Инновации в области сварки

Современный уровень развития вычислительной техники и программных средств уже достигнут в области сварки. Особой популярностью пользуются системы, позволяющие сократить сроки выполнения проектных работ, а также обеспечить качество и конкурентоспособность сварных конструкций.

Информационные технологии в сварке объединяют комплекс методов, программных и технических средств, ориентированных на решение определенных задач подготовки и изготовления сварных конструкций: конструирование, технологическая подготовка, моделирование и управление процессами сварки.

Сотрудниками ОХП «Институт сварки и защитных покрытий» был разработан комплекс информационно-аналитических систем, который предназначался для включения в состав корпоративных систем предприятий с целью повышения их функциональности, позволяющий оперативно получать информацию, необходимую для принятия управляющих решений по качеству сварки и решать расчетные задачи по конструкторской и технологической подготовке производства. По функциональному назначению в составе комплекса можно выделить две группы систем.

К первой группе отнесены информационно-расчетные системы, предназначенные для автоматизации решения расчетных задач, возникающих при проектировании технологии изготовления сварных конструкций:

• определения технически обоснованных норм расхода сварочных материалов на наиболее распространенные способы сварки;
• расчета параметров режима дуговой сварки сталей, алюминия и алюминиевых сплавов, меди и медно-никелевых сплавов, титана и его сплавов;
• расчета параметров режима контактной (точечной, шовной, рельефной) и стыковой сварки оплавлением (с подогревом и без подогрева) и сварки сопротивлением;
• определения длин сварных швов при сварке трубных заготовок различных диаметров, свариваемых под прямыми или острыми углами;
• определения норм основного времени на выполнение сварки и вспомогательного, связанного со сваркой.

Ко второй группе отнесены информационно-справочные системы, предназначенные для конструкторско-технологической подготовки и принятия технически обоснованных проектных решений в вопросах выбора способов и режимов сварки, оборудования, материалов, типов сварных соединений.

Информационно-справочные системы обеспечивают решение следующих задач:

• создание и ведение баз данных и знаний предприятия по свариваемым и сварочным материалам, способам сварки, оборудованию, составу изделий, нормативным документам;
• оперативное получение требуемой информации из баз данных и зданий по запросу пользователя (конструктора или технолога);
• получение рекомендаций по выбору способа и режимов сварки, свариваемых и сварочных материалов;
• определение механических характеристик наплавленного металла шва (предел прочности шва, относительное удлинение, ударная вязкость, предел текучести металла шва).

Так, например, при выборе марки электрода система обеспечивает вывод на экран следующей информации:

• основное назначение;
• технические характеристики, включая производительность сварки и наплавки;
• типичные механические свойства металла шва при нормальной (кроме особо оговоренных случаев) температуре;
• типичный химический состав наплавленного металла и рекомендуемые режимы сварки;
• технологические особенности применения;
• условное обозначение электродов или обозначение электродов в документации;
• соответствие электродов зарубежным стандартам: американскому (AWS), международному (ISO), немецкому (DIN), принятую в соответствии с ГОСТ 9466–75 буквенно-цифровую структуру условного обозначения электродов;
• перечень сертификатов, подтверждающих качество электродов.

Сопоставление и выбор приемлемого решения остается за технологом.

Также частью информационно-справочных систем является созданные базы данных и знаний по свариваемым материалам (сталям и цветным металлам), в которой по каждой марке материала приведены: группа и оценка свариваемости, назначение, технологические свойства, химический состав, заменитель выбранной марки и другие сведения. Как часть электронной системы была создана база данных и знаний по сварочным проволокам (сплошным металлическим, порошковым и порошковым самозащитным), защитным газам и флюсам.

Системы разработаны на основе принципов функциональности, модульности, интегрируемости и надежности, с использованием современных средств визуального объектно-ориентированного программирования. Каждая из систем имеет базу данных и знаний. Получение информации из базы может выполняться посредством выбора из меню (по заданным условиям) или по SQL-запросам. Системы построены по модульному принципу и состоят из универсальных модулей, не зависящих от типа производства и объектно-ориентированных модулей, учитывающих специфику конкретного предприятия. Каждая из систем комплекса оформлена в виде загрузочного модуля и имеет свою независимую от других базу данных и знаний. Такой подход позволяет адаптировать и внедрять систему на различных промышленных и монтажных предприятиях при строительстве ответственных сварных конструкций.

При работе с системами пользователю обеспечивается:

• рационально организованный современный интерфейс, удобный для работы и позволяющий избежать ошибок при подготовке данных;
• ввод, визуализация, контроль и возможность корректировки входной информации об элементах и узлах сварных конструкций;
• интеллектуальная поддержка в процессе подготовки данных и в процессе расчетов;
• возможность работы с несколькими системами в процессе подготовки текстовой технологической документации.

Значительный экономический эффект от внедрения систем достигается за счет сокращения в 5–10 раз трудозатрат на технологическую подготовку производства, снижения брака сварки и сокращения материальных затрат благодаря более точным, технически обоснованным расчетам. Перечисленные выше системы могут использоваться как автономно, так и в составе систем технологической и конструкторской подготовки производства. Передача данных из одной системы в другую осуществляется через файлы или буфер обмена.

Системы внедрены в ОАО «Центроэнергомонтаж», ОАО «ГродноАзот», ОАО «Промтехмонтаж», ОАО «Ремспецстрой» и многих других предприятиях, занимающихся строительством и ремонтом ответственных сварных конструкций, а также используются в учебном процессе в высших и средних специальных учебных заведениях республики.

П. В. Занковец, Г. А. Иванов, В. Н. Прончева, специалисты ОХП «Институт сварки и защитных покрытий»