焊接数字化技术及其在航空制造业中的应用

数字化是制造产业信息化、柔性化的基础环节。焊接作为材料加工的重要手段,广泛应用于航空制造领域中,建立包含焊接试验数据、成熟焊接工艺数据、焊接基础数据和焊接质量诊断案例的数据库平台和工艺设计专家系统,是航空制造业中焊接数字化体系中至关重要的一步。在专家系统设计的基础上,采用数值建模与仿真技术进行焊接应力与变形的预测及工艺参数的优化,可在进一步提升焊接工艺实施水平的同时提高焊接制造效率,为航空装备制造业的全面数字化打下坚实的基础。

航空专用焊接数据库及专家系统

焊接数据库及专家系统是焊接数字化体系的重要组成部分。近年来,随着航空制造业向数字化、智能化方向转型步伐的加快,吸引了越来越多的航空企业开展航空专用焊接数据库及专家系统设计与开发方面的工作。目前在航空制造领域建立的焊接数据库,已实现航空材料焊接基础数据、焊接参数数据、焊接性能数据及典型案例数据的有效存储和共享。焊接工艺设计专家系统的应用,可辅助焊接工艺文件自动设计与管理,大大缩短了焊接工艺文件编制周期;焊接缺陷诊断专家系统可根据缺陷特征判断缺陷类型,或根据缺陷类型分析缺陷成因,对控制和预防各类缺陷的产生及控制焊接质量具有重要的实际应用价值;焊接信息管理平台在数据库平台、专家系统平台以及用户权限管理基础上,实现了焊接工艺流程的在线智能化协同办公。结合航空制造业焊接数字化发展进程,在已有焊接数据库及专家系统研究的基础上,把焊接质量预测专家系统和制造业大数据分析挖掘技术运用到航空焊接数据库及专家系统设计中,将成为未来航空焊接专家系统的发展趋势。

航空用焊接数据库及专家系统平台的设计与开发

为提高焊接生产过程的数字化水平,研发了集焊接数据库平台、工艺设计专家系统平台和焊接信息管理平台为一体的焊接数据库及专家系统。其中数据库平台用于实现对焊接基础数据、焊接试验数据、成熟焊接工艺数据和焊接质量诊断案例数据在内的焊接数据的存储和管理;工艺设计专家系统基于知识库和推理机实现了手工钨极氩弧焊、自动钨极氩弧焊、电阻焊和真空电子束焊焊接工艺文件的自动设计及打印;焊接信息管理平台在数据库平台、专家系统平台及用户权限管理基础上,实现了对焊接工艺流程的在线管理和控制。实践证明,该系统很好地实现了焊接工艺过程在局域网内协同智能办公的目的。