的准确定义，边界条件是否设置恰当等。与通用软件相比，专业焊接软件使用起来更加方便，减少了通用软件很多操作时间。例如SYSWELD中有焊接热源模型，有双椭球（Goldak）热源模型（适于TIG，MIG焊接）及圆锥（Conical）热源模型（适于激光、电子束等焊接）可以供使用者选择；并且具有热源校准功能，使得热源的拟合尽可能与实际情况相吻合。

2．焊接应力与变形的仿真

焊接温度场模拟结果

焊接应力与变形问题可以分为两类，一是焊接过程中的瞬态应力应变分析，二是焊接后的残余应力与应变计算。对后者进行分析计算的较多，主要是为了减少残余应力，控制变形，防止缺陷的产生。经过几十年年的发展，应力与变形的计算日益成熟。结果精度也在不断提高。

1）改进了计算方法的效率和稳定性，计算速度更快，收敛性更好。还有很多程序应用了并行计算功能，进一步提升了计算速度，模型也考虑得更加精细。

2）深入研究了对焊接应力与变形的影响因素。例如材料属性随温度变化，焊接接头几何形状，焊缝道数，不同的焊接方法等等。

对于焊接局部模型，存在非常强烈的非线性特征，材料经过高温，相变，冷却后会有残余应力，因此对焊接附近需要进行详细模拟。而作为整体结构而言，可能又体现为弹性变形，所以线弹性分析就够了。因此对于多道焊接的问题，采用先局部，再整体，将局部模型的内力映射到总体模型上的方法具有很大优势，能够快速得到整体模型的应力和变形结果。对应整体模型完全按照局部模型的细节进行仿真，可能计算量会大的无法承受，事实上也没有必要。

3．焊接工艺的优化

利用SYSWELD的焊接仿真，最大挠度模拟值为23.4毫米，试验值为23.8毫米

合适的焊接工艺将非常有助于减少焊接结构的变形和残余应力。因此选择合适的焊接材料，夹具条件，焊接顺序，冷却速率控制等，就可以优化焊接结构，提高焊接质量，延长结构服役寿命，降低成本。因此基于焊接数值仿真的焊接结构设计将发挥重要的作用。

焊接数值模拟技术的未来发展趋势

超长焊接长度的焊接装配仿真

焊接数值模拟软件的发展朝着集成化、专业化、工程化等方向发展。所谓集成化，就是焊接数值模拟将结合焊接工艺库，专家经验与知识库，材料数据库，变得越来功能越为丰富和强大，仿真能力更强，使用也更加方便。更便于将焊接工艺结果反馈给结构设计工程师，使之在设计早期即可得到结构焊接后的力学性能，便于其对设计实现更改。

所谓专业化，就是焊接模拟软件不断细化，将各种类型的焊接仿真技术模块化，形成适于各种类型焊接工艺的模板库。例如点焊工具，激光焊工具，电子束焊接工具，钎焊工具，搅拌摩擦焊工具，等等。

所谓工程化，就是仿真的结果更方便地为工程实际所应用。通过焊接仿真，找到优化的焊接工艺参数和焊接顺序，选择合适的焊接材料，融入更多焊接实际工程经验，包括积累的材料数据库等等。

焊接是一门传统的制造工艺，但是具体的焊接方法却仍然在不断发展更新，相应地，焊接数值模拟方法也会随之不断发展完善。相信基于焊接数值仿真的焊接结构设计在国内将会有更多更好的应用。

李冬林;焊接应力和变形的数值模拟研究[D];武汉理工大学;2003年

夏培秀;焊接温度场与应力场的数值分析[D];哈尔滨工程大学;2005年

焊接作业规程指导指导方案

精心整理 2019年－9月 焊接作业指导书 （一）、电焊作业指导书 为确保生产、安装和服务的质量，使生产过程在受控状态下进行，根据国家职业技能鉴定教材内容，结合我处电焊作业实际情况，特制定电焊作业工艺规范。 一、对人员、设备、安全的要求 1发的特殊工种操作证方能上岗作业。 2求，正确执行安全技术操作规程。 3 A 1、平焊：平焊是在水平面上任何方向进行焊接的一种 操作方法。由于焊缝处在水平位置，溶滴主要靠自重过度，操作技术比较容易掌握，可以选用较大直径焊条和较大焊接电流，生产效率高，因此在生产中应用较为普遍。如果焊接工艺参数选择和操作不当，打底时容易造

成根部焊瘤或未焊透，也容易出现熔渣或熔化金属混杂不清或溶渣超前而引起的夹渣。常用平焊有对接平焊、T形接头平焊和搭接接头平焊。 2、立焊：是在垂直方向进行焊接的一种操作方法，由于受重力作用，焊条溶化所形成的溶滴及溶池中的金属要下淌，造成焊缝成形困难，质量受影响。因此，立焊时选用的焊条直径和焊接电流均应小于平焊，并采用短弧焊接。 3 4 B 钢和低合金钢主要是按等强原则选择焊条的强度级别，对一般结构选择酸性焊条，重要结构选用碱性焊条。（见表1—1—1） C、焊电源种类和极性的选择 手弧焊时采用的电源有交流和直流两大类，根据焊条的性质进行选择。通常，酸性焊条可同时采用交、直流两种电源，一般优先选用交流弧焊机。 2019年－9月

碱性焊条常采用反接、酸性焊条如使用直流电源时通常采用正接。采用低压高流电源，一般电焊机容量多在5～45仟伏安之间。 D、焊条直径 可根据焊件厚度进行选择，厚度越大，选用的焊条直径应越粗，见表1—1。但厚板对接接头坡口打底焊要选用较细焊条，另外接头形式不同， 2019年－9月

纳米技术发展史

纳米技术发展史 【摘要】纳米技术是21世纪科技发展的制高点，是新工业革命的主导技术，它将引起一场各个领域生产方式的变革，也将改变未来人们的生活方式和工作方式，使得我们有必要认识一下纳米技术的发展史。纳米技术的发展史是一个很长的过程，同时也是一个广泛应用的过程。 【关键词】发展纳米技术纳米材料 纳米技术基本概念 纳米技术是以纳米科学为基础，研究结构尺度在0.1～100nm范围内材料的性质及其应用，制造新材料、新器件、研究新工艺的方法和手 段。纳米技术以物理、化学的微观研究理论为 基础，以当代精密仪器和先进的分析技术为手 段，是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物 理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)相结合的产物。在纳米领域，各传统学科之间的界限变得模糊，各学科高度交叉和融合。 纳米技术包含下列四个主要方面： 1、纳米材料：当物质到纳米尺度以后，大约是在0.1—100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。

过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于 自然界，只是以前没有认识到这个尺度 范围的性能。第一个真正认识到它的性 能并引用纳米概念的是日本科学家，他 们在20世纪70年代用蒸发法制备超微离子，并通过研究它的性能发现：一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钴合金，把它做成大约20—30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。2、纳米动力学，主要是微机械和微电机，或总称为微型电动机械系统,用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统，特种电子设备、医疗和诊断仪器等.用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小，刻蚀的深度往往要求数十至数百微米，而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机，用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度，但有很大的潜在科学价值和经济价值。3、纳米生物学和纳米药物学，如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定dna的粒子，在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间互作用的试验，磷脂和脂肪酸双层平面生物膜，dna的精细结构等。有了纳米技术，还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物，

焊接操作仿真训练模拟器

武汉科码焊接操作仿真训练模拟器 产品采用分布式仿真实训技术、虚拟现实技术、微机测控技术、声音仿真技术及计算机图像实时生成技术。在不需要真实焊机的情况下,通过仿真主控系统、位置追踪系统,将焊接演练过程中焊枪的位置、速度和角度等进行采集处理,并实时生成虚拟焊缝。 将仿真操作设备、实时3D技术及渲染引擎相结合,演练过程真实,视觉效果、操作手感与真实一致。在焊接演练的过程中,学员能够看到焊接电弧以及焊液从生成、流动到冷却的过程,同时听到相应的焊接音效。 可实现教师端各项功能,分别是:监控、课程设计、任务设计、学生管理、成绩管理、任务共享和系统设置。教师机用于制定任务,供学生练习和考试,在考试完成后可以查看考试成绩,并对学生进行管理。 1、教师软件功能 (1)监控 选择虚拟焊接设备,向其发送训练或考试任务。每台设备应可以同时接受不同类型的课程,或进入不同的模式。 (2)课程设计 可以对课程内容进行设置,应包括:课程名称、任务等,并可方便的添加和删除。应可以查看课程信息:选择一个节点,显示出该节点的详细信息。 (3)任务设计 应可以对任务内容进行设置,须包括:任务名称、目的、焊机类型、接口类型、焊接位置、坡口类型和母材厚度等。

应可查看该教师设计的任务:选择一个节点显示出该节点的详细信息。 (4)学生管理 应可以新建年级、新建专业、新建班级、新建学生、修改学生信息、删除信 息等。 (5)成绩管理 须可以查看自己所管理班级的课程成绩单、学生考试成绩单、任务详细成绩单。须能以文字报告、焊接参数曲线显示训练结果。 (6)任务共享 须实现查看其它教师所设计的任务并能共享。选择要查看的教师,任务列表中须显示出所有的任务,单击某一任务应可以查看任务详细信息。 (7)系统设置 须可将学员列表中的自由设备添加到自己的教学组。可以修改登录密码、设 置公差等级的具体参数。 2、管理员功能 须可向虚拟焊接设备发送任务;能查看课程信息、任务信息、学生信息和成绩;对教师进行管理;分配虚拟焊接设备设备。管理员分为七个部分:设备监控、课程设计、任务设计、教师管理、学生管理、成绩管理和系统设置。 (1)设备监控 须可以查看当前焊接设备,通过选择教师(管理员“设备监控”可以“选择教师”,其他功能与教师“监控”相同)、课程及任务向学员机发送任务。

焊接虚拟仿真培训系统,DOC

焊接虚拟仿真培训系 统,D O C(总3页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除

1、焊接培训行业状况 焊接是一项对过程要求很高的工作，在现有的手工焊接生产中，采用MAG/MIG焊接的约占50%，TIG焊接约占30%，MMA焊接约占20%；如：在造船行业中，MAG约占70%，MMA约占30%；那么，这就需要焊工要有扎实的操作手法、规范的动作。而在焊接培训过程中传统方式存在以下多种问题： （1）消耗大量的焊条(丝)、焊件和保护气体等材料； （2）对学员的培训过程难以准确掌握； （3）对学员的焊接水平难以评价； （4）培训效果不尽理想； （5）培训过程环境污染严重，有害健康； （6）培训过程安全性差。 2、项目实施目的 1）减少甚至避免焊接练习过程中强光、高温、明火及烟尘以及有毒气体的产生，全面保护教师和学员的身体健康； 2）减少或者避免焊接实训过程中对空气污染的有害气体的排放，防止对环境造成污染； 3）能够让无工作经验的学员快速、真实的投入到焊接实训中，提高培训效率，避免由于无经验操作产生的事故。同时能够让有经验的训练者有更高的训练平台，提高焊接技术； 4）节省真实焊材、工件等焊接材料以及工业用电，降低培训成本； 方便教学。 3、焊接仿真模拟器概述 电焊操作训练模拟器系统是由武汉科码软件有限公司独立自主研发的焊接虚拟仿真培训系统。该系统是基于虚拟计算机系统，是以中高度仿真的教学培训系统，能让学员在接近真实的模拟环境下进行焊接技术的训练。该系统能促进焊接技能向实际工况焊接的有效转换。与传统的焊接培训相比减少了焊材的浪费。该设备结合了：焊工的动作、仿真焊接焙池、焊接声音及焊接手感，使用该系统的受训者能够感受到几乎真实的焊接过程。 电焊模拟实训系统是新一代环保、节能、通用型操作技能实训与评价平台。 该系统采用分布式仿真实训技术、虚拟现实技术、微机测控技术、声音仿真技术及计算机图像实时生成技术。在不需要真实焊机的情况下，通过仿真主控系统、位置追踪系统，将焊接演练过程中焊枪的位置、速度和角度等进行采集处理，并实时生成虚拟焊缝。 该系统将仿真操作设备、实时3D技术及渲染引擎相结合，演练过程真实，视觉效果、操作手感与真实一致。在焊接演练的过程中，学员能够看到焊接电弧以及焊液从生成、流动到冷却的过程，同时听到相应的焊接音效。 该系统与传统的焊接技艺教学能有机的融合在一起，是实现灵活、高效、安全、节约、绿色无污染的焊接模拟培训教学与考核的最佳教学方法。 通过电焊模拟实训系统，学员不仅仅可以获得与传统实训相同的操作经验，同时通过系统内置的数据采集、智能专家辅助模块和量化考核评价系统等一系列先进独特的教学功能，配合合理明晰的焊接知识穿插讲解，使学员可以获得在传统教学实践过程中难以量化的精确焊接培训指导，大幅度提升学员在培训过程中的方向性和目的性，有效缩短学员的培训周期，降低教师的教学负担，达到以低成本、低投入实现“精教、精学、精炼”的焊接培训机制。

手工电弧焊焊接工艺和流程

手工电弧焊焊接工艺和流程工艺适用于低碳钢，低合金高强度钢，及各种大型钢结构工程制造的焊接，确保焊接生产施工质量，特制订本工艺。 一、焊前准备 1、根据施焊结构钢材的强度等级，各种接头型式选择相应强度等级牌号焊条和合适焊条直径。 2、当施工环境温度低于零度，或钢材的含碳量大于%及结构刚性过大，构件较厚时应采用焊前预热措施，预热温度为80℃-100℃，预热范围为板厚的5倍，但不小于100毫米。 3、工件厚度大于6毫米对接焊时，为确保焊透强度，在板材的对接边沿应开切V型或X型坡口，坡口角为60度，钝边P=0-1毫米，装配间隙为0-1毫米，当板厚差≥4毫米时，应对较厚板材的对接边缘进行削斜处理。 4、焊条烘焙：酸性药皮类型焊条焊前烘焙150℃*2保温2小时，碱性药皮类焊条焊前必做进行300℃-350*2烘焙，并保温2小时才能使用。 5、焊前接头清洁要求：在坡口或焊前两侧30毫米范围内，应将影响质量的毛刺，油污，水，锈脏物，氧化皮等必须清洁干净。 6、在板缝二端如余量小于50毫米时，焊缝二端应加引弧，熄弧板，其规格不小于50*50毫米。 二、焊接材料的选用 1、首先应考虑，母材强度等级与焊条强度等级相匹配和不同药皮类型焊条的使用特性。

2、考虑物件工作环境条件，承受动、静载荷的极限，高应力或形状复杂，刚性较大，应选用抗裂性能和冲击韧性好的低氢型焊条。 3、在满足使用性能和操作性能的前提下，应适当选用规格大效率高的铁粉焊条，以提高焊接生产效率。 三、焊接规范 1、应根据板厚选择焊条直径，确定焊接电流（如表）。 板厚（mm）焊条直径（Φ：mm）焊接电流（A：安倍）备注 3 80-90 不开坡口 8 110-150 开V型坡口 16 160-180 开X型坡口 20 180-200 开X型坡口 该电流为平焊位置焊接，立、横、仰焊时焊接电流应降低10-15%，大于16毫米板厚焊接底层选Φ焊条，角焊焊接电流应比对接焊焊接电流稍大。 2、为使对接焊缝焊焊透，其底层焊接应选用比其他层焊接的焊条直径较小。 3、厚件焊接，应严格控制层间温度，各层焊缝不宜过宽，应考虑多道多层焊接。 4、对接焊缝正面焊接后，反面使用碳气刨扣槽，并进行封底焊接。 四、焊接程序 1、焊接板缝，有纵横交叉的焊缝，应先焊端接缝后焊边接缝。 2、焊缝长度超过1米以上，应采用分中对称焊法或逐步码焊法。 3、结构上对接焊缝与角接焊缝同时存在时，应先焊板的对接焊缝，后焊物架对接焊缝。最后焊物架与板的角焊缝。 4、凡对称物件应从中央向前尾方向开始焊接，并左、右方向对称进

焊接工艺规程过程卡

焊接工艺规程 规程编号 产品编号2006-61 项目 用户吉亨自动化科技有限公司位号 图号名称DN500 浮头式换热器 版次阶段说明修改标记及处数编制人及日期审核人及日期备注第一版 焊接工艺规程目录

产品名称：DN500 浮头式换热器产品编号：2006-61 序号名称编号页数页次备注 1 产品接头编号表 1 1 2 焊接材料汇总表 1 2 3 接头焊接工艺卡7 10 4 无损探伤委托单 1 11 接头编号表 焊接工艺规程

接头编号示意图： A5 A1A5B1 B5 B1B1 B1A2 B2 B2 B4 B3 B3 B4 D3 D1 D1 D1 D1 D2 D2 D3 D4 D4 D5 JT-11（A5、B5） 07 HPS-2-10 SMAW-Ⅱ-4G-12-F3J 20%RT. .Ⅲ级合格 JT-10(D6) 06 HPSJ-7-2.5/20 SMAW-Ⅱ-6FG-12-60-F3J JT-9(D5) 05 HPS-1-10 SMAW-Ⅱ-4G-12-F3J JT-8(D4) 04 HPS-2-10(R) SMAW-Ⅱ-4G-12-F3J JT-7(D3) 04 HPS-2-10 SMAW-Ⅱ-4G-12-F3J JT-6(D2) 03 HPS-2-10(R) SMAW-Ⅱ-6FG-12/60-F3J JT-5(D1) 03 HPS-2-10 SMAW-Ⅱ-6FG-12/60-F3J JT-4(B4) 02 HPWS-2-6(R) GTAW-Ⅰ-5G-2/60-02 SMAW-Ⅱ-4G-12-F3J 100%PT JT-3(B3) 02 HPWS-2-6 GTAW-Ⅰ-5G-2/60-02 SMAW-Ⅱ-4G-12-F3J 100%PT JT-2(A2、B2) 01 HPS-2-10(R) SMAW-Ⅱ-4G-12-F3J 100%RT.Ⅱ级合格20% RT.Ⅲ级合格 JT-1(A1、B1) 01 HPS-2-10 SMAW-Ⅱ-4G-12-F3J 100%RT.Ⅱ级合格20% RT.Ⅲ级合格 接头编号 焊接工艺卡编号 焊接工艺评定编号 焊工持证项目 无损检测要求 焊接材料汇总表 焊接工艺规程 母 材 焊条电弧焊SMAW 埋弧焊SAW 气体保护焊MIG/TIG/MAG

焊接VR仿真实训系统

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/cb9579171.html, 焊接VR仿真实训系统 作者：熊友康 来源：《西部论丛》2018年第11期 摘要：VR技术又名临镜技术，主要是利用计算机对虚拟仿真环境进行构建，近年来，该项技术得到了学校和教师的高度关注，并在焊接实训中得到了应用。本文对焊接VR仿真实训系统的优势及应该注意的问题进行总结，并从理论教学模块的录制、实践教学模块的录制、焊接过程模型的制作、VR课件的合成与输出四方面，论述了焊接VR仿真实训系统的设计策略。 关键词：焊接过程 VR技术仿真实训 前言：随着我国现代化技术水平的进一步提升，人们对焊接工艺水平的要求也越来越高，相关从业人员除了具备丰富的理论知识外，还要进一步提升实践能力。但站在目前的职业院校焊接实训角度来说，很多教师依然选择先理论、后教学的模式，对学生理论知识和实践融合效果产生了影响。随着VR技术的引入，让整个焊接实训过程突破了环境限制，进一步提升了焊接实训效果。 一、焊接VR仿真实训系统的优势及应该注意的问题 （一）加深学生对知识的理解程度 在过去的焊接实训过程中，很多学生在相关知识的获得上并不全部来自于教师的讲授，这其中还涉及到很多生活经验和学习资料。因此，在开展焊接实训教学时，教师除了将书本之中基本内容体现出来以外，还要将自己的理解融入到教学过程之中。然而在传统教学方法上，由于环境的限制，教师很难在具体实践过程中激发出学生的联想，这对于学生的成长和进步极为不利。而在VR技术应用过程中，可以帮助教师更加轻松的构建各种实训场景，提升他们对知识的理解和操作能力。 （二）提高学生对焊接学习的兴趣 在传统教学过程中，教学和实践过程往往相互分离，再加上专业知识讲解的枯燥无味，很容易让学生失去对焊接专业学习的兴趣，进而对后续的实训课程开展产生影响。在VR技术的帮助下，可以提升学生在实训过程中的感知能力，将他们的学习经济性调动出来，其实训效果远远高于传统教学模式。除此之外，相关心理学家研究表明，人们在知识获取过程中，视觉和听觉发挥着巨大作用，而且人们能够记住自己所看到和听到的50%，在阅读过程中，人们只能对其中的10%进行记忆。VR技术可以将学生阅读内容转化成听到和看到的内容，这对于职业院校学生来说，可以改善具体的学习情绪，进而提升学习的自信心。 （三）焊接VR仿真实训教学中应该注意的问题

焊接工艺指导书

xx市中心城区供水系统工程—泵房工程及绿化环网工程—上部管线工程项目（PPP） 焊接工艺指导书 编制： 审核： 审批： 中国航天建设集团公司 2017年09月 目录

1．适用范围 2．编制依据 3．焊工管理 4. 焊材管理、坡口加工、管口组对、焊接以及检验4.1 焊材管理 4.2 坡口加工 4.3 管口组对 4.4 焊接要求 4.5焊接检验 4.6 焊接验收 附表：焊接工艺规程

1.适用范围 本指导书适用于xx市中心城区供水系统工程—泵房工程及绿化环网工程—上部管线工程项目（PPP）输气管道工程管道焊接，包括焊工管理、焊材管理、坡口加工、组对、焊接以及检验。 2.编制依据 2.1.设计图纸 2.1.1. xx市中心城区供水系统工程—泵房工程及绿化环网工程—上部管线工程项目（PPP）输气管道工程线路施工图 2.2.施工技术标准及验收规范 2.2.1.GB 50184-2011《工业金属管道工程施工及验收规范》 2.2.2.GB 50268-2008《给水排水管道工程施工及验收规范》 3.焊工管理 ●参加本工程施焊的焊工必须持有与焊接项目相适应的焊工合格证。 ●在本工程施焊过程中，焊工应严格按焊接工艺要求施焊。焊工若违反工艺纪律应立即 停止该焊工的施焊。 ●焊工应对自己施焊的焊缝进行自检，合格后作好焊缝标记。 4.焊材管理、坡口加工、管口组对、焊接以及检验 4.1焊材管理 ●焊接材料设专人验收、保管和发放。 ●焊接材料应按类别、型号、规格和入库时间等分别存放。 ●焊材仓库应干燥且通风良好，相对湿度不应大于60%。 ●焊材存放必须垫高，离地及墙的距离均不得小于300mm。 ●焊材应按要求进行发放和回收，并作好记录。 4.2 坡口加工 ●焊接坡口角度、钝边、根部间隙、对口错边量应符合设计、规范和焊接工艺指导书的 要求。 ●管段坡口若有机械加工形成的卷边，用电动砂轮清除整平。 4.3 管口组对 4.3.1 选管 测量每一管段管口以及管体的直径、椭圆度及其弯头端口的直径及其椭圆度，在管段

纳米科技的发展及未来的发展方向

纳米科技的发展及未来的发展方向 论文 理学院 08光信息科学与技术 张箐 0836017

纳米科技的发展及未来的发展方向 一：纳米科技的起源： 纳米是长度度量单位，一纳米为十亿分之一米。纳米科技这一初始概念是已故美国著名物理学家、诺贝尔物理学奖得主费恩曼(R．Feynman)于1959年在美国加州理工学院作题为“在低部还有很大空间”的讲演中提出的。费恩曼指出：如果人类能够在原子或分子尺度上来加工材料、制备装置，则将会有许多激动人心的新发现。他还强调：人们需要新型的微型化仪器来操纵纳米结构并测定其性质。费恩曼憧憬说：试想，如果有一天，人们可以按自己的意志来安排一个个原子，将会产生怎样的奇怪现象。 与所有的天才假想一样，费恩曼的科学思想起初并未被接受。然而科技的迅猛发展很快证明了费恩曼是正确的。继费恩曼之后，许多科学家又尽情发挥想像力，从不同角度继续编织纳米技术的神奇梦想。 纳米科技的迅速发展是在1980年代末1990年代初。1980年代初，宾尼希(C．Binnig)和罗雷尔(H．Rohrer)等人发明了费恩曼所期望的纳米科技研究的重要仪器－－扫描隧穿显微镜(scanning tunneling microscopy，STM)。STM 不仅以极高的分辨率揭示出了“可见”的原子、分子微观世界，同时也为操纵原子、分子提供了有力工具，从而为人类进入纳米世界打开了一扇更加宽广的大门。 与此同时，纳米尺度上的多学科交叉迅速形成了一个有广泛学科内容和潜在应用前景的研究领域。1990年，纳米技术获得了重大突破。美国IBM公司阿尔马登研究中心（Almaden Research Center）的科学家使用STM把35个氙原子移动到各自的位置，组成了“IBM”三个字母，这三个字母加起来不到3纳米长。 1990年7月，第一届国际纳米科学技术大会和第五届国际扫描隧穿显微

TRANSWELD—焊接成形仿真软件

TRANSWELD?——焊接成形仿真软件 世界最先进的焊接成形工艺数值模拟软件。 TRANSWELD?仿真软件是法国Transvalor公司的焊接成形仿真产品，该软件可以有效预测焊接工艺过程产生的各种现场，提高了焊接工艺的设计时间，保证了焊接质量，是缩短周期、降低成本的高效工具。已在欧盟相关科研和工业上得到广泛应用，特别是早期软件研发过程中在为航天航空工业提供的有效解决方案上得到了充足验证。TRANSWELD?仿真软件实现材料的真实熔敷 得到真实的焊缝形状--不仅仅是示意图 ——独特的AAA网格自适应重划分 ——基于先进水平的研究方式 ——简单的焊缝表示方法 TRANSWELD?仿真软件全部深入的分析结果 ——温度 ——等效应力和残余应力 ——塑性变形和扭曲 ——压力和液态 ——冷却速率和热梯度 ——未变形模型显示

TRANSWELD?仿真软件主要功能 1、多样的流程和特征选项 ——电弧焊（TIG /MIG/MAG）以及 激光焊 ——适合电弧焊或者激光焊的热源 模型 ——连续和半连续焊焊缝熔敷 ——单个或者多种自动设备相关的 输入途径 ——更多的附件和手持设备 2、仿真再现了焊接的真实过程 ——考虑了液体、半熔化、固体过程 ——充分解决了热-力-电之间的耦合 ——计算出所有的物理现象、预测出金属转变 ——预测凝固、半熔化区的收缩、固态时的收缩状态TRANSWELD?仿真软件主要特色 1、全面而直观的用户图形界面和更多的分析结果显示

2、独特的自适应各向异性网格重划分及网格细化分 3、无需在前处理时进行设置焊缝结构 4、单一或者多种焊接标记的显示方式 5、温度、应力和残余应力、应变和变形的预测

手工焊接工艺流程

焊接工艺 概述 随着电子元器件的封装更新换代加快，由原来的直插式改为了平贴式，连接排线也由FPC 软板进行替代，电子发展已朝向小型化、微型化发展，手工焊接难度也随之增加，在焊接当中稍有不慎就会损伤元器件，或引起焊接不良，所以一线手工焊接人员必须对焊接原理，焊接过程，焊接方法，焊接质量的评定，及电子基础有一定的了解。 一、焊接原理： 锡焊是一门科学，他的原理是通过加热的烙铁将固态焊锡丝加热熔化，再借助于助焊剂的作用，使其流入被焊金属之间，待冷却后形成牢固可靠的焊接点。 当焊料为锡铅合金焊接面为铜时，焊料先对焊接表面产生润湿，伴随着润湿现象的发生，焊料逐渐向金属铜扩散，在焊料与金属铜的接触面形成附着层，使两则牢固的结合起来。 二、助焊剂的作用 助焊剂是一种焊接辅助材料，其作用如下： ●去除氧化膜。 ●防止氧化。 ●减小表面张力。 ●使焊点美观。 三、焊锡丝的组成与结构 我们使用的有铅SnPb(Sn63%Pb37%)的焊锡丝和无铅SAC（96.5%SN 3.0%AG0.5%CU）的焊锡丝里面是空心的，这个设计是为了存储助焊剂（松香），使在加焊锡的同时能均匀的加上助焊剂。当然就有铅锡丝来说，根据SNPB的成分比率不同有更多中成份，其主要用途也不同。 焊锡丝的作用：达到元件在电路上的导电要求和元件在PCB板上的固定要求。 四、焊接工具 1、电烙铁 ①外热式电烙铁 一般由烙铁头、烙铁芯、外壳、手柄、插头等部分所组成。烙铁头安装在烙铁芯内，用

以热传导性好的铜为基体的铜合金材料制成。烙铁头的长短可以调整（烙铁头越短，烙铁头的温度就越高），且有凿式、尖锥形、圆面形、圆、尖锥形和半圆沟形等不同的形状，以适应不同焊接面的需要。 ②内热式电烙铁 由连接杆、手柄、弹簧夹、烙铁芯、烙铁头（也称铜头）五个部分组成。烙铁芯安装在烙铁头的里面（发热快，热效率高达 85 ％～％％以上）。烙铁芯采用镍铬电阻丝绕在瓷管上制成，一般 20W 电烙铁其电阻为 2.4kΩ左右， 35W 电烙铁其电阻为 1.6kΩ左右。一般来说电烙铁的功率越大，热量越大，烙铁头的温度越高。焊接集成电路、印制线路板、 CMOS 电路一般选用 20W 内热式电烙铁。使用的烙铁功率过大，容易烫坏元器件（一般二、三极管结点温度超过 200℃时就会烧坏）和使印制导线从基板上脱落；使用的烙铁功率太小，焊锡不能充分熔化，焊剂不能挥发出来，焊点不光滑、不牢固，易产生虚焊。焊接时间过长，也会烧坏器件，一般每个焊点在 1.5 ～ 4S 内完成。 ③其他烙铁 1 ）恒温电烙铁 恒温电烙铁的烙铁头内，装有磁铁式的温度控制器，来控制通电时间，实现恒温的目的。在焊接温度不宜过高、焊接时间不宜过长的元器件时，应选用恒温电烙铁，但它价格高。 2 ）吸锡电烙铁 吸锡电烙铁是将活塞式吸锡器与电烙铁溶于一体的拆焊工具，它具有使用方便、灵活、适用范围宽等特点。不足之处是每次只能对一个焊点进行拆焊。 3 ）汽焊烙铁 一种用液化气、甲烷等可燃气体燃烧加热烙铁头的烙铁。适用于供电不便或无法供给交流电的场合。 2、其它工具 ①尖嘴钳它的主要作用是在连接点上网饶导线、元件引线及对元件引脚成型。 ②偏口钳又称斜口钳、剪线钳，主要用于剪切导线，剪掉元器件多余的引线。不要用偏口钳剪切螺钉、较粗的钢丝，以免损坏钳口。 ③镊子主要用途是摄取微小器件；在焊接时夹持被焊件以防止其移动和帮助散热。 ④旋具又称改锥或螺丝刀。分为十字旋具、一字旋具。主要用于拧动螺钉及调整可调元器件的可调部分。 ⑤小刀主要用来刮去导线和元件引线上的绝缘物和氧化物，使之易于上锡。 五、手工焊接过程

纳米技术与未来生活

纳米技术与未来生活 “正像七十年代微电子技术引发了信息革命一样，纳米科学技术将成 为下世纪信息时代的核心。” ——IBM的首席科学家Amotro ●纳米技术的起源与发展 1959年，著名物理学家、诺贝尔奖获得者理查德·费曼预言，人类可以用小的机器制作更小的机器，最后甚至可以根据人类的意愿，逐个排列原子或分子，制造超晶态产品，这是关于纳米技术最早的梦想。 七十年代，科学家开始从不同角度提出有关纳米技术的构想，1974年，科学家唐尼古奇最早使用纳米技术（Nano-technology）一词描述精密机械加工。1982年，科学家发明观察纳米结构的重要工具－－扫描隧道显微镜（STM），揭示了一个可直接探测的原子、分子世界，对当时称为“介观物理”（Mesoscopic Physics）的研究和发展产生了积极的促进作用。并且，只有在介观体系中才显得那么重要的表面和界面问题也开始发展成为科学。1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办，标志着纳米科学技术的正式诞生。 ●纳米与纳米技术 所谓纳米，它仅仅是一个长度单位，一个纳米相当于十亿分之一米，是人类毛发直径的一万分之一，是可见光最短波长的四百分之一。如果做一个纳米的小球，把它放在一个乒乓球上，就好像把乒乓球放在地球上。纳米一个比微观尺度（原子大小为0.1纳米）大，又比宏观尺度（光学显微镜分辨极限的微米尺度）小的世界。这个世界里的研究工作是从基础物理学对这个尺度上的结构（纳米结构——Nano-structure）所表现出的奇异特性开始的。如果考察电子通过纳米圆环所组成电路，它的行为将不遵守欧姆定律，而表现出彼此之间的关联性（AB效应）。在这个尺度上的物质，表面原子或分子占了相当大的比例，已经无法区分它们是长程有序（晶态）、短程有序（液态），还是完全无序（气态）了，而成为物质的一种新的状态——纳米态。并且，人们很早就注意到这种纳米态的性质不主要取决于其体内的原子或分子，而是主要取决于表面或界面上分子排列的状态。由于它们具有量子力学上的强关联性而表现出完全不同于宏观和微观世界的介观性质，这就是纳米材料。 而通常讲的纳米科技就是对待这样一个数量级的微观世界的科学技术。其精髓是从对原子分子的精确控制出发，构建具有全新分子、全新排列形式的人造结构。也就是说，纳米技术希望能够操纵一个一个原子、一个一个分子，并用这种办法来做成一些材料和器件。1959年，加州理工学院的一位教授就提出了这样一种设想：做一种万能制造机，一面放上各样的分子、原子，另一面想出来什么东西，就通过原子的组排，轻松实现。而从原理上讲，利用纳米技术，是有可能的。可见纳米技术的神奇了。 作为纳米技术，本身它并不神秘，实际上从微米技术到纳米技术，应该说啊是科学发展的一个自然的结果。我们现在生活在微米时代。在微米时代，我们用计算机，录像机、电视，都是微米技术的结晶。比如奔腾芯片已经做到了0.17-0.18个微米，相当于几百个纳米。也就是说，从尺度上来讲，微米技术已经逐渐进入到纳米尺度。所以从某种意义上讲，从诶米科技到纳米科技是科学发展的必然结果。 然而，纳米技术不仅仅是微米技术的简单延伸，实际上纳米技术是建立在人们对纳米世

焊接工艺指导

氩弧焊接 1.目的 为规范焊工操作，保证焊接质量，不断提高焊工的实际操作技术水平，特编制本指导书 2.编制依据 2.1.设计图纸 22《手工钨极氩弧焊技术及其应用》 2.3.《焊工技术考核规程》 3.焊接准备 3.1.焊接材料 焊丝：H1Cr18Ni9Ti ? 1、? 1.5、? 2.5、? 3 焊丝应有制造厂的质量合格证，领取和发放有焊材管理员统一管理。焊丝在使用前应清除油锈及其他污物, 露岀金属光泽。 3.2. 氩气 氩气瓶上应贴有出厂合格标签，其纯度》99.95%，所用流量6-9升/分钟，气瓶中的氩气不能用尽，瓶内余 压不得低于0.5MPa，以保证充氩纯度。 3.3.焊接工具 3.3.1.采用直流电焊机，本厂用WSE-315和TIG400两种型号焊机。 3.3.2.选用的氩气减压流量计应开闭自如，没有漏气现象。切记不可先开流量计、后开气瓶，造成高压气流直冲低压，损坏流量计；关时先关流量计而后关氩气瓶。 3.3.3.输送氩气的胶皮管，不得与输送其它气体的胶皮管互相串用，可用新的氧气胶皮管代用，长度 不超过30米。 3.4.其它工器具 焊工应备有：手锤、砂纸、扁铲、钢丝刷、电磨工具等，以备清渣和消缺。 4.工艺参数 不锈钢焊接工艺参数选取表 表一

5.工序过程 5.1.焊工必须按照“考规”规定经相应试件考试合格后，方可上岗位焊接。 52严禁在被焊件表面随意引燃电弧、试验电流或焊接临时支撑物等。 53焊工所用的氩弧焊把、氩气减压流量计，应经常检查，确保在氩弧焊封底时氩气为层流状态。 5.4.接口前应将坡口表面及母材内、外壁的油、漆、垢锈等清理干净，直至发岀金属光泽，清理范围 为每侧各为10-15mm,对口间隙为2.5?3.5mm 5.5.接口间隙要匀直，禁止强力对口，错口值应小于壁厚的10%且不大于1mm 5.6.接口局部间隙过大时，应进行修整，严禁在间隙内添加塞物。 5.7.接口合格后，应根据接口长度不同点 4-5点，点焊的材料应与正式施焊相同，点焊长度10-15mm 厚度3-4mm 5.8.打底完成后，应认真检查打底焊缝质量，确认合格后再进行氩弧焊盖面焊接。 5.9.引弧、收弧必须在接口内进行，收弧要填满熔池，将电弧引向坡口熄弧。 5.10.点焊、氩弧焊、盖面焊，如产生缺陷，必须用电磨工具磨除后，再继续施焊，不得用重复熔化方法消除缺陷。| 5.11.应注意接头和收弧质量，注意接头熔合应良好，收弧时填满熔池。为保证焊缝严密性。 5.12.盖面完毕应及时清理焊缝表面熔渣、飞溅。 6.质量标准： 6.1.质量按Q/ZB74-73焊接通用技术条件和机械结构用不锈钢焊接管(GB/T12770—2002)标准检 验。 6.2.缺陷种类、原因分析及改进方法 氩弧焊焊接产生缺陷的原因及防止方法 表二

纳米技术的应用与前景

纳米技术的应用与前景 纳米技术作为一种高新科技，我认为其本质不亚于当年的电子与半导体科技，有着我们未所发掘到潜能与实用价值，在这个世代，各种技术的发展迅速，随着纳米技术的进一步发展，可以作为一种催化剂，促使各行各业的迅猛发展。 纳米技术是近年来出现的一门高新技术。“纳米”主要是指在纳米（一种长度计量单位，等于1/1000,000,000米）尺度附近的物质，其表现出来的特殊性能用于不同领域而称之为“纳米技术”，其具体定义见词条“纳米科技”。 纳米技术目前已成功用于许多领域，包括医学、药学、化学及生物检测、制造业、光学以及国防等等。本词条为纳米技术应用的总纲，包括如下领域： 1、纳米技术在新材料中的应用 2、纳米技术在微电子、电力等领域中的应用 3、纳米技术在制造业中的应用 4、纳米技术在生物、医药学中的应用 5、纳米技术在化学、环境监测中的应用 6、纳米技术在能源、交通等领域的应用 尽管从理论到实践是一个相当困难的过程，但纳米技术已经证明，可以利用扫描隧道电子显微镜等工具移动原子个体，使它们形成在自然界中永远不可能存在的排列方式，如IBM 公司的标志图案、比例为百亿分之一的世界地图、或一把琴弦只有50纳米粗的亚显微吉他。纳米材料的应用有着诱人的技术潜力，它的应用范围包括从制造工业、航天工业到医学领域等。美国全国科学基金会曾发表声明说：“当我们进入21世纪时，纳米技术将对世界人民的健康、财富和安全产生重大的影响，至少如同20世纪的抗生素、集成电路和人造聚合物那样。”科学家们预计，纳米技术在新世纪中的应用前景广阔，已经涵盖了材料、测量、机械、电子、光学、化学、生物等众多领域，信息技术与纳米技术的关系已密不可分。 从纳米科技发展的历史来看，人们早在1861年建立所谓肢体化学时即开始了对纳米肢体的研究。但真正对纳米进行独立的研究，则是1959年，这一年，著名美国物理学家、诺贝尔奖金获得者德·费曼在美国物理学年会上作了一次报告。他在报告中认为，能够用宏观的机器来制造比其体积小的机器，而这较小的机器又可制作更小的机器，这样一步步达到分子程度。费曼还幻想在原子和分子水平上操纵和控制物质。 在70年代末，美国MIT（麻省理工大学）的W.R.Cannon等人发明了激光气相法合成数十纳米尺寸的硅基陶瓷粉末。80年代初，德国物理学家H.Gleiter等人用气体冷凝发制备了具有清洁表面的纳米颗粒，并在超真空条件下原位压制了多晶纳米固体。现在看来，这些研究都属于纳米材料的初步探索。 科学家预言，尺寸为分子般大小、厚度只有一根头发丝的几百万分之一的纳米机械装置将在今后数年内投入使用。学术实验室和工业实验室的研究人员在开发分子马达、自组装材料等纳米机械部件方面取得了飞速进展。纳米机器具有可以操纵分子的微型“手指”和指挥这些手指如何工作、如何寻找所需原材料的微型电脑。这种手指完全可以由碳纳米管制成，碳纳米管是1991年发现的一种类似头发的碳分子，其强度是钢的100倍，直径只有头发的五万分之一。美国康奈尔大学的研究人员利用有机物和无机物组件开发出一个分子大小的马达，一些人称之为纳米技术领域的“T型发动机”。 纳米科技中具有主导或牵头作用的是纳米电子学，因为它是微电子学发展的下一代。纳米电子学是来自电子工业，是纳米技术发展的一个主要动力。纳米电子学立足于最新的物理理论和最先进的工艺手段，按照全新的理念来构造电子系统，并开发物质潜在的储存和处理

面向智能制造的焊接工艺模型设计 薛念亮

面向智能制造的焊接工艺模型设计薛念亮 发表时间：2019-09-17T13:35:49.997Z 来源：《防护工程》2019年11期作者：薛念亮[导读] 就必须加大科技创新的力度，推动我国船舶设计尽快完成智能化的探索，由“中国制造”变为“中国智造”。 大连中远海运重工有限公司辽宁大连 116113 摘要：对我国船舶业界来说，相比西方国家的科技创新发展还有所不足，因此，为了提高我国航运在世界市场上占据的地位，就必须加大科技创新的力度，推动我国船舶设计尽快完成智能化的探索，由“中国制造”变为“中国智造”。关键词：技术；工艺；设计1.我国智能造船的发展以及现状 2018年12月28日，工业和信息化部、国防科工局印发《推进船舶总装建造智能化转型行动计划（2019-2021年）》（以下简称《行动计划》）。旨在加快新一代信息通信技术与先进造船技术深度融合，逐步实现船舶设计、建造、管理与服务全生命周期的数字化、网络 化、智能化，推动船舶总装建造智能化转型，促进船舶工业的高质量发展。《行动计划》的推出，将对我国船舶工业发展产生深远影响。随着信息通信技术快速更迭，数字化、网络化、智能化渐成为未来制造业发展的主要趋势，世界主要造船国纷纷加快智能制造步伐。我国出台的《行动计划》正是结合了新时代我国船舶工业转型升级的发展需要，充分考虑了当前智能制造发展趋势，紧扣行业特点与需求，坚持问题导向，以全面推进数字化造船为重点，以关键环节智能化改造为切入点而提出的。数字化被认为是智能制造的开端和基础，主要特征包括数字化技术（如数控机床）的广泛应用、计算机辅助设计与制造（如CAD、CAPP、CAM）的兴起、生产过程管控信息化（如ERP、MES）等。“数字化的核心特征为计算机技术的应用。在智能船舶的定义和规范方面，我国走在了世界前列，并且体系更为全面。 2017年12月，中国船舶工业集团公司研制的iDolphin38800吨智能散货船“大智”轮获得中国船级社（CCS）和劳氏船级社（LR）授予的智能船符号，成为首艘通过船级社认证的智能船舶，也成为了我国智能船舶发展的里程碑事件。焊接技术在制造业领域扮演着不可或缺的角色，在智能制造技术的冲击下也将迎来新一轮革新。船舶行业的生产管理，以中间产品为导向，采取集中粗放式、劳动密集型生产模式，现在也逐步向精细化管理、智能生产制造转变。焊接作业作为船舶建造的主要施工方式，智能焊机管控（焊接设备智能管理控制）技术和焊接机器人的引入，使焊接智能化作业模式逐步取代原有的作业模式，为船舶的焊接质量和焊接效率提供了保证。焊接作业的智能化管控和施工需要全方位船体焊接建模设计数据作为理论依据。 2船舶焊接材料的应用 2.1焊条电弧焊焊材高效铁粉焊条、立向下焊条、重力焊条是发展最早的船舶焊接材料，但是随着CO2气体保护焊的崛起，已经处于退居二线的地位。 2.2气体保护电弧焊焊材气体保护电弧焊用焊丝是从实心焊丝逐渐向药芯焊丝发展过渡，这使得我国船厂焊工人均日焊接材料的耗量从上世纪80年代初5kg/人日，提高到2010年20kg/人日，并进一步缩短了船舶建造周期，降低了造船成本。 2.3埋弧焊焊材在船厂的平面分段焊接拼板工位上所应用的FCB法（焊剂铜垫板法）、RF法（热固型焊剂衬垫单面埋弧焊）、FAB法（焊剂石棉衬垫单面焊）等高效埋弧焊工艺所用的焊丝、焊剂都尚依赖从国外进口。 2.4新型焊接材料的开发及期望我国在造船中遇到的一些船舶焊接技术难题寄希望于研发新型焊接材料。①船舶厚板和超厚板的打底焊焊道常会出现裂纹，严重影响了船舶建造进度和质量，迫切需要开发打底焊专用药芯焊丝。②在船台大合拢横向自动焊时使用的金红石酸性渣条无缝镀铜药芯焊丝尚需依赖进口，亟待需开发“快凝渣型”的药芯焊丝。③国产强度等级500MPa、600MPa的强迫成型气电垂直焊专用药芯焊丝在应用中与进口的垂直焊药芯焊丝相比尚有提升空间。今后几年我国造船焊接材料的发展适宜向两个方向：①进一步增加药芯焊丝的使用量，并向多品种化发展。②为适应新钢种的发展宜采用新型的焊接材料。 3 SYSWELD软件在焊接中的实例模型本节以航空零件的典型结构-T型接头为研究对象，应用SYSWELD对其激光焊接过程进行仿真，研究单条焊缝不同的焊接顺序对残余应力及焊接变形的影响。 3.1几何模型 TC4钛合金T型接头的几何信息如下，腹板尺寸：180*50*2mm，翼板尺寸：180*25*2mm，焊缝形状为三角形。模型网格采用八节点六面体单元。 3.2焊接方案针对T型接头单条焊缝的焊接顺序，提出四种不同的焊接方法，其中菱形代表起焊点，箭头代表焊接路径，数字代表焊接顺序，如图1所示。 图1 焊接方案

焊接工艺指导书

. 克拉玛依市中心城区供水系统工程—泵房工程及绿化环网工程—上部管线工程项目 （PPP） 焊接工艺指导书 编制： 审核： 审批： 中国航天建设集团公司 2017年09月

目录 1．适用范围 2．编制依据 3．焊工管理 4. 焊材管理、坡口加工、管口组对、焊接以及检验4.1 焊材管理 4.2 坡口加工 4.3 管口组对 4.4 焊接要求 4.5焊接检验 4.6 焊接验收 附表：焊接工艺规程

1.适用范围 本指导书适用于克拉玛依市中心城区供水系统工程—泵房工程及绿化环网工程—上部管线工程项目（PPP）输气管道工程管道焊接，包括焊工管理、焊材管理、坡口加工、组对、焊接以及检验。 2.编制依据 2.1.设计图纸 2.1.1. 克拉玛依市中心城区供水系统工程—泵房工程及绿化环网工程—上部管线工程项目（PPP）输气管道工程线路施工图 2.2.施工技术标准及验收规范 2.2.1.GB 50184-2011《工业金属管道工程施工及验收规范》 2.2.2.GB 50268-2008《给水排水管道工程施工及验收规范》 3.焊工管理 ●参加本工程施焊的焊工必须持有与焊接项目相适应的焊工合格证。 ●在本工程施焊过程中，焊工应严格按焊接工艺要求施焊。焊工若违反工艺纪律应立即 停止该焊工的施焊。 ●焊工应对自己施焊的焊缝进行自检，合格后作好焊缝标记。 4.焊材管理、坡口加工、管口组对、焊接以及检验 4.1焊材管理 ●焊接材料设专人验收、保管和发放。 ●焊接材料应按类别、型号、规格和入库时间等分别存放。 ●焊材仓库应干燥且通风良好，相对湿度不应大于60%。 ●焊材存放必须垫高，离地及墙的距离均不得小于300mm。 ●焊材应按要求进行发放和回收，并作好记录。 4.2 坡口加工 ●焊接坡口角度、钝边、根部间隙、对口错边量应符合设计、规范和焊接工艺指导书的 要求。 ●管段坡口若有机械加工形成的卷边，用电动砂轮清除整平。 4.3 管口组对 4.3.1 选管 测量每一管段管口以及管体的直径、椭圆度及其弯头端口的直径及其椭圆度，在管段

焊接虚拟仿真培训系统

1、焊接培训行业状况 焊接是一项对过程要求很高的工作，在现有的手工焊接生产中，采用 MAG/MI （焊接的约占50% TIG 焊接约占30% MM/焊接约占20%女口：在造船行 业中，MAG 勺占70% MMA 勺占30%那么，这就需要焊工要有扎实的操作手法、 规范的动作。而在焊接培训过程中传统方式存在以下多种问题： 消耗大量的焊条 （ 丝） 、焊件和保护气体等材料； 对学员的焊接水平难以评价； 培训效果不尽理想； 2、项目实施目的 2）减少或者避免焊接实训过程中对空气污染的有害气体的排放，防止对环 境造成污染； 3）能够让无工作经验的学员快速、真实的投入到焊接实训中，提高培训效 率，避免由于无经验操作产生的事故。 同时能够让有经验的训练者有更高的训练 平台，提高 焊接技术； 4）节省真实焊材、工件等焊接材料以及工业用电，降低培训成本； 方便教学。 3、焊接仿真模拟器概述 电焊操作训练模拟器系统是由武汉科码软件有限公司独立自主研发的焊接 虚拟仿真培训系统。 该系统是基于虚拟计算机系统， 是以中高度仿真的教学培训 系统，能让学员在接近真实的模拟环境下进行焊接技术的训练。 该系统能促进焊 接技能向实际工况焊接的有效转换。与传统的焊接培训相比减少了焊材的浪费。 1） 2） 对学员的培训过程难以准确掌握； 5） 培训过程环境污染严重，有害健康； 6） 培训过程安全性差。 减少甚至避免焊接练习过程中强光、高温、明火及烟尘以及有毒气体的 1） 产生，全面保护教师和学员的身体健康；

该设备结合了：焊工的动作、仿真焊接焙池、焊接声音及焊接手感，使用该系统的受训者能够感受到几乎真实的焊接过程。 电焊模拟实训系统是新一代环保、节能、通用型操作技能实训与评价平台。 该系统采用分布式仿真实训技术、虚拟现实技术、微机测控技术、声音仿真技术及计算机图像实时生成技术。在不需要真实焊机的情况下，通过仿真主控系统、位置追踪系统，将焊接演练过程中焊枪的位置、速度和角度等进行采集处理, 并实时生成虚拟焊缝。 该系统将仿真操作设备、实时3D技术及渲染引擎相结合，演练过程真实, 视觉效果、操作手感与真实一致。在焊接演练的过程中，学员能够看到焊接电弧以及焊液从生成、流动到冷却的过程，同时听到相应的焊接音效。 该系统与传统的焊接技艺教学能有机的融合在一起，是实现灵活、高效、安全、节约、绿色无污染的焊接模拟培训教学与考核的最佳教学方法。 通过电焊模拟实训系统，学员不仅仅可以获得与传统实训相同的操作经验, 同时通过系统内置的数据采集、智能专家辅助模块和量化考核评价系统等一系列先进独特的教学功能，配合合理明晰的焊接知识穿插讲解，使学员可以获得在传统教学实践过程中难以量化的精确焊接培训指导，大幅度提升学员在培训过程中的方向性和目的性，有效缩短学员的培训周期，降低教师的教学负担，达到以低 成本、低投入实现“精教、精学、精炼”的焊接培训机制。