數位化焊接技術介紹
隨著信息化技術的進步及廣泛套用，“數位化”的概念越來越清晰地呈現在人們面前。所謂數位化技術，一般是指以計算機硬體及軟體、接口設備、協定和網路為技術手段，以信息的離散化表述、感測、傳遞、處理、存儲、執行和集成等信息科學理論及方法為基礎的集成技術。數位化作為信息化的核心，主要包括設計數位化、仿真試驗數位化、製造技術和製造裝備數位化、生產過程數位化、管理數位化、企業數位化等[1]。數位化焊接技術是製造技術數位化的一個重要組成部分。 數位化焊接技術涉及到以下幾個方面：焊接設備、焊接工藝知識、感測與檢測、信息處理、過程建模、過程控制器、機器人機構、採用智慧型化途徑進行複雜系統集成的實施等。
數位化焊接技術的目標是：採用集成化柔性焊接系統建立一個完整的多級協調的焊接柔性智慧型製造生產線。 這需要配置集成化的CAD/CAPP/CAM/CAQ工程軟體系統，實現製造工藝和數據準備的數位化；與設計系統集成，實現製造過程的管理和控制、製造資源管理的數位化；建立製造資源資料庫、典型材料和工藝以及典型零件的焊接參數資料庫；套用柔性製造工程技術提升焊接設備套用的整體效能；建立焊接過程模擬與仿真系統的數學模型和軟體模型；提供焊接熱過程、力學過程、熔池的形成過程、焊縫金屬的結晶過程模擬軟體，以便於對接頭組織性能進行分析預測，實現焊接工藝過程最佳化；建立焊接質量自動評價系統。
數位化焊接設備
由於數位化焊機大量採用了單片機、DSP等數字晶片，因此PC機與數位化焊機、數位化焊機與機器人以及數位化焊機內部的電源與送絲機、電源與水冷裝置、電源與焊槍之間的通訊接口就可以非常方便地實現。數位化焊接設備以其更高的控制精度、良好的接口兼容性正在發揮越來越重要的作用。
國外機器人技術發展迅速。據資料介紹，日本在2004年已擁有35.6萬台各類機器人，占世界總量的42%。相比之下，我國與世界先進國家還有很大差距。我國製造業中焊接機器人的套用主要是在20世紀90年代以後。根據到2001年的統計，全國共有各類焊接機器人1040 台，其中弧焊機器人多於點焊機器人。汽車製造和汽車零部件生產企業中的焊接機器人占全部焊接機器人的76%，是我國焊接機器人最主要的套用領域[2]。在航空製造業，焊接機器人的套用還是有待進一步發展。
焊接資料庫
從20世紀70年代末起，日本、英國、美國和德國等工業已開發國家相繼開展了在焊接領域套用計算機技術的研究工作，包括試驗鋼材、焊接方法、坡口形狀、焊接材料、焊接條件、焊縫金屬化學成分、預熱處理等條件及焊接接頭性能的資料庫等。部分西方國家完成的資料庫系統見表1[3]。
國內的焊接資料庫研究始於20世紀80年代，研究工作的重點主要集中在焊接工藝評定資料庫、材料定額計算、焊接工藝選擇等幾個方面。表2給出了部分國內完成的資料庫系統[4-6]。
儘管國內開展了大量的焊接資料庫研究工作，但主要集中在鋼鐵材料，套用於機械製造、鍋爐、壓力容器、化工及油田建設領域，針對航空航天領域，尚未進行研究。
焊接專家系統
專家系統技術幾乎與資料庫技術同步在焊接領域得到廣泛套用。美、英、日等國都開展了這方面的研究工作。由於焊接過程的複雜性難以量化，更多地需要專家知識做出判斷，因此焊接被認為是套用專家系統的理想領域。
國外開發的專家系統涉及工藝設計或工藝選擇、焊接缺陷或設備故障診斷、焊接成本估算、實時監控、焊接CAD（疲勞設計，符號繪製）、焊工考試等，幾乎包括了焊接生產的所有主要階段及主要方面。並且開發出的專家系統大部分已經商業化，套用於工業領域中。
