基于企業(yè)生產(chǎn)的智能焊接產(chǎn)品質(zhì)量控制策略研究

根據(jù)《國務(wù)院關(guān)于發(fā)布實(shí)施〈產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整暫行規(guī)定〉的決定》（國發(fā)〔2005〕40 號(hào)），《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2024 年本）》旨在引導(dǎo)社會(huì)投資，助力政府管理項(xiàng)目，為國家財(cái)稅等的發(fā)展提供依據(jù)，其中就將智能焊接列入鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整類目。可以顯見，國家對(duì)科技助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重視。也正因如此，智能焊接在企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用更趨廣泛，據(jù)此展開相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量控制策略研究極具現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

智能焊接技術(shù)，簡言之就是基于現(xiàn)代的自動(dòng)化、數(shù)字化、信息化和智能化技術(shù)，以傳感器、人工智能、大數(shù)據(jù)分析等進(jìn)行焊接全過程的自動(dòng)監(jiān)控、優(yōu)化控制和質(zhì)量檢測(cè)，以期提升焊接效率、保障產(chǎn)品質(zhì)量的先進(jìn)焊接技術(shù)，在提高焊接質(zhì)量、降低操作難度、節(jié)省成本、實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警等方面作用顯著，多應(yīng)用于汽車制造業(yè)、航天航空業(yè)、船舶制造業(yè)等領(lǐng)域。

一、企業(yè)生產(chǎn)中智能焊接產(chǎn)品的質(zhì)量問題

（一）參數(shù)設(shè)定不準(zhǔn)確

智能焊接中，焊接參數(shù)設(shè)定準(zhǔn)確與否，直接關(guān)乎產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)情況。智能焊接涉及電流、電壓、焊接速度、焊接時(shí)間、熱輸入等參數(shù)，且各參數(shù)設(shè)定，需要結(jié)合焊接材料特性、厚度、預(yù)期焊接結(jié)果等進(jìn)行。但很多操作者完成參數(shù)設(shè)定時(shí)，多以所積累經(jīng)驗(yàn)為判斷依據(jù)，既沒有充分了解材料的特性，也無法靈活應(yīng)對(duì)變化的焊接環(huán)境，極易造成參數(shù)設(shè)定失準(zhǔn)。此外，盡管現(xiàn)代焊接設(shè)備都可以通過傳感器與控制系統(tǒng)進(jìn)行焊接中參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與及時(shí)調(diào)整，但由于硬件性能不足，軟件算法落后，使得系統(tǒng)缺乏精確性，響應(yīng)速度也不夠快，所以受技術(shù)水平限制大，智能系統(tǒng)難以及時(shí)且精準(zhǔn)識(shí)別焊接中問題，參數(shù)適時(shí)調(diào)節(jié)時(shí)機(jī)把握不準(zhǔn)，產(chǎn)品焊接質(zhì)量難以有效提升。因此，雖然智能焊接設(shè)備具備一定的自動(dòng)化和智能化調(diào)節(jié)能力，但受環(huán)境、材料和技術(shù)等的影響，設(shè)備的焊接參數(shù)設(shè)定與調(diào)節(jié)，仍然面臨許多挑戰(zhàn)。

（二）焊接環(huán)境不穩(wěn)定

焊接環(huán)境的穩(wěn)定性，也是影響焊接產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。智能焊接通常在高溫、高電流且較復(fù)雜的環(huán)境下進(jìn)行，所以環(huán)境變化對(duì)焊接質(zhì)量有直接性影響。溫度波動(dòng)嚴(yán)重影響焊接金屬冷卻速度與凝固方式，焊接環(huán)境中溫度波動(dòng)大，會(huì)致使熔池溫度不穩(wěn)定，影響焊接接頭均勻性與強(qiáng)度。濕度過高，焊接中容易生成氣體，影響焊縫外觀和嚴(yán)密性，也會(huì)由于水汽蒸發(fā)形成更多氣泡，加重焊接接頭氣孔缺陷，高濕度還極易導(dǎo)致焊接材料吸濕，性能下降，影響產(chǎn)品質(zhì)量。焊接中氣流不穩(wěn)定，會(huì)讓焊接接頭氣體成分不均勻，造成焊縫氣孔多、夾雜物等，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)档秃附咏宇^強(qiáng)度?？諝庵谢覊m多或存在其他雜質(zhì)，也可能會(huì)被熔金屬吸收，污染焊縫，降低焊接結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕性。此外，場地布局、通風(fēng)系統(tǒng)、環(huán)境控制設(shè)施等不同，選用相同的焊接技術(shù)與設(shè)備，達(dá)到的結(jié)果也不盡相同，且都會(huì)與理想狀態(tài)有所偏差。

（三）檢測(cè)機(jī)制不完善

質(zhì)量檢測(cè)機(jī)制的完善程度，直接決定了智能焊接產(chǎn)品質(zhì)量的可控性和合格率。然而，許多企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，焊接產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)機(jī)制，仍存在不少問題。智能焊接依賴大量數(shù)據(jù)采集與分析判斷焊接質(zhì)量，但很多企業(yè)智能焊接系統(tǒng)無法全面采集數(shù)據(jù)，影響檢測(cè)結(jié)果?，F(xiàn)有檢測(cè)系統(tǒng)缺乏實(shí)時(shí)性與精準(zhǔn)性，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題，質(zhì)量問題無法及時(shí)規(guī)避，只能事后解決。智能焊接系統(tǒng)會(huì)生成大量數(shù)據(jù)，但缺乏先進(jìn)的分析工具，企業(yè)無法依據(jù)數(shù)據(jù)提取出完整的有價(jià)值質(zhì)量信息。智能焊接中，缺乏統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化的質(zhì)量評(píng)估體系，導(dǎo)致不同焊接任務(wù)、生產(chǎn)批次的產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)比難度大。智能焊接系統(tǒng)無法有效完成自動(dòng)調(diào)整，缺乏足夠的自動(dòng)化糾偏功能，或該功能為預(yù)設(shè)，無法根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化響應(yīng)。質(zhì)量追溯機(jī)制不健全，發(fā)現(xiàn)焊接質(zhì)量問題，難以迅速回溯到生產(chǎn)環(huán)節(jié)或及時(shí)獲取相應(yīng)焊接參數(shù)，問題反復(fù)出現(xiàn)，持續(xù)改進(jìn)不易。

二、企業(yè)生產(chǎn)中智能焊接產(chǎn)品質(zhì)量控制策略

（一）引入?yún)?shù)自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)

引入高精度參數(shù)自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)，便于企業(yè)智能焊接中，充分利用高精度傳感器，及時(shí)捕獲焊接形態(tài)及焊接過程中的環(huán)境濕度分布情況，進(jìn)行焊接全環(huán)節(jié)的精確監(jiān)控。具體來講，應(yīng)用激光掃描儀，企業(yè)可以有效獲取焊縫位置相關(guān)的精確數(shù)據(jù)。借助熱像儀，企業(yè)能夠及時(shí)檢測(cè)與記錄智能焊接中的環(huán)境溫度變化情況，讓參數(shù)變化調(diào)整有更充分的依據(jù)。整合多來源傳感器數(shù)據(jù)，利用傳感器融合算法，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與全面性，減少單一傳感器引發(fā)數(shù)據(jù)誤差的概率，確保參數(shù)精確。此外，企業(yè)還可以基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型，分析歷史焊接數(shù)據(jù)，明晰當(dāng)下的操作條件，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)焊接產(chǎn)品的質(zhì)量結(jié)果，篩選最切合批次、要求的焊接參數(shù)，確保所設(shè)參數(shù)與材料的物理體系、焊接環(huán)境的變化等相適應(yīng)，以此保證焊接過程穩(wěn)定且結(jié)果滿足預(yù)期。

（二）運(yùn)用環(huán)境穩(wěn)定控制技術(shù)

智能焊接金屬材料，對(duì)環(huán)境溫濕度極為敏感，需借助調(diào)節(jié)設(shè)備自動(dòng)完成對(duì)應(yīng)調(diào)控，并結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，持續(xù)跟蹤環(huán)境數(shù)據(jù)，便于企業(yè)及時(shí)檢測(cè)參數(shù)，捕捉溫濕度變化情況，確保參數(shù)不會(huì)偏離預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)范圍，只有溫濕度恒定，智能焊接才能更具精準(zhǔn)度，進(jìn)而保障智能焊接質(zhì)量。此外，焊接接頭被環(huán)境中油蒸汽、塵埃及其他污染物等污染，出現(xiàn)焊縫缺陷，則需大力提升焊接環(huán)境潔凈度。具體，企業(yè)可以引進(jìn)顆?？諝膺^濾器等高效且先進(jìn)的設(shè)備設(shè)施，及時(shí)過濾微粒、污染物等，凈化焊接空氣，并定期清潔和養(yǎng)護(hù)焊接區(qū)域，有效杜絕污染物累積帶來隱患。針對(duì)氣流不穩(wěn)定，可以通過引入先進(jìn)的排風(fēng)裝置和空氣凈化系統(tǒng)，予以有效控制。據(jù)此，企業(yè)可以大幅提高焊接產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，減少環(huán)境因素導(dǎo)致的焊接缺陷，確保產(chǎn)品的一致性和可靠性。

（三）健全質(zhì)量檢測(cè)反饋機(jī)制

企業(yè)可以引入現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)、快捷機(jī)器學(xué)習(xí)算法等，實(shí)時(shí)獲取和提取數(shù)據(jù)信息，優(yōu)化系統(tǒng)自識(shí)別性能，助力發(fā)現(xiàn)潛在問題，并通過自動(dòng)調(diào)節(jié)解決問題，保障焊接產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果。引入實(shí)時(shí)缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，利用圖像識(shí)別技術(shù)、激光掃描、超聲波檢測(cè)等檢測(cè)工具，對(duì)焊縫質(zhì)量進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控，及時(shí)識(shí)別焊接中的裂紋、氣孔等問題，并借助現(xiàn)代人工智能模型進(jìn)行調(diào)整分析，避免事后無所追溯。接入自適應(yīng)調(diào)整算法，不斷優(yōu)化焊接參數(shù)，確保參數(shù)準(zhǔn)確。建立焊接預(yù)警機(jī)制，檢測(cè)質(zhì)量偏差風(fēng)險(xiǎn)，基于預(yù)警采取相應(yīng)措施，避免問題發(fā)生。建立動(dòng)態(tài)反饋機(jī)制，完善產(chǎn)品生產(chǎn)全環(huán)節(jié)快速反饋渠道，確保問題出現(xiàn)時(shí)，各部門能夠及時(shí)溝通、協(xié)助與解決。全面記錄所有產(chǎn)品焊接所涉各類數(shù)據(jù)，便于事后數(shù)據(jù)分析回溯原因。

三、結(jié)語

總之，智能焊接技術(shù)為產(chǎn)品質(zhì)量控制，提供了新的思路和方法，在提高生產(chǎn)效率、降低成本、保證焊接質(zhì)量方面極具潛力。隨著技術(shù)不斷發(fā)展，智能焊接產(chǎn)品的質(zhì)量控制策略將更加成熟，為企業(yè)高精度生產(chǎn)領(lǐng)域持續(xù)創(chuàng)新和競爭力提升，提供強(qiáng)有力的支撐。

文章來源：  《產(chǎn)品可靠性報(bào)告》   http://12-baidu.cn/w/kj/32519.html