焊接培训范文篇1

关键词：虚拟焊接；焊缝形状预测；神经网络；Matlab

中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：1009-3044（2013）31-7096-04

1概述

焊接对工业发展有重要贡献，工业上为了提高焊接操作者的焊接技艺，需要对焊接操作者进行焊接培训，传统的培训方式多是操作者实际操作焊接设备进行培训，受限于培训环境，操作者不能及时地获得培训老师的指导和规范性控制，且操作环境对新手来说具有一定的危险性；虚拟焊接为焊接操作者的培训提供了一种新的方式，使得受训操作者能够在较为逼真的虚拟焊接环境中进行焊接培训并脱离真实焊接环境的危险性[1]，好的虚拟焊接系统还能够记录下焊接操作者的操作过程、对焊接操作者的焊接进行评价并给出排名，以利于焊接操作者能够及时掌握自己焊接情况，根据系统反馈结果调整自己的焊接操作。

焊缝形状预测算法在虚拟焊接系统中扮演关键角色，直接决定了焊缝的预测效果并影响受训操作者的焊接体验。传统的焊缝形状预测算法多从焊缝形成的物理过程着手去预测焊缝的形状，主要有如下两种[2]：

1）对焊缝周围温度场进行模拟并使用有限元分析法预测焊缝形状

2）对焊接过程中的物理过程如融化、凝固、金属熔滴形状变化、保护气体扩散动力等因素进行模拟来预测焊缝形状

而实际的焊接过程涉及多重复杂的物理变化，如电子学、流体力学、材料学、热学等，要想精确地模拟焊接的物理过程是复杂而有难度的，所以这些算法都面临同样问题：焊缝形状的预测不够精确和算法时间复杂度大。

本文提出了将神经网络模型用于虚拟焊接焊缝形状的预测当中，能够避免对复杂物理变化过程的建模，并在焊缝形状预测精度上有大幅调高，也间接降低了算法的时间复杂度。

2神经网络概述

3焊缝形状预测算法

3.1焊接过程分析

3.2焊缝形状的描述

5结论

本文提出了基于神经网络的焊缝预测算法，能够避免对焊接过程中复杂的物理变化过程的分析，这简化了建模的难度，也间接降低了算法的时间复杂度。神经网络通过大量的已有数据来训练，用训练好的神经网络预测得到的焊缝形状数据是建立在真实焊接数据基础之上的，具有较高的精确性。通过实验对比预测的焊缝形状和真实的焊缝形状，验证了本算法的有效性和可靠性。

参考文献：

[1]黄俊，小平，徐少平.虚拟焊接仿真系统研究进展[J].计算机与现代化，2011（6）：1-2.

[2]焦立新.焊接仿真技术应用与未来发展[J].航空制造技术，2008（5）.

[3]王鸿斌，张立毅，胡志军.人工神经网络理论及其应用[J].山西电子技术，2006（2）.

[4]唐万梅.BP神经网络网络结构优化问题的研究[J].系统工程理论与实践，2005（7）.

焊接培训范文篇2

关键词：焊接专业；工程实践；国际焊接工程师；职业培训

作者简介：李美艳（1982-），女，山东龙口人，中国石油大学（华东）机电工程学院，讲师；韩彬（1973-），男，山东东营人，中国石油大学（华东）机电工程学院，副教授。（山东青岛266580）

基金项目：本文系山东省教学改革重点项目（项目编号：2012018）、中国石油大学（华东）青年教师教学改革项目（项目编号：QN201318）的研究成果。

中图分类号：G642.423文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）28-0151-01

一、焊接专业的发展

焊接是通过加热、加压或两者并用使同性或异性两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛，既可用于金属也可用于非金属。石油石化行业中，管道连接、压力容器以及钻采装备的制造等都离不开焊接技术。并且，随着石油钻采向海洋以及深海领域的发展，对焊接质量要求更为苛刻，迫切需要开发更加先进的焊接技术和设备。

高校传统的焊接专业培养模式源于苏联，以培养工程技术专门人才为主，我国最早于1952年在哈尔滨工业大学建立焊接专业，随后天津大学、清华大学等也纷纷建立了焊接专业。为适应通才教育的需要，1998年全国近百所高校把焊接专业与铸造、锻压合并为材料成型及控制（以下简称“材控”）专业。自专业合并改革后，部分焊接课程内容的压缩和实践教学学时的缩短，对国内焊接技术人才的培养产生了极大的冲击。[1]以石油院校为例，材控专业的毕业生踏入工作岗位后，很难短时间内适应实际生产中的技术要求。因此，将专业基础教育与工程培训相结合，来提高学生的工程实训能力是现阶段高校培养焊接技术人员的主流方向。

我国石油院校材控专业主要是突出焊接工程领域相关知识和实践技能的培养，使本专业学生毕业后能在石油、石化以及航空、航天、船舶、汽车、机械等相关行业从事焊接工艺设计及评定、焊接质量检测、生产技术管理及科研等方面的工作。以中国石油大学（华东）为例，2013版材控专业本科培养方案中，更加强调焊接基础理论、焊接工艺、焊接材料、焊接结构以及焊接生产等专业知识，对学生的工程实践能力提出了更高要求。

二、石油院校焊接专业工程实践教学的必要性

焊接专业特别强调综合工程实践能力，尤其是作为一名焊接技术人员，不仅应具有一定的工程应用意识和扎实的基础理论，还应该掌握焊接冶金原理、焊接工艺、焊接设备、焊接应力与变形控制以及质量检测等方面的专业知识。并且应具有一定的焊接工程实践应用能力，能够在该领域从事设计制造、技术开发、生产及经营管理等工作，解决生产一线的实际问题。目前，各高校在本科教学中主要是以课堂讲授为主，由于每位教师讲授风格不一，这种单一的教学方式无法体现教师的主观创造性和学生的学习积极性。尤其是当前高校以“90后”学生为主体，课堂“猛灌式”教学显然无法满足学生对专业知识的求知探索欲望，以及实际生产对学生综合实践能力的要求，因此迫切需要加强工程实践教学进度。

对于国内多数高校的焊接方向（专业）或材控专业，虽然综合实训、认识实习、生产实习、课程设计和毕业设计（论文）等环节已经被设置在本科培养方案中，但在实施过程中仍存在诸多问题。首先，部分学校或教师对实践教学的主观认识不足，且重视程度不够。其次，开展校外实习实践难度较大，目前很多企业单位不愿意接收高校学生开展参观实习，高校联系实习单位和实习基地途径受限。最后，校外实习成本较高也是阻碍实践教学发展的一个很重要的因素。此外，工程技术背景是高校焊接方向（专业）实践教学环节顺利开展的保障，而目前部分高校尚缺乏这一条件，致使学生实践环节不足、实际应用能力差，与社会需求有较大的偏差，缺乏竞争力。[2]因此，高校在培养焊接专业人才的过程中，不但要注重基础理论知识、专业知识和基本技能的培养，还应加强工程实践教学环节，提升学生专业技能。

国际焊接工程师（InternationalWeldingEngineer，简称IWE）是ISO14731国际标准中所规定的最高层次的焊接技术人员和质量监督人员，是焊接相关企业获得国际产品质量认证的要素之一，对焊接企业的产品认证、参与国际经济竞争起到重要作用，对焊接技术人员资格在世界范围内相互认可的趋势起到积极的推动作用。哈尔滨工业大学、南京工程学院、南昌航空航天大学等全国20多所高校先后在本科生教学中引入国际焊接工程师培训认证，[3]推动了工程实践能力的培养。实践证明，基于IWE培训认证的工程实践教学在拓宽学生就业渠道、提高就业竞争力方面，具有良好的效果。

三、工程实践教学与国际焊接工程师培训相结合的优势

石油石化行业装置和设备多属于高温、高压、强腐蚀介质范畴，尤其是压力容器，要求具有较高的焊接质量要求，这就对我国石油院校材控专业学生的焊接专业技能提出了更高的要求。

国际焊接工程师培训采用德国的培训模式，培训内容包括理论和实践两部分。理论部分主要包括焊接行业的现行国际标准（ISO）、德国标准（DIN）、欧洲标准（EN）、部分国家标准（GB）以及有关焊接材料、工艺、结构和生产四部分内容；实践部分主要关于气焊、气割、手工电弧焊、气体保护焊的实际操作。[4-6]将工程实践教学与在校本科生国际焊接工程师培训相结合具有以下优势：

第一，从具体的操作层面上去探讨材控专业教学模式的变革，构建“学历学位教育+职业资格认证”的人才培养模式，积极探索理论教育与就业前培训相结合、专业教育与工程教育相结合的教学改革模式，这是石油院校焊接人才培养中最基本、最直接和最核心的问题。

第二，通过实践教学与IWE培训教学体系相结合，培养专业知识扎实、工程实践能力强且能够适应企业需求的优秀大学生。同时，有助于促进材控专业学生的科技创新能力、创业能力的进一步提高。

第三，积极探索符合石油院校材控专业的IWE培训体系，结合本专业课程设置，调整和改进IWE课程培训内容及进度安排，使课堂与实践中的各个要素得到有机重组。

第四，以此为契机，促进“双师型”教师队伍建设，提高材控专业教师的工程训练和实践水平，建设一支专业知识扎实、工程实践经验丰富、工程能力强的高素质师资队伍。

第五，在原有焊接实验室建设的基础上，加强与工程训练中心的有机结合，切实有效的促进焊接专业实践教学的开展。

第六，通过IWE认证体系引入到石油院校材控专业在校学生的本科培养过程中，有助于拓展大学生的国际化视野，培育高素质应用型人才。

综上所述，材控专业学生在校期间参加国际焊接工程师培训，既能取得毕业证、学位证，毕业时又可取得IWE证书。不仅提高了自身专业能力和素质，而且拓宽了就业渠道，在二次就业中拥有了更多的机会。[3，7]但同时，国际焊接工程师培训作为与国际接轨的前沿职业培训，时刻面临着经济时代的挑战。作为高校教育教学改革的主体力量，学校和教师都应积极发挥主观能动性，以国际焊接工程师培训为契机，做好材控专业学生实践能力培养工作。

参考文献：

[1]初雅杰，王章忠，李晓泉，等.焊接技术与工程专业实践教学同国际焊接工程师培训的结合[J].中国冶金教育，2011，（6）：44-47.

[2]赵洪运.国际焊接工程师培训的思考与探讨[J].成人教育，2011，（9）：49-50.

[3]常凤华，张岩.国际焊接工程师培训与高校工程化人才的培养[J].电焊机，2009，39（3）：14-16.

[4]钱强.国际资质焊接人员培训规程及实施[J].焊接，2004，（9）：33-36.

[5]韩佳泉，常凤华.从焊接人员的国际认证解读工程教育和工程师资格国际互认的意义[J].黑龙江电力，2006，（12）：401-403.

焊接培训范文篇3

【关键词】焊接；安全；虚拟技术

一、前言

焊接是现代工业高质量、高效率制造技术中一种不可缺少的加工工艺，是用加热或加压，或加热又加压的方法，在使用或不使用填充金属的情况下，使两块金属连接在一起的一种加工工艺方法。焊接广泛应用于各种生产场合，如汽车制造、压力容器制造、船舶制造和航空航天工业等。虽然目前各种自动化焊接方法比较成熟，应用也越来越多，但是由于手工焊接的方便和灵活性，人工焊接占有一定的比例，如在压力容器管道、各种维护性焊接等方面，人工焊接仍具有不可替代的作用。实践证明，正确运用和掌握焊接操作技能比其他加工过程要难，而培养1名熟练掌握高超操作技能的焊工难度就更大。

二、市场机制下焊接培训对策

(一)建设高素质的培训队伍

为了培养造就大批的优秀焊工，加强培训教师队伍建设，提高整体教学水平和综合专业素质，是培养高水平优秀焊工的重要保证。为了尽快扭转培训教师队伍中年龄偏大、学历偏低的现况，应有计划地改变培训人员的知识结构。培训人员的选择要以通过省级以上比赛成绩、教学演示能力和年龄的综合考核确定，还可以通过分层次集中办班的形式解决;同时在教师队伍中引人竞争机制，激励教师努力学习专业知识的积极性，促进教学水平的迅速提高。

(二)节约成本

在焊接职业技能培训中，需要消耗大量的材料，并且使用过的材料无法重复使用，培训成本较高。如何在保证培训质量的基础上降低培训成本，是我们多年来一直探索的问题。一方面，在培训中不可能像以前那样有较大的投入;另一方面，在培训过程中焊接材料的管理存在一定弊端，焊材发放没有目的，有些被培训人员没有领，有些领上后不能认真练习，焊接技能培训主要采用电弧焊，消耗材料主要包括钢材和焊条，在消耗材料中，只要控制住焊条的消耗，必然就控制住了钢材的消耗。因此，有必要科学的计算出技能培训中学生每天焊条的实际用量，在培训中按照计算结果定量发放焊条，减少材料的消耗，降低培训成本。

(三)多元化的培训方法

在焊接培训过程中，可以针对学员的不同状况，采取模块式教学方法，对不同的学员组合制定不同的教学计划，不但可以提高教学质量，而且可以提高教学效率。目前国内外已有部分培训机构开始实行此种教学方法，在与国际教学模式接轨的进程中，结合国情和本单位的实际编制出操作性强、科技含量高的模块式教学管理软件，必然会进一步提高实际教学效率。还可以采用电化教学，采用电化教学模式进行理论授课和实际教学，同时结合播放教学录像专题片、微机模拟实际焊接操作练习等形式的教学方式，既提高了焊工学习的趣味性和积极性，又提高了教学质量，从而达到了事半功倍的教学效果。

(四)尝试将虚拟技术用于焊接培训

虚拟现实技术是通过计算机图形构成的三维数字模型。并编制到计算机中去生成一个以视觉感受为主也包括听觉、触觉的综合可感知的人工环境，从而在视觉上产生一种沉浸于这个环境的感觉，可以直接观察、操作、触摸，检测周围环境及事物的内在变化.并能与之发生“交互”作用，使人和计算机很好地“融为一体”，给人种“身临其境”的感觉，而且克服了传统焊接培训模式的不足。通过虚拟现实技术焊接培训系统，学员在焊接过程中直观的听到焊接声响，观察焊缝成形情况，并且可以对操作过程中的不足，如焊条燃烧速度，焊接电流，焊条运行轨迹，焊接速度，焊条角度，焊接缺陷等问题，进行精确的判断，实时对焊接问题进行提示，更利于操作者提高学习效率。另外，焊接作业危险性高、劳动条件差，并且有害气体烟尘、强光紫外线、辐射以及电磁污染等有害物质产生，对焊工的身体造成一定的危害。

(五)加强安全防护

在进行电焊作业的过程中，散发出来的有害气体、弧光辐射、粉尘、噪声和射线等是不可避免的，对工人自身健康和安全都有极大的危害。如果在设备或操作上存在问题，还有可能引起灼伤、触电等事故发生，不仅危害电焊作业人员的生命安全和身体健康，而且公有财产也会遭受重大损失。因此，在培训时要提高电焊作业人员的安全防患意识和能力，加强焊工个人防护措施，主要是对头、面、眼睛、耳、呼吸道、手、身躯等方面的人身防护。焊接作业人员可佩载一般防护用品(如工作服、手套、眼镜、口罩等)防止烟尘危害。

(六)加强信息反馈

焊工培训应形成一个闭环控制系统。信息反馈是该系统的一项重要组成部分，同时也是不断改进教学方法、保证培训质量的必要措施。焊工经培训考核合格后持证上岗，只有通过其实际的焊接质量才能验证培训中心的培训质量。焊口一次合格率是考核焊工焊接质量的一项重要指标，也是重要监督项目。培训机构应密切跟踪这项指标，并据此不断反馈信息、调整培训计划、改进教学方法、最终达到确保培训质量的目的。

三、结语

总之，随着焊接高技能技术人才需求的不断增加，所以我们必须建立适应新形势的培训模式，依靠现代化手段，强化管理培养方案，加大培训力度，从而全面的提高全体员工综合业务素质。

参考文献：

[1]雷玉成,于治水.焊接成形技术[M].北京:化学工业出版社,2004.