主办单位:中国焊接协会 中国机械工程学会焊接学会
总    期:第58期 2003 第5期
发行份数:5085份(2003/3/15)
编    辑:晓  晔       瑷  珉  
   

 行业信息    行业发展动态   焊接培训与资格认证

 
 


全国焊工技能大赛将于今年九月在洛阳市举行


    全国总工会、国家经贸委、科学技术部、劳动和社会保障部决定于2003年"科技活动周"期间联合举办全国职工职业技能大赛。设车工、模具钳工、电焊工、铣工四个工种。本次比赛属全国一类大赛,电焊工比赛具体事宜如下:
    一、比赛标准
    按照《国家焊工职业标准》(初级工、中级工、高级工)规定的理论、技能要求,并参照国际青年奥林匹克技能竞赛标准命题。
    二、比赛项目
    1.实际操作:手工电弧焊(包括手工钨极氩弧焊)和CO2气体保护焊。
    2.理论考试:实际操作分与理论考试分的比例为80:20(满分100分)。
    三、参赛人员
    省、自治区、直辖市各选派一个由5名选手组成的参赛队,其中手工焊焊工3名,CO2气体保护焊焊工2名。
    四、奖励办法
    1.对在全国决赛中获得第1名、并符合条件的选手,按程序申报"全国五一劳动奖章"。
    2.对在全国决赛中获得前5名的选手,报请国家劳动和社会保障部授予"全国技术能手"荣誉称号,并颁发奖章和荣誉证书。
    3.对在全国决赛中获得前10名的选手晋升技师职业资格。
    4.对入选全国决赛的其他选手颁发"全国职工职业技能大赛优秀奖"荣誉证书。
    5.对获得团体总分前3名的代表队颁发优胜奖和荣誉证书;对组织工作成绩突出的省(区、市)颁发优秀组织奖。


(中国焊接协会秘书处)


2002机械工业科学技术重大进展(1)

(中国机械工程学会)

  经各方推荐,我会组织专家评审,本年度发布的我国机械工业科学技术重大进展有以下几方面: 

 一、薄板冲压工艺与模具设计理论、计算方法和关键技术在汽车车身制造中的应用

  薄板冲压技术在汽车、轻工、航空等领域应用广泛,特别是在车身覆盖件成形上,更是不可缺少。薄板冲压过程包含以大位移、大变形为特征的几何非线性,以塑性变形为特征的材料非线性和以接触摩擦为特征的边界非线性,其设计计算极其复杂。工程中常用的传统冲压工艺和模具设计是以简化理论模型和经验公式为基础,依据工程师的实践经验,设计出工艺和模具的初步方案,经反复试模修模,以达到零件设计要求。对较为复杂的新产品模具,这种方法不仅耗费大量时间和金钱,还常常难以达到质量要求。这是导致新车型开发周期长的重要原因。
  近10年来,国内外逐渐完善的冲压过程仿真理论与技术(CAE)为冲压工艺与模具设计提供了现代化手段。通过将CAE系统与成熟的模具CAD/CAM系统集成形成的CAD/CAE/CAM一体化技术以及基于CAE的冲压成型新工艺,可大大提高冲压工艺和模具的设计水平以及模具的制造质量,缩短设计制造周期,提高冲压件品质。因此这项技术已成为汽车、航空等工业的关键技术。
  经过系统开展对薄板冲压工艺与模具的设计理论、计算方法和关键技术的研究,以开发先进冲压CAE技术为突破口,强调CAD/CAE/CAM的系统集成,创建了一套从基础理论与方法到CAE冲压分析,到冲压工艺的实验研究,再到冲压工艺设计和模具设计制造的具有自主知识产权的系统技术与装备。
  主要研究成果包括:
  1.提出了薄板冲压工艺过程设计和分析的具有创新内容的系统理论和方法。包括显式加载隐式卸载的混合计算方法、基于级域概念的冲压成型一体化算法、基于弹塑性理论的摩擦模型、显示仿真算法中接触力计算的质量密度因子法、三维应力状态板壳理论与混合单元理论、板壳的交叉降阶积分法、基于试验与仿真材料的参数反求理论、超大规模计算中的计算任务动态分配方法和多CPU间的定时通讯理论。出版重要专著三本,在国内外核心学术期刊发表论文60多篇。对促进我国相关学科的发展起到了积极作用。
  2.研究开发了五大具有自主知识产权和创新内容的冲压工艺软件系统。冲压仿真CAE自动建模系统CADEM-I在国内外最先利用模具表面NC数控轨迹数据作为网格生成的几何数据源,不仅可避免发生几何信息丢失与失真,而且建模效率可提高数倍至数十倍。实现结构化四边形网格自动优化,对常用汽车冲压件成型,在同样精度下可将仿真模型网格单元减少近20%~40%,有效减少了计算工作量。冲压仿真CAE系统CADEM-II采用交叉降阶积分法,消除了国内外仿真算法常用的人为沙漏控制参数,从理论和算法上保证了冲压件大变形计算的可靠性,排除了工程中常遇到的沙漏现象。在模具与工件接触界面的处理方面,采用独特的基于虚拟接触块的一体化全自动接触搜寻法,局部质量密度因子法和非线性摩擦定律,使冲压计算中的接触边界条件计算不仅有理论上的重大创新,而且在保证精度的前提下提高了速度。如对于国际标准算例S型大梁冲压模拟,该系统所需的总时间为国际著名软件LS-DYNA3D的79%,而接触处理时间仅为27%。冲压并行仿真系统CADEM-P采用基于最小边界的优化方法进行仿真模型的初始化分区,不仅使不同CPU上的计算工作量达到平衡,且实现了CPU间通讯量的最小化。在接触界面处理方面,通过将相邻的分区子域分配到相邻的CPU上,大大减少在接触搜寻中不同CPU间的通讯。基于CAE的冲压工艺分析与设计系统CADEM-III在国内外最先采用壳体失稳理论预测冲压中的起皱趋势,从而消除有限元网格尺寸对起皱预测准确性的影响,显著提高起皱预测的可靠性。采用基于仿真的毛坯反算技术,实现复杂零件的毛坯形状和尺寸迭代反求。材料参数反求软件系统MPAR在国内外最先实现冲压成型参数反求与标准测试实时联机,通过使用全程记录的测试数据和使用活度计算原则,计算出材料本构特性参数和摩擦特性参数。
  3.开发研制了冲压工艺综合试验技术与装备。研究结果表明,仿真技术虽能解决许多传统方法难以解决的复杂工程问题,但仿真不能取代全部的试验研究,仿真技术只有与试验技术有机结合才能产生最好效果。试验配合仿真要解决的基本问题至少包括如下四个方面:①与仿真方法匹配的材料本构特性参数的获取;②冲压件与模具间摩擦特性参数的获取;③不同形状和尺寸的拉延筋的特性参数获取;④仿真考题的试验验证。根据以上需要,开发研制了一套冲压工艺综合试验技术与装备,利用同一系统完成上述四种不同的功能。
  4.发明了拉延模具的斜拉延筋工艺技术并研制了相应的模具。为解决冲压工艺方案中常出现的起皱或拉裂等成型缺陷,除在压边圈的压料面上设置有传统的直线或环线拉延筋外,还在压边圈的压料面上创新性地设置有斜拉延筋。斜拉延筋与传统拉延筋区别在于传统拉延筋主要提供板材在冲压中的具有被动性质的流动阻力,而斜拉延筋除提供流动阻力外,还可提供具有主动性质的引导材料流动的作用力。这就使得斜拉延筋对材料流动具有很好的控制作用,在拉延件冲压特别是深拉延件冲压中能有效克服拉延件的起皱或拉裂缺陷,防止角部起皱和拉裂效果极佳,从而提高成品率,并提高成品质量。
  5.冲压模具CAD/CAE/CAM一体化技术应用示范。该项目成果已在湖南大学汽车技术研究与开发中心、上汽五菱汽车股份有限公司、湖南同心实业股份有限公司、湖大海捷(湖南)模具工程有限公司等企业建立起应用示范点。解决的关键技术问题主要包括根据应用示范点的已有基础,开发和建立不同CAD、CAE和CAM系统间数据通讯的模式和接口;开发了冲压过程CAE参数自动选择和优化功能,以降低对CAE系统使用人员的专业理论知识的要求,更好地满足生产实际的需要;根据企业的特点,提供CAD/CAE/CAM一体化技术培训,并在一些单位实行“技术带土移栽”即连人带技术转移到企业技术中心;开发和建立专用数据库系统和专家系统,以支持专门种类模具的CAD/CAE/CAM一体化技术的应用;选择企业最迫切需要解决的最有代表性的问题进行CAD/CAE/CAM一体化技术应用的系统性演示,从而促使该技术较快投入实际工程应用。
  该项目理论成果已被SCI他人引用200多次,技术成果已应用到10多家汽车和模具企业,不仅为解决传统工艺方法难以解决的问题提供了有力工具,而且可缩短工艺和模具的设计制造周期,并提高产品质量。仅3家典型企业的应用就涉及新增产值1.6亿多元,利税2000多万元。尤其解决了多年困扰湖南同心实业股份有限公司的多种关键技术问题,使曾占该公司40%左右的产品合格率由50%提高到98%,近三年累计新增产值1.3亿多元,利税近1900多万元。

(未完待续)

 


蓬勃发展的我国焊接辅助设备与器具制造行业
(中国焊接协会焊接辅助设备与器具专业委员会) 

1、前言

    焊接辅助设备与器具制造行业自设立以来在整个焊接行业中占有重要地位,并受到业内人士的高度重视。十五年来我国焊接辅助设备与器具制造行业在原有基础上有了较快的发展,焊接辅助设备品种已从传统的三大机-焊接操作机、变位机、滚轮架扩大到各种焊接专用成套设备,机器人工作站配套设备、焊接生产线和柔性焊接生产系统等。从事焊接装备设计和生产的企业规模不断扩大,技术水平、产品质量不断提高。
2、我国焊接辅助设备与器具制造行业的发展历程
    焊接辅助设备确切的名称应为焊接工艺装备。凡生产焊接结构的加工设备和装置均属于焊接工艺装备,其中包括备料设备,焊接装配工夹具,焊接变位机械、焊件后处理设备等。与焊接工序直接有关的焊接工艺装备主要有坡口加工设备,焊接装配工夹具、焊接变位机,焊接操作机、专用成套焊接设备,机器人工作站和焊接生产线等。
我国焊接工艺装备制造行业起步较晚,直到二十世纪70年代初才在上海、成都、长春等地陆续建成一批专门生产焊接工艺装备的制造厂。进入80年代,随着国内焊接工艺装备需用量的日益增长,各地又相继成立了多家中小型焊接装备生产厂。近期又新建成或改建具有一定规模的焊接装备生产企业。迄今,我国已有24家焊接装备生产企业,年产量2000万元以上的已有10多家。有些企业发展速度较快,并已具有较大的规模,某些焊接装备已实现批量生产。例如无锡阳通机械设备有限公司,2001年的销售总额已达1.2亿,跃居本行业之首,全行业年总销售额已达5亿左右。
    在焊接装备的品种、技术特性方面,80年代初期我国生产的焊接装备大多是较简单的焊接操作机、滚轮架、变位机、翻转机和回转平台等,成套性较差、自动化程度低,只能算作机械化的焊接设备。80年代后期,由于大量引进了国外较先进的成套焊接装备,促进了国产焊接装备的技术进步,无论是装备的成套性、自动化程度还是设备的精度和制造质量都有不同程度的提高。目前我国已能生产8m×10m重型立柱横梁式操作机,配有先进的窄间隙埋弧焊机头的门架式纵缝焊机和立柱横梁式窄间隙环缝焊机。重型焊接滚轮架的最大吨位达400t。重型容器环缝窄间隙埋弧焊和内壁大面积堆焊必须配备的工艺装备—自动防窜滚轮架已研制成功并投运多年,防窜精度为±1.5mm。焊接变位机已系列化生产,最大承载能力达100t,每年都有各种汽车、机车、工程机械部件焊接用大、中型单面回转和双面回转翻转机投运。大量生产汽车、摩托车部件专用成套弧焊机和阻焊机,大、中型轧辊堆焊机,大口径管焊接生产线;H型钢和箱形梁焊接生产线。在焊接装备的驱动和控制系统中广泛采用了当代较先进的交流电机变频调速、直流电机的可控硅调速,PLC可编程控制器、伺服电机及其驱动系统、微机和工业计算机控制等。焊接装备的自动化程度有了较大的提高。焊 接操作机可按用户的需要配备焊缝自动跟踪系统和工业电视监控系统。
    在焊接机器人工作站配套设备方面我国已相继成立首钢莫托曼机器人有限公司和沈阳新松机器人自动化股份有限公司,目前已能为国内用户每年生产100台套以上的各种中小型机器人工作站。
    国内焊接装备配套器具的生产已形成一定的规模,产品质量已接近国际水平。据最近统计,生产送丝机,各种焊枪、导电嘴、减压器、流量计、工夹具、焊条、焊剂烘干设备、陶瓷喷嘴等的专业生产企业共34家,年产值超过亿元。值得一提的是,广州阿比泰克焊接技术有限公司已与国内多家焊枪配套件厂家组成集团公司,生产规模迅速扩大,2001年焊枪总产量已达9000万元。
3、焊接辅助设备和器具行业的发展趋势
    去年9月,焊接辅助设备与器具专业委员会多名代表随中国焊接协会组织的考察团参观了在德国埃森举办的第十五届焊接与切割国际博览会。其中有上百家焊接装备生产厂商参展,展出了世界一流的各种先进的自动化焊接设备。反映了当代世界焊接装备的发展水平和趋势。认真分析所掌握的技术资料可以将其概括成以下五大特点。
    ⑴精密化  精密化的内涵包括高精度、高质量和高可靠性。从设备外观上看有些焊接装备几乎接近于精密金属切削机床,在精度要求上,以焊接机器人配套的焊接变位机为例,最高的重复定位精度为±0.05mm,机器人和精密操作机的行走机构定位精度为±0.1mm,移动速度的控制精度为±0.1%。
    ⑵大型化   焊接装备的大型化是焊接结构向高参数、重型化和大型化发展的需要。如重型厚壁容器焊接中心的立柱横梁操作机的最大规格已达12.5m×10m。龙门式操作机的规格为8m×8m。大型造船厂使用的门架式钢板纵缝焊机最大行程为12m。集装箱外壳整体组装焊接中心门架式操作机的工作行程达16m。重型H型钢和箱型梁生产线占地面积可达整个车间。
    ⑶多功能化  为充分发挥自动化焊接设备的效率,一台焊接装备可按工艺要求装备各种焊头,如单丝和多丝埋弧焊,单丝或双丝窄间隙埋弧焊头 。
    MIG/MAG焊头和带极堆焊头等,与滚轮架,变位器或翻转机配套可以完成筒体内外纵环缝,封头拼接缝,内壁堆焊、大直径接管环缝焊接等。
    ⑷数字化    焊接装备的数字化控制虽然比传统的金属切削加工复杂得多,但实施数字控制的意义则更为重要,不仅提高了效率而且确保了批量生产过程中稳定的焊接质量还改善了操作环境。目前在焊接装备控制系统中,采用PLC可编程控制器已成为最普通的控制器件,为提高焊接装备自动控制的功能和精度已开始采用基于PC机的自动控制系统和直接数字控制系统,同时也为焊接装备的网络化控制和管控一体化提供了可能。
    ⑸智能化和集成化    焊接装备的智能化控制是焊接过程自动控制的高级形式,通过各种专用的计算机软件可按原始工件和焊接参数对焊接工艺参数进行优化选择。对于厚壁接头、智能化控制可根据实测接头的几何尺寸自动编制焊接程序和焊接工艺参数,以实现焊接过程的全自动化。
    计算机集成化控制主要用于焊接生产线,是将焊接机器人或焊接操作机、焊接电源,工件变位机械,输送机械、物流系统采用计算机软件按预先编制的程序和所设置的工作参数通过现场总线通讯网络和人机界面集成在一台主控PC机上,构成完整的自动化控制系统。同时可利用CAD/CAM/CAPP/CAE/PDM设计和管理软件,实现从产品图样设计、制造工艺编制、生产计划安排、生产过程控制、生产管理和物流管理的一体化。可见世界焊接装备发展已将整个焊接行业带入现代电子化制造的时代。
焊接配套器具的发展特点是精细化、电子化、多样化和组合化,以适应焊接装备的快速发展。科技是不分国界的,我国的焊接装备和配套器具也必然向上述趋势发展。
4、我国入世后所面临的挑战
    我国焊接装备制造行业在市场经济的环境中已经历了十余年的磨练,取得了可喜的进步和成绩,但对比上述世界发达国家同行业的当代水平还有较大的差距。国产的焊接装备无论在产品品种、技术水平、产品质量、自动化程度和高新技术应用等方面都不能适应我国工业现代化发展的需要。尤其是中国“入世”表面上看世界市场已向中国打开大门,但中国市场也向世界全面开放,对于某些行业来说可能是机遇和挑战并存,而对焊接装备行业来说可以肯定的说,挑战大于机遇。因此我们必须采取切实可行的有力措施奋起拼搏,争取在5年“入世”过渡期内,迎头赶上世界同行业的先进水平。
5、展望和对策
    据多方面的经济信息,今后十年,中国将逐步成为全球制造中心,我国传统制造业将势必按现代化的高标准要求进行全面的升级和技术改造。采用最先进的技术装备武装自己。目前我国焊接结构用钢量已超过8000万t,今后几年还将逐年上升。因此对焊接装备特别是自动化焊接装备的需求量将明显增加,尤其是锅炉、压力容器、船舶、钢结构、桥梁、汽车、机车、冶金设备、采矿机械、石油化工装置,饮料食品加工机械,家用电器、医疗设备和半导体器件等重点制造行业都迫切需要装备自动化程度高、性能优良、可靠性好的各种自动化专用成套设备,机器人工作站和焊接生产线。市场容量相当大,发展前景可观。如果不考虑国际市场,国内市场每年的需求量将达到15亿元以上。据国际机器人联合会(IFR)的统计数据,全世界机器人及其配套设备的年总销售额为1766亿人民币,在我国有关的信息已向我们预示广泛应用焊接机器人的热潮即将来到。因此我国焊接装备制造业必须把握这一机遇,加快企业自身的改造以适应整个焊接行业的快速发展。
    中国焊接协会肩负着振兴我国焊接行业的重任,为迎接中国入世后的挑战和满足国内市场的需求,建议采取以下对策:
    ① 推动企业加强设计开发和研究的能力,加大科技投入,鼓励重点骨干企业组建企业自己的技术开发中心。帮助中小型企业联合组织地区性的技术开发中心,以利开发资源共享。不断开发符合市场需求的高性能的焊接装备。
    ② 促进企业与国外先进企业的联合,组建合资,合作生产或联营企业,充分利用外企的先进技术和管理经验,另一方面应营造吸引外企的条件和环境。按国际标准加速企业自身的建设,增强生产能力,更新装备,完善企业管理和质量保证体系。努力提高企业全体员工的素质。
    ③ 引导企业进入健康有序的竞争、合理分工、组织富有成效的专业化和规模化生产。
    ④ 加强企业精神和企业文化建设的宣传和导向,促使企业建立始终保持可持续发展的运行机制。
6、结束语
    为推动焊接装备及配套器具制造行业尽快赶上国际先进水平,中国焊接协会及有关专业委员会应积极的策划,并提出出切实可行的对策,促使本行业大多数企业能渡过“入世”大关。鉴于我国现有焊接装备生产企业的实力尚不能与国外企业相匹敌,因此只有联合起来,集聚各方力量,发挥各自优势,才有取胜的可能。我们殷切期望本行业的企业家们能够胸怀全局,运行市场经济法则,创建新的运行机制。
    我国焊接装备及配套器具制造业的前景是光明的,但任重而道远,需要我们全力去拼搏,才能赢来明日的辉煌。


第十九期IWE过渡培训班(西安)52人

张晓亮 CNIWE00761/A01 李  军 CNIWE00762/A01
夏  琳 CNIWE00763/A01 黄长清 CNIWE00764/A01
周玉成 CNIWE00765/A01 林  钢 CNIWE00766/A01
赵  辉 CNIWE00767/A01 翟卫东 CNIWE00768/A01
郑  涛 CNIWE00769/A01 王天武 CNIWE00770/A01 
肖  凯 CNIWE00771/A01 王淦刚 CNIWE00772/A01 
叶朝阳 CNIWE00773/A01 谢相勇 CNIWE00774/A01 
陈刚毅 CNIWE00775/A01 李雅民 CNIWE00776/A01 
党文哲 CNIWE00777/A01 郑党旗 CNIWE00778/A01 
孟卫如 CNIWE00779/A01 马  骏 CNIWE00780/A01 
胡明涛 CNIWE00781/A01 张颖云 CNIWE00782/A01 
王豫跃 CNIWE00783/A01 殷荣幸 CNIWE00784/A01 
张宣关 CNIWE00785/A01 孙  斌 CNIWE00786/A01 
张忠文 CNIWE00787/A01 谢航云 CNIWE00788/A01 
王常建 CNIWE00789/A01 梁养民 CNIWE00790/A01 
吴序博 CNIWE00791/A01 蔺志民 CNIWE00792/A01 
勒旭东 CNIWE00793/A01 任红兵 CNIWE00794/A01 
张  璞 CNIWE00795/A01 韩增福 CNIWE00796/A01 
崔  琦 CNIWE00797/A01 肖克民 CNIWE00798/A01 
侯安柱 CNIWE00799/A01 徐桂根 CNIWE00800/A01 
赵建仓 CNIWE00801/A01 王雅生 CNIWE00802/A01 
肖友望 CNIWE00803/A01 党明江 CNIWE00804/A01 
刘金合 CNIWE00805/A01 范长信 CNIWE00806/A01
张建勋 CNIWE00807/A01 薛  锦 CNIWE00808/A01
胡礼木 CNIWE00809/A01 王兰宁 CNIWE00815/A01
任卫军 CNIWE00816/A01 王惠芳 CNIWE00872/A01


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