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人工智能技术在焊接装备及工艺控制中

的应用现状

摘要：随着智能制造技术的不断发展，传统的制造业正面临着巨大的挑战和

机遇。在该背景下，焊接机器人作为一种高效、精准、稳定的自动化设备，已经

成为现代制造业中不可或缺的重要工具。人工智能技术简称AI，目前被广泛应用

在各个领域，利用此技术，不仅可以实现直接在计算机系统中完成复杂计算的任

务，在某些领域还能够代替传统人工操作，极大地避免了因操作失误所带来的安

全事故等问题。本文分析了人工智能在焊接装备及工艺控制中的技术现状，探讨

了人工智能在焊接领域的技术体系与发展趋势。

关键词：人工智能；焊接装备；工艺

引言

自20世纪80年代，人工智能开始应用于焊接领域，焊接技术是机械制造和

工程建设领域的关键加工技术之一，其发展水平关系到新型材料的开发应用、关

键零部件的精度寿命和重大工程的质量成本等内容。伴随着人工智能在焊接装备

及工艺控制技术中的应用，焊接技术的自动化程度、控制精度、质量稳定性及其

在极端特殊环境下的应用均得到了一定程度的提升。应用于焊接技术的人工智能

涉及到专家系统、模糊控制和神经网络等研究方向，形成了焊接机器人、焊接工

艺评定专家系统、焊接工艺智能设计系统、焊缝跟踪及柔性焊接等技术，促进了

焊接机器人、焊缝追踪、焊接工艺控制、焊接工艺辅助设计和评定、焊接质量预

测和评估等技术的快速发展。

1人工智能技术概述

人工智能技术简称AI，目前被广泛应用在各个领域，利用此技术，不仅可以

实现直接在计算机系统中完成复杂计算的任务，在某些领域还能够代替传统人工

操作，极大地避免了因操作失误所带来的安全事故等问题。近年来，人工智能在

各行各业中的发展促进了产品科技水平的提升，利用此技术，可以快速处理相关

数据信息，其处理速度和结果的准确性相比于电脑操作效率更高，更具有优势。

因此，相关工作人员应积极学习人工智能技术方面的知识，从而在遇到问题时可

以运用此技术结合以往的工作经验去解决问题。除此之外，人工智能技术包括人

工智能技术器和外部环境共同组织，需要加强对此技术的适用研究，以便于促进

科学技术的全面提升。

2人工智能技术应用优势分析

2.1提高焊接效率

焊接是当代主流的材料加工技术,几乎是所有机械产品加工制造过程中不可

或缺的环节。根据行业咨询网相关数据,以手工焊接为主要工艺的机械产品制造

中,焊接约占产品生产全流程的10%~30%(工时),焊接产生的成本约占总制造成本

的20%~30%,如果能够使用自动化焊接技术取代手工焊接,焊接占全工时的时间最

高可降低80%以上,制造成本也可降低为原来的1∕8,大幅度地提高产品制造效率,

降低焊接成本和劳动强度。

2.2提升产品质量

以弧焊为例,焊接涉及到引弧、熄弧、焊接轨迹等诸多技术性内容,需要根据

材料选择合适的焊接路线,否则就可能导致焊接稳定性、焊缝质量差等,影响材料

强度或功能性,人工焊接难免会出现判断或操作失误,导致焊接质量问题。而焊接

自动化技术能够利用计算机技术、感应技术替代人工观察和选择,从而在焊接过

程中作出最恰当的工艺选择,以规避焊接质量问题。

2.3降低生产成本

从当前产业发展趋势来看,劳动力成本只会越来越高,以汽车零部件加工为例,

当前汽车零部件加工的成本中材料成本仅占1∕3,加工制造、运输仓储产生的成

本占比在1∕4~1∕3,而其余的成本均集中于人工费用,未来高质量的人工操作费

用在加工制造中的占比只会越来越高。自动化焊接能够有效降低产品加工制造过

程中的人力投入,从而降低生产成本。

3人工智能技术在焊接装备及工艺控制中的应用

3.1专家系统应用于焊接工艺控制

专家系统应用于焊接技术，一般包括3个主要方面的内容：知识系统、开发

环境和操作环境。知识系统是实现专家系统知识表达和智能推理作用的基础。知

识系统通过数据库收集基础焊接工艺参数、设计规则、评定法规、母材信息、焊

接材料、接头形式等基础数据，结合现有焊接专家经验和知识，通过计算机编程

技术模拟人工进行分析推理，辅助技术人员进行工艺设计和评定，形成了焊接工

艺评定专家系统、设计专家系统等技术，焊接工艺评定专家系统通常包括知识库、

综合数据库、推理机、人机界面等部分。知识库用来存储和管理焊接工艺相关知

识、规范、经验和规则等信息，为焊接工艺评定推理分析提供知识来源；综合数

据库是一个动态数据库，用来存放初始数据和推理过程