郭瑞·弗拉基米爾

【摘要】介紹了烏克蘭巴頓電焊研究院研究的多項(xiàng)新工藝，包括電弧激活,、難焊合金的外加磁場(chǎng)電弧焊技術(shù)及熔化極電弧焊的脈沖技術(shù)等十幾項(xiàng)高效焊接工藝,。

關(guān)鍵詞：電弧激活；脈沖技術(shù),；水下半自動(dòng)焊；高速等離子,；點(diǎn)焊,；復(fù)合焊；組合焊

烏克蘭巴頓電焊研究院在近80年內(nèi),，一直是機(jī)械化和自動(dòng)化電弧焊（埋弧焊,、細(xì)焊絲CO2氣體保護(hù)焊、活性與惰性氣體保護(hù)焊,、熔化極脈沖電弧焊及等離子弧焊等）主要工藝的研究部門(mén),。

目前，在國(guó)際科技合作框架下，烏克蘭巴頓電焊研究院研究了多項(xiàng)新工藝,，其中包括中國(guó)-烏克蘭巴頓焊接研究院項(xiàng)目,、與各種組織及中國(guó)企業(yè)聯(lián)合開(kāi)展的國(guó)際計(jì)劃下的工藝。下面將介紹一些焊接工藝的開(kāi)發(fā)方向,。

1.電弧激活及提升TIG焊時(shí)的熔融深度（FA—TIG）

使用氬或氦作為保護(hù)介質(zhì)進(jìn)行非熔化極氣體保護(hù)焊,，是生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼及鈦合金所制構(gòu)件最常見(jiàn)及相對(duì)簡(jiǎn)單的方法。烏克蘭巴頓電焊研究院研究開(kāi)發(fā)了在鹵化物的活性熔劑（FA—TIG）層上焊接鋼及鎢合金的TIG（鎢極氬弧焊）工藝,。該方法確保了焊縫的窄而深,，熱影響區(qū)的最小范圍，可相對(duì)減少熱輸入,，因此,，可以減少焊接殘余變形。

進(jìn)行FA—TIG焊接時(shí),，用噴嘴將助焊劑以懸浮液的形式噴在用于焊接的接頭上,。該方法可使助焊劑的涂層足夠均勻，涂層厚度不超過(guò)0.15～0.20mm,。助焊劑的使用促進(jìn)了熔融深度的明顯提升,，減少了焊縫的跨距，減少了熱輸入,，如圖1所示,。下面以3個(gè)實(shí)例說(shuō)明它的優(yōu)點(diǎn)：①不開(kāi)坡口對(duì)接接頭（厚度為10～12mm）的單向單道FA—TIG焊。②開(kāi)坡口對(duì)接接頭（打鈍厚度為6～8mm）根部焊縫的單向單道FA—TIG焊,。③不開(kāi)坡口對(duì)接接頭（厚度為16～25mm）的雙向單道FA— TIG焊,。

FA—TIG焊的優(yōu)點(diǎn)：減少或消除同一牌號(hào)、不同冶煉純度（殘余元素的變化：S,、P,、O）的鋼材化學(xué)成分對(duì)焊縫成形（熔焊深度和寬度）的影響；減少焊接時(shí)的變形和收縮,；根據(jù)可焊厚度,，將焊接生產(chǎn)率提高了1～6倍；通過(guò)降低電能,、保護(hù)氣體,、焊絲及工資等費(fèi)用，將焊接工程的成本降低了1/2～4/5,，縮短坡口加工的時(shí)間,。

2.難焊合金的外加磁場(chǎng)電弧焊技術(shù)

圖1 用活化熔劑層鎢電極的弧焊接

確保垂直側(cè)壁的良好熔合及熔合側(cè)壁焊縫金屬是窄間隙TIG焊的主要問(wèn)題。為確保垂直壁在窄槽內(nèi)的良好熔合,，需重新分配焊接接頭內(nèi)的熱輸入,。這可通過(guò)采用（感應(yīng)）外磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn),，例如，通過(guò)電磁控制,。磁場(chǎng)通過(guò)具有特形窄磁芯（放置在窄隙內(nèi)）的電磁鐵形成,。

焊頭由帶線(xiàn)圈、磁芯和特殊電源的磁系統(tǒng),，配有氬保護(hù)氣體系統(tǒng),、填充焊絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器的焊槍組成（見(jiàn)圖2）。由埋于間隙的鎢極,、位于焊接邊緣上方的氣體保護(hù)焊用噴嘴完成焊接,，可明顯降低焊縫的寬度。

研制的鈦接頭窄間隙電弧焊方法,，用于連接厚度為16～130mm的元件,，該方法使用的穿透次數(shù)相對(duì)較少。

利用磁力控制電弧金屬過(guò)渡及用氣體和混合氣體保護(hù)焊縫金屬結(jié)晶的鐵磁材料（黑鋼）電弧焊也是一種采用外加磁場(chǎng)的方法,。與此同時(shí),，在外部可操縱電磁場(chǎng)的作用下，電弧發(fā)生偏轉(zhuǎn)及質(zhì)量傳遞條件發(fā)生變化（金屬過(guò)渡至焊接熔池）,。

為借助外部電磁場(chǎng)及大厚度金屬窄間隙焊接來(lái)完成焊接熔池金屬的攪拌過(guò)程,，烏克蘭巴頓電焊研究院研制了專(zhuān)用設(shè)備（見(jiàn)圖3）?？蓪?shí)現(xiàn)焊接焊縫長(zhǎng)度：4mm,，焊接厚度：130mm。

3.針對(duì)熔化極電弧焊的脈沖技術(shù)

根據(jù)金屬向焊接熔池過(guò)渡的類(lèi)型,，存在幾種焊接工藝,。我們已提出形成特定形狀的階梯脈沖的新方案，該階梯脈沖可以實(shí)施“一個(gè)脈沖一熔滴”方案,。這可以控制金屬的過(guò)渡及焊接熔池金屬的結(jié)晶過(guò)程,。我們已進(jìn)行MIG/ MAG焊、CMT焊,、Laser-MIG焊的焊接電流脈沖傳送頻率的優(yōu)化工作,。鋼及鋁合金所制焊接接頭的研究表明，焊接接頭的力學(xué)性能提高了10%～20%,。

烏克蘭巴頓電焊研究院進(jìn)行的研究表明,，鋁合金窄間隙焊接具有某些獨(dú)一無(wú)二的性能，例如：與X形坡口焊接相比,，窄間隙焊接可以將坡口（焊縫）數(shù)量減少2/3～3/4；熱輸入量少,，熱影響區(qū)窄和焊接變形??；大量節(jié)省焊接材料和電能；可以使用兩個(gè)脈沖電弧,，其在一個(gè)或幾個(gè)槽內(nèi)燃燒,，可將工藝生產(chǎn)率提高了0.5～1倍，控制焊縫金屬化學(xué)成分的結(jié)晶速度,。通過(guò)脈沖技術(shù)獲得的鋁合金對(duì)接接頭的力學(xué)性能如圖4所示,。

圖 2
1 .電磁體的芯部 2.線(xiàn)圈 3 .電極

圖 3

圖 4

按“一個(gè)脈沖一熔滴”方案，采用熔化極脈沖電弧焊工藝可以焊接鋁合金（厚度為70～150mm及以上）,。在這種情況下,，切口數(shù)量與傳統(tǒng)上采用的TIG焊相比，可減少4/5,，而所得接頭的力學(xué)性能也將提高,。與此同時(shí)，焊縫內(nèi)的缺陷（內(nèi)部孔隙）數(shù)量將減少30%～40%,。

4.水下半自動(dòng)電弧焊工藝

水下半自動(dòng)藥芯焊絲電弧焊及切割工藝：潛水員可在水下持續(xù)工作,，無(wú)需更換電極；工藝的機(jī)械化和自動(dòng)化,，可在特別危險(xiǎn)的情況下及最深處進(jìn)行焊接作業(yè),；帶有電極供給的水下裝置，在距進(jìn)行焊接作業(yè)最近的位置運(yùn)作,；電源和控制裝置,，位于潛水站內(nèi)并根據(jù)潛水員的指令控制電流強(qiáng)度及焊絲供給速度；焊接電纜和控制電纜,，連接水下裝置,、電源和控制裝置。

研制的工藝及自動(dòng)保護(hù)的藥芯焊絲,，用于在水深達(dá)20m處焊接低碳及低合金鋼（極限屈服強(qiáng)度達(dá)350MPa）制金屬構(gòu)件,，確保制成力學(xué)性能高的焊接接頭（見(jiàn)圖5）。

為完成200m深處的焊接工作,，研制了PN—160半自動(dòng)焊機(jī)“海王星7號(hào)”,，用于水下焊接和切割所有空間位置的金屬構(gòu)件，包括淡水及海水內(nèi)焊接,，壓力為2.0MPa,。海水中半自動(dòng)水下等離子切割設(shè)備，用于半自動(dòng)切割厚度達(dá)10～25mm（在水深達(dá)27m時(shí)）和陸上厚度達(dá)50～80mm的鋼及有色金屬,。

圖 5

5.鋁合金的非對(duì)稱(chēng)電流高速等離子電弧焊

制造鋁合金及鎂合金薄壁構(gòu)件時(shí),，會(huì)產(chǎn)生提高工藝生產(chǎn)率、減少變形和提高焊接接頭力學(xué)性能的問(wèn)題,。通過(guò)采用非對(duì)稱(chēng)電流高速等離子弧焊,，在降低使用薄壁構(gòu)件制造不能拆卸的連接件的工藝單位能量值時(shí)可發(fā)現(xiàn)該缺陷,。與相對(duì)低速的焊接相比，快速焊接工藝具備一些特性,。如該工藝流程下的焊接最大速度不止受限于設(shè)備的工藝性（電源發(fā)出預(yù)定振幅所需焊接電流的可能性,；等離子電焊機(jī)經(jīng)得住該電流負(fù)載的可能性；是否具備移動(dòng)制品的器械或焊槍?zhuān)员３指咚偌訜嵩吹囊苿?dòng)）,，還有可焊合金的物理特性,，也就是熔融金屬的韌性。正是熔融金屬的韌度限定了最大焊接速度,，在該速度下,，模型樣品中形成的不止是焊漏，還有優(yōu)質(zhì)的焊接接頭,。

基于以高于120cm/min的速度焊接金屬片時(shí)形成“鎖孔”的復(fù)雜性,，建議采用可拆卸鋼擋板形成焊縫的根段。在無(wú)法使用可拆卸擋板及結(jié)構(gòu)所定的情況下,，可以使用“口袋”,。

300mm/min的焊接速度焊接1201合金時(shí)，由于熔融邊界形成咬邊及一排小孔,，焊接接頭的強(qiáng)度不超過(guò)250～255MPa,，為基體母材強(qiáng)度的0.57～0.60。Al-5Mg-Mn合金接頭對(duì)熔合區(qū)是否存在咬邊不太敏感,。速度為300mm/min時(shí)所制的接頭強(qiáng)度為312～315MPa,，為基體母材強(qiáng)度的0.96～0.98。

通過(guò)改善焊縫成形的條件,，將厚度為1.8mm的1201合金的焊接速度降至300mm/min,，可將接頭的強(qiáng)度增至290～298 MPa，為基體母材強(qiáng)度的0.68～0.7,。等離子電弧焊的速度增大致使基體金屬軟化區(qū)的寬度減少20%～25%,，及剩余塑性變形區(qū)的寬度減少50%～52%。

6.針對(duì)高強(qiáng)度鋁合金的單向異極非對(duì)稱(chēng)電流等離子點(diǎn)焊

烏克蘭巴頓電焊研究院研制了針對(duì)厚度在0.5～5.0mm之間的鋁合金（用于制造汽車(chē)車(chē)上配件及電力運(yùn)輸工具）高生產(chǎn)率等離子和組合（等離子弧焊）點(diǎn)焊及縫焊的技術(shù)設(shè)備及工藝,。這些工藝可以解決一些復(fù)雜的科技問(wèn)題,，如得到具備高力學(xué)性能的優(yōu)質(zhì)接頭。

等離子點(diǎn)焊可以制成一種輕型蜂窩板,。等離子點(diǎn)焊的優(yōu)勢(shì)有：壓縮電弧浸入熔融金屬溶液的深度大,，可以在電能消耗最小的情況下完成焊接；焊點(diǎn)尺寸較小及構(gòu)件的加熱程度較低,；電弧熱量作用下,，構(gòu)件變形程度降低；通過(guò)焊接后修正及消除缺陷的費(fèi)用，降低了構(gòu)件的制造成本,。

根據(jù)初步研究數(shù)據(jù)顯示,，異極非對(duì)稱(chēng)電流等離子弧焊所制的點(diǎn)接頭強(qiáng)度，高于電阻點(diǎn)焊所制樣品的強(qiáng)度指標(biāo),。展會(huì)上展示了Al-6Mg-Mn合金所制厚度為1.0mm的鋁板點(diǎn)焊接頭，其通過(guò)無(wú)焊絲及輸送冷焊絲的異極非對(duì)稱(chēng)電流等離子弧焊所得,。等離子點(diǎn)焊可應(yīng)用于制造鋁合金汽車(chē)車(chē)身及高強(qiáng)度鋼構(gòu)件,。為實(shí)施等離子點(diǎn)焊，研制了專(zhuān)門(mén)的等離子電焊機(jī)（見(jiàn)圖6）,。

7.等離子焊接焊縫強(qiáng)制成形

垂直面和斜面的10～15mm厚板焊接出現(xiàn)缺陷,，從焊接熔池中濺出液態(tài)金屬，這是由于表面張力無(wú)法承受熔池整個(gè)體積,。為了消除負(fù)面影響,，建議采用等離子焊接焊縫強(qiáng)制成形工藝。工藝的實(shí)質(zhì)在于利用可移動(dòng)冷卻底座形成上部焊縫,，底座可進(jìn)行排熱,，從而冷卻熔融的金屬及其結(jié)晶。

帶有溝紋的可拆卸冷卻墊板下部出現(xiàn)焊縫,。為方便形成焊縫,，焊接間隙應(yīng)為2～3mm。為增加熔融金屬,，可在焊接區(qū)加一根或幾根填充焊絲,。焊絲可填充不同化學(xué)成分，以保證焊縫金屬得到必要的化學(xué)成分,，這種成分在僅使用一根填充焊絲時(shí)很難得到,。底座和墊板強(qiáng)烈散熱可保證形成細(xì)小結(jié)構(gòu)，并且防止焊區(qū)過(guò)熱,，從而提高強(qiáng)度指標(biāo)和降低殘余變形程度,。冷卻底座與等離子電焊機(jī)為一體。根據(jù)焊接標(biāo)準(zhǔn)要求,，為了在不同厚度的結(jié)構(gòu)上形成焊縫,，為形成凸起焊縫，底座配有換用零件,。

8.雙面等離子弧焊（“等離子體TIG”,、“等離子-軟等離子”）

軟等離子焊接過(guò)程關(guān)鍵在于鎢電極位置略低于等離子割嘴，從而消除向熔透模式轉(zhuǎn)變的可能,。為此,，我們?cè)O(shè)計(jì)了相關(guān)設(shè)備，進(jìn)行模式選擇試驗(yàn),。與TIG焊接相比,，軟等離子焊接可加大鋁合金焊透深度50%,，不會(huì)加大熱輸入和轉(zhuǎn)變?yōu)樯钊勰Ｊ健?/p>

在具有可調(diào)節(jié)模式、時(shí)間和脈沖數(shù)的異極性模式下進(jìn)行微束等離子弧焊的優(yōu)勢(shì)為：可以形成焊接,、釬焊,、切割和噴霧的多用途系統(tǒng)；使用脈沖焊接可變模式,；高調(diào)節(jié)速度,；低能量消耗；高效率,；自動(dòng)機(jī)化和自動(dòng)化使用容易,。

為進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)而設(shè)計(jì)了焊接熱源MP—50。利用該熱源,，既可在連續(xù)或脈沖單極模式,，又可在異極模式下進(jìn)行微束等離子焊接。PULSE PACK MODE (PPM)專(zhuān)用模式可改變焊接電流,，具有外部同步啟動(dòng)脈沖信號(hào),。該模式使焊接熱源MP—50適用于鋼、有色金屬及其合金焊接時(shí),，不同變換焊接電流對(duì)焊縫形成的影響（見(jiàn)圖7）,。

9.“等離子-MIG/MAG”等離子-電焊混合快速焊接（同一焊接熔池中電弧的相互作用）

“等離子-MIG/MAG”焊接法在于形成混合熱源，由涵蓋熔化電極的非熔化電極的壓縮電弧組成,。焊絲穿過(guò)速度較低時(shí)（熔化電極電弧焊接電流低）,，電弧的補(bǔ)充壓縮可減少飛濺并熔化更大深度的主金屬。利用該過(guò)程生產(chǎn)焊接結(jié)構(gòu)可保證細(xì)粒焊縫結(jié)構(gòu)的形成,，以及焊接品質(zhì)和效率,。為進(jìn)行該工藝試驗(yàn)而設(shè)計(jì)了用于進(jìn)行一系列試驗(yàn)的相關(guān)設(shè)備。試驗(yàn)表明,，5～12mm厚的鋼和鋁合金焊接時(shí),，與熔化電極脈沖電弧焊接相比，這一過(guò)程可提速25%～40%,，減少標(biāo)準(zhǔn)文件規(guī)定的焊接必用焊絲數(shù)量40%,，并且降低焊接制品的殘余焊接變形等級(jí)。工藝流程圖和壓縮圖像的聯(lián)合作用和電弧電弧熔化電極中的混合等離子電弧焊接如圖8所示,。

圖 6

圖7 在相同的電流值電弧電壓,；滲透的深度顯著；更高的焊接速度,；技術(shù)上簡(jiǎn)化了第二引弧由于煨的過(guò)程

縱列復(fù)合焊接“軟等離子”,、“等離子TIG”、“等離子MIG”不同熔池的電弧焊接，烏克蘭巴頓電焊研究院設(shè)計(jì)“軟等離子”,、“等離子TIG”,、“等離子MIG”過(guò)程和縱列組合焊接設(shè)備。這些過(guò)程中,，在不同熔池進(jìn)行電弧焊接,，但是熱循環(huán)統(tǒng)一，并進(jìn)行一系列試驗(yàn)用于研究這些過(guò)程的特性,?！暗入x子-MIG”焊接過(guò)程中，利用等離子熱源對(duì)焊接材料進(jìn)行初加熱,，熔化電極的電弧可保證提升熔化能力，這個(gè)效果在鋁合金上體現(xiàn)的尤為明顯,。由于使用“等離子MIG”焊接,，通過(guò)提高相應(yīng)的機(jī)械特性形成焊縫形式優(yōu)良的品質(zhì)焊接。等離子-MIG復(fù)合焊成套設(shè)備如圖9所示,。

復(fù)合使用壓縮電弧和熔化電極可加大熔化深度,、減小焊縫高度和沿厚度均勻分布焊接金屬的熱量。此時(shí),，厚12mm的АМг6合金焊接的軟化區(qū)域?qū)挾龋?8mm）小4mm,，而焊縫金屬（88HRB）的硬度比熔化電極焊接大6個(gè)單位。通過(guò)減少孔隙率和形成焊縫等軸-枝狀結(jié)構(gòu),，利用壓縮電弧加熱熔化電極前面的焊接樣品可促進(jìn)焊接質(zhì)量的提升,。

同時(shí)我們對(duì)縱列根部焊縫進(jìn)行等離子焊接“等離子焊接-埋弧焊接”。該工藝具有如下優(yōu)點(diǎn)：V,、 U或 Y形焊縫坡口接頭縫對(duì)頭焊接時(shí)可保證根部焊縫,；可從一側(cè)對(duì)任意厚度板材進(jìn)行焊接；保證根部焊縫的高機(jī)械特性,。

10.激光-電弧混合焊接

激光-電弧混合焊接時(shí),，激光能量（不超過(guò)50%）部分被電弧能量代替，從而極大減少所用設(shè)備耗費(fèi),。為優(yōu)化激光-電弧焊接參數(shù),，我們進(jìn)行了一系列試驗(yàn)，可以設(shè)立焊接過(guò)程中熔化電極電弧前（а）后（б）放置的碳鋼激光MIG焊接情況下,，焊透深度與焊接電流強(qiáng)度的變化關(guān)系式,，以及鋁合金焊接主要關(guān)系式。

烏克蘭巴頓電焊研究院設(shè)計(jì)了鋼材激光-電弧混合焊接工藝,，可以構(gòu)成極大減輕輪船和鐵路車(chē)廂總重的蜂窩夾層結(jié)構(gòu),，以及進(jìn)行高機(jī)械特性的焊接（見(jiàn)圖10）。

烏克蘭巴頓電焊研究院試驗(yàn)表明，鋼材的激光-電弧混合焊接具有高機(jī)械特性（其中包括耐寒性）,。因此,，這些焊接方法有希望用于北極地區(qū)使用。無(wú)需加工坡口,、焊接速度高,、焊接結(jié)構(gòu)殘余變形微小，以及焊接機(jī)械特性良好,。

11.激光-等離子（激光-微束等離子）快速焊接

為進(jìn)行該焊接過(guò)程,，我們選擇了在通過(guò)最小直徑的共用等離子生成管時(shí)，鎢電極激光輻射和電弧與焊接金屬共同作用的工藝流程,。為進(jìn)行該過(guò)程,，烏克蘭巴頓電焊研究院設(shè)計(jì)了相關(guān)設(shè)備（見(jiàn)圖11）。所進(jìn)行的試驗(yàn)表明,，激光-電弧混合焊接的焊透深度比單獨(dú)焊接焊透深度多20%～50%,。該效果在焊接速度超過(guò)150m/h時(shí)尤為明顯?？梢詫?duì)雙層中空玻璃框架（spacer）（材料為AlMn1或厚0.3mm的1400型鋁合金）進(jìn)行激光-等離子焊接,。

圖 8
1.焊接樣品 2.等離子體形成噴嘴 3.保護(hù)噴嘴 4.mundshtuk消耗電極5.等離子管的管狀電極（陽(yáng)極） 6.直接作用的壓縮電弧 7.消耗電極式電弧

圖9 等離子-MIG復(fù)合焊成套設(shè)備

12.成分不同的金屬（鋼-鋁、鋼-鈦）電弧焊接復(fù)合工藝

烏克蘭巴頓電焊研究院設(shè)計(jì)和使用了依靠爆炸焊接對(duì)厚1～10mm的“鋼-鋁”,、“鋁-銅”等不同材質(zhì)進(jìn)行焊接的設(shè)備和工藝,。此類(lèi)焊接用于生產(chǎn)汽車(chē)機(jī)體元件，以及不同材質(zhì)儀器和電力運(yùn)輸工具的電接點(diǎn)（見(jiàn)圖12）,，從而解決了一系列具有高機(jī)械性不同材質(zhì)的高品質(zhì)復(fù)雜焊接的科技任務(wù),。依靠管材同時(shí)焊接的鍛軋工藝，設(shè)計(jì)了“鋼-鋁”,、“鋼-鈦”雙金屬管縱縫和環(huán)縫的機(jī)械焊接設(shè)備,。同時(shí)利用鈦合金與鋁合金的激光-壓力焊接，開(kāi)發(fā)了“Airbus”康采恩（與德國(guó)不萊梅焊接研究院一同進(jìn)行）所生產(chǎn)的A380型客機(jī)機(jī)艙導(dǎo)向椅的焊接工藝,。

13.大型三維金屬制品（3D打印器）生產(chǎn)的等離子-電弧復(fù)合焊接工藝

設(shè)計(jì)和制造利用等離子和微束等離子（焊絲和粉末）熔焊工藝,，生產(chǎn)可換接頭金屬三維制品的3D自動(dòng)打印器（見(jiàn)圖13）?！氨谑健?、“杯式”、“錐式”,、“半球式”金屬立體雛型制造工藝的特點(diǎn)研究表明,，生產(chǎn)的額定尺寸偏差在±0.5mm之間，孔隙率為1%～2%,，而機(jī)械強(qiáng)度約為鑄造金屬?gòu)?qiáng)度的90%～95%,。熔敷材料具有微粒,、等軸結(jié)構(gòu)，混合層極低,。

圖10 鋼化合物的力學(xué)性能而獲得激光和激光電弧焊接

圖11 鋁合金激光-等離子復(fù)合焊

圖12
注：開(kāi)展此項(xiàng)目將會(huì)開(kāi)發(fā)1～10mm厚的鋼-鋁異種材料接頭焊接工藝及設(shè)備,，用于手機(jī)殼體零部件以及不同種類(lèi)電子儀器及電力運(yùn)輸工具的制造中。將會(huì)解決一系列需要具備較好力學(xué)性能的異種材料高質(zhì)量焊接接頭制備的復(fù)雜科研任務(wù),。

14.虛擬焊接,、人工智能計(jì)算機(jī)焊接模擬器

解決高技能焊工不足的最有效方式之一為使用虛擬焊接培訓(xùn)系統(tǒng)。

目前具有一系列虛擬或計(jì)算機(jī)焊接模擬器,，如ТСДС-06М (烏克蘭電焊研究院), Вухан（Wuhan）–28w (中國(guó)), Волжанка-1 (俄羅斯), VRTEX 360 (美國(guó)), Fronius公VirtualWelding型(奧地利)等,。

通過(guò)與Shenzhen Weihan科技有限公司的合作，設(shè)計(jì)了目前在中國(guó)用于生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的虛擬焊接模擬器（見(jiàn)圖14）,。提供的Weihan V60型焊接模擬器具有以下優(yōu)勢(shì)：①模擬現(xiàn)實(shí)外形和焊縫質(zhì)量,。②模擬焊接零件的應(yīng)力變形狀態(tài)；模擬實(shí)時(shí)溫度場(chǎng),。③模擬多種焊接工藝和使用材料,，以及3D打印器。④虛擬測(cè)試焊接零件并分析其品質(zhì),。⑤認(rèn)證體系；娛樂(lè)模塊,；專(zhuān)家教研室入口,。⑥經(jīng)濟(jì)高度合理性。

Weihan V60型模擬器由下列主要部件構(gòu)成：移動(dòng)平臺(tái),、感應(yīng)屏,、虛擬坯件、不同空間位置的焊接模擬架,、虛擬焊接燃燒器,、虛擬現(xiàn)實(shí)的眼鏡（眼罩）儲(chǔ)存箱、坯件箱,、燃燒器箱,。模擬器使用時(shí)，使用HTC（韓國(guó)）公司HTC Vive型虛擬現(xiàn)實(shí)眼罩或焊接面罩,，以及Vivetracker型控制器,，控制器覆蓋在TIG和MIG/ MAG焊接燃燒器上并在虛擬現(xiàn)實(shí)中作為標(biāo)識(shí)器，用于模擬燃燒器,。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)ММА,、TIG和MIG/MAG的焊接虛擬過(guò)程。

圖13 3D金屬制品

圖14 虛擬焊接過(guò)程虛擬化 Weihan V60

15.結(jié)語(yǔ)

上述所列工藝的使用,，可以提高焊接效率和焊接質(zhì)量,、擴(kuò)大焊接過(guò)程工藝可行性和使用領(lǐng)域,、建立全新生產(chǎn)。用于進(jìn)行該工藝的設(shè)備制造和生產(chǎn)的設(shè)備-工藝方法,，依據(jù)是使用統(tǒng)一模塊和配件,、工藝最大計(jì)算機(jī)化（其中包括使用PLC程序控制器）、焊接或自動(dòng)機(jī)械線(xiàn)實(shí)行一體化,，以及建立焊接設(shè)備,、控制器與其他輔助設(shè)備（焊接工作）的統(tǒng)一機(jī)械控制系統(tǒng)。

作者簡(jiǎn)介：郭瑞·弗拉基米爾,，中國(guó)-烏克蘭巴頓焊接研究院院長(zhǎng),，中烏巴頓焊接研究院院長(zhǎng)及烏方主要負(fù)責(zé)人，長(zhǎng)期在華從事中烏巴頓焊接院的管理和焊接項(xiàng)目研發(fā)工作,。其多次組織該所專(zhuān)家來(lái)華進(jìn)行焊接科技項(xiàng)目技術(shù)交流與推介,，是廣東獨(dú)聯(lián)體國(guó)際科技合作聯(lián)盟忠實(shí)的合作伙伴。2013年中國(guó)政府友誼獎(jiǎng)獲得者,。2015年獲得廣州市“榮譽(yù)市民”,。