高速和高效化焊接是現代焊接的發(fā)展趨勢，是實(shí)現現代化焊接的必由之路。數字化焊機是高效焊接和焊接自動(dòng)化焊接的基礎。數字化作為數字信號處理技術(shù)與弧焊工藝結合的產(chǎn)物，引起了業(yè)內人士的廣泛關(guān)注。數字化焊接的概念及其特點(diǎn)、數字化焊機的實(shí)現方式及數字化焊機對整個(gè)焊接生產(chǎn)工藝起著(zhù)一定的推動(dòng)作用。數字化技術(shù)日益成熟數

高速和高效化焊接是現代焊接的發(fā)展趨勢，是實(shí)現現代化焊接的必由之路。數字化焊機是高效焊接和焊接自動(dòng)化焊接的基礎。數字化作為數字信號處理技術(shù)與弧焊工藝結合的產(chǎn)物，引起了業(yè)內人士的廣泛關(guān)注。數字化焊接的概念及其特點(diǎn)、數字化焊機的實(shí)現方式及數字化焊機對整個(gè)焊接生產(chǎn)工藝起著(zhù)一定的推動(dòng)作用。

數字化技術(shù)日益成熟

數字化焊接技術(shù)發(fā)展的扼要情況。

數字化焊接技術(shù)是指用計算機技術(shù)來(lái)控制焊接設備的運行狀態(tài)，使其滿(mǎn)足和達到焊接工藝所提出的要求，以得到完全合格的焊縫。 

數字化焊接技術(shù)起始于上世紀80年代的焊接機器人。它用工控機來(lái)控制焊槍或焊鉗的運行軌跡、焊槍姿態(tài)及焊接規范。對于復雜的空間曲線(xiàn)焊縫（如馬鞍型焊縫）,通用的自動(dòng)焊接設備是無(wú)法完成的，而焊接機器人卻能勝任此項任務(wù)。另外在一些危險的作業(yè)環(huán)境中（如高溫、輻射）只能由焊接機器人往完成某項焊接作業(yè)。示教方式是焊接機器人用得最多的編程方式。它在離線(xiàn)的狀態(tài)下把焊槍沿著(zhù)要預定完成的焊縫作業(yè)軌跡上走一遍，從而把運行軌跡及其他參數記錄到工控機中。在線(xiàn)時(shí)即由工控機控制焊槍的運行軌跡、焊槍姿態(tài)及焊接規范，以完成焊接作業(yè)。

可以這樣說(shuō)，數字化焊接技術(shù)的核心就是焊機的數字化。和其它專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域一樣，焊接技術(shù)的發(fā)展同樣得益于數字電子技術(shù)的發(fā)展。

自1982年瑞典ESAB公司率先推出晶閘管弧焊逆變器產(chǎn)品，美國的Lincoln Miller Powcon、芬蘭的Kemppi、瑞士的ELTRON和日本的大坂變壓器公司等國際著(zhù)名的焊接設備公司都相繼推出了各自的弧焊逆變器產(chǎn)品。

這標志著(zhù)焊接電源主電路從模擬到數字化的跨越。對于焊接專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域來(lái)講，這是一項革命性的技術(shù)跨越。主電路的數字化，使焊接電源的功率損耗大大減少，效率達90%以上。由于工作頻率的進(jìn)步，回路輸出電流的紋波更小，響應速度更快，焊機可以獲得更好的動(dòng)態(tài)響應特性。

1998年奧地利Fronius全數字化焊機進(jìn)進(jìn)市場(chǎng)，標志著(zhù)控制電路數字化焊機的實(shí)用化，將傳統逆變焊機的模擬控制發(fā)展為數字化控制，極大地進(jìn)步了焊機對電弧的控制品質(zhì)。

近些年，焊機數字化技術(shù)發(fā)展越來(lái)越快，不斷的有更加先進(jìn)、功能更加強大的數字化焊機推出，數字化的人機交互系統得到深進(jìn)的開(kāi)發(fā)，這是很值得重視的一個(gè)數字化焊機技術(shù)發(fā)展的最新的動(dòng)向。

眾所周知，隨著(zhù)數字化、智能化、網(wǎng)絡(luò )化技術(shù)的發(fā)展，使數字化焊接技術(shù)，包括焊接電源數字化、焊接過(guò)程數字化和焊接制造數字化等方面得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。

焊接制造數字化是一種全新概念的先進(jìn)焊接制造技術(shù)，它集先進(jìn)焊接技術(shù)、先進(jìn)數控和計算機技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)、先進(jìn)材料技術(shù)、先進(jìn)檢測技術(shù)為一體，可以制造預定外形的零件，也可以使損壞的零件復原到原有尺寸，而且性能達到或超過(guò)原基材料水平。因此焊接制造數字化技術(shù)，實(shí)際是一門(mén)新的光、機、電、計算機、數字化、材料綜合交叉的先進(jìn)焊接制造技術(shù)。

數字化控制使焊接電源具有很好的系統靈活性。由于模擬系統的配置和增益是由阻容網(wǎng)絡(luò )硬件所決定的，一旦確定就很難改變，而在數字化控制系統中，只要改變軟件，則很輕易實(shí)現柔性控制。 在焊接過(guò)程數字化控制中，焊接電源的能量控制由電流、電壓、時(shí)間的協(xié)同方式來(lái)完成，具體表現為輸出波形的數字化。在CO2氣體保護焊數字化控制中，實(shí)現了一種智能化自尋優(yōu)控制方法。在脈沖MIG焊接Synegic控制法中，根據送絲速度自動(dòng)匹配電流脈沖參數，使熔化速度和送絲速度相適應。為解決系統對弧長(cháng)擾動(dòng)的恢復，QH－ARC103控制法采用多折線(xiàn)外特性，實(shí)現了弧長(cháng)的閉環(huán)控制。同時(shí)，還有在保持單元電流脈沖能量恒定的條件下，對弧長(cháng)和送絲速度同時(shí)控制的綜合控制法。

20世紀90年代末。奧地利Fronius公司推出了全數字化焊機。近幾年德國EWM、芬蘭Kemppi、日本松下和OTC等公司也陸續推出了相應的產(chǎn)品。其發(fā)展趨勢必將引起一場(chǎng)焊接設備的數字化革命，必將推動(dòng)整個(gè)焊接設備行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步?？梢灶A見(jiàn)數字化技術(shù)將促使焊接設備向智能化、高可靠性、低本錢(qián)方向快速發(fā)展。

高效、節能并能夠自動(dòng)調節焊接參數的智能型數字化逆變焊機將逐漸取代手弧焊機和普通可控硅焊機，而且以后焊機的操縱趨向于簡(jiǎn)單化、智能化，以符合當今淡化操縱技能的趨勢，擺脫對焊接操縱者技能的依靠。

隨著(zhù)世界上科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，焊接技術(shù)也一定會(huì )緊密地與當代高科技（電子、微電子、信息技術(shù)）相結合。而在步進(jìn)當今信息化微電子時(shí)代，展覽會(huì )上的所有產(chǎn)品幾乎都融進(jìn)了信息技術(shù)、智能數字化技術(shù)的新成果，從而將焊接技術(shù)進(jìn)步到一個(gè)前所未有的水準上。

黃石生先生： 高速、高效、優(yōu)質(zhì)和自動(dòng)、智能化是現代焊接技術(shù)的主要發(fā)展方向，研發(fā)和推廣應用數字化焊機是它的基礎, 也是實(shí)現現代化焊接工藝的重要標志。

近年來(lái)，隨著(zhù)大規模專(zhuān)用集成電路ASIC（Application Specific Integrated Circuit）、數字信號處理器DSP（Digital Signal Processor）及復雜可編程邏輯器件CPLD（Complex Programmable Logic Device）、現場(chǎng)可編程門(mén)陳列FPGA（Field Programmable Gate Array）的發(fā)展，使焊接電源設備與工藝的控制電路, 已經(jīng)過(guò)過(guò)往的分立元件、簡(jiǎn)單集成電路發(fā)展到以單片機、工控機,DSP、CPLD/FPGA為核心的數字化控制電路，即向數字化方向發(fā)展?，F代焊接電源設備,特別是逆變式的, 具有控制周期短，動(dòng)態(tài)響應快，能夠進(jìn)行精確控制等上風(fēng),與數字化信號處理和控制技術(shù)相結合，有如虎上添翼,可實(shí)現兩個(gè)目的：一是使用數字化技術(shù)迅速解決焊接電源設備自身題目；二是用數字化技術(shù)提升它的功能和性能，滿(mǎn)足先進(jìn)制造技術(shù)的需求。

DSP以其強大的指令系統及接口功能顯示出功能強、速度快、編程和開(kāi)發(fā)方便等特點(diǎn)而廣泛應用于通用數字信號處理.近年來(lái)DSP在焊接自動(dòng)控制領(lǐng)域也獲得愈來(lái)愈多應用。

隨著(zhù)電子設計自動(dòng)化（EDA）技術(shù)的進(jìn)步和軟件開(kāi)發(fā)系統的日趨完善，應用CPLD和FPGA進(jìn)行電子系統設計已經(jīng)成為發(fā)展主流，并開(kāi)始應用于焊接。

FPGA是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的集PLD器件現場(chǎng)可編程的設計靈活性和門(mén)陳列高密,度于一體的新型ASIC器件,它的出現引起數字系統設計方式的突破性變革，成為當今ASIC電路發(fā)展中一個(gè)異軍突起的新型電路.推動(dòng)了數字化控制技術(shù)的發(fā)展, 數字化焊接技術(shù)的發(fā)展,它從應用于弧焊電源,.到氣保焊整機;到電阻焊,等離子弧焊;從小功率到大功率埋弧焊;從單絲焊到多絲焊,到機器人焊接. 它以極快的速度向焊接領(lǐng)域縱深發(fā)展.

數字化焊接日漸完善

數字化焊接技術(shù)發(fā)展主要包括哪些方面的內容？

隨著(zhù)逆變技術(shù)的發(fā)展，單片機或數字微處理器已經(jīng)廣泛應用到焊接電源中。逆變技術(shù)是將工頻（50HZ）市電整流成直流再由大功率電力電子器件（IGBT或CMOS）逆變成20KHZ左右的中頻電壓給變壓器以傳遞功率，這樣變壓器及濾波電抗器的體積、重量大大減少；系統的頻帶寬，動(dòng)態(tài)反應速度快。數字微處理器（單片機）的作用就是能在數微秒級的范圍內調節大功率電力電子器件通斷的脈寬比（PWM），以控制焊接電源的電流、電壓，滿(mǎn)足焊接工藝的要求。

所謂專(zhuān)家系統是將眾多的焊接規范以數據庫的形式存儲到計算機中，這些焊接規范都是成功的經(jīng)驗數據。每一條數據都包含諸多信息，如：焊接方法、被焊材料、板厚、坡口外形、焊絲直徑、送絲速度、焊接電流、焊接電壓等等。當操縱者輸進(jìn)某幾項參數后就可以查詢(xún)到最佳的焊接規范，通過(guò)A/D或D/A把這焊接規范轉換成焊機的給定信號以控制焊接設備的運行。

焊接機器人焊接的專(zhuān)家系統裝在工控機中；大型成套專(zhuān)用焊接設備的專(zhuān)家系統裝在上位機PC機中，PC機與焊接電源內的數字微處理器備可以進(jìn)行數據通訊交換；小型成套專(zhuān)用焊接設備可以把焊接規范直接存儲到數字微處理器中。

焊接設備的運行狀態(tài)是要隨時(shí)監控檢測的。指針式或數字式儀表只能做到即時(shí)檢測而無(wú)法做到實(shí)時(shí)檢測。數字化檢測就是把焊接設備運行時(shí)的電流、電壓及其它參數輸進(jìn)到計算機中；也可以用高速攝影儀拍攝的熔滴過(guò)度圖像或CCD攝像儀拍攝的焊縫軌跡圖像輸進(jìn)到計算機中，這樣在計算機屏幕上就可以實(shí)時(shí)觀(guān)察到焊接設備運行時(shí)的電流、電壓波形或熔滴過(guò)度圖像、焊縫軌跡圖像。數字化檢測的最大優(yōu)點(diǎn)不但可以實(shí)時(shí)觀(guān)察、控制焊接設備的運行狀態(tài)，而且還具有強大的存儲功能，可以對焊接設備運行狀態(tài)作離線(xiàn)分析和數據治理。

以數字化檢測作為測試手段的設備通稱(chēng)為電焊機虛擬儀表，國家電焊機檢測中心（成都電氣檢驗所）已經(jīng)有貿易化的產(chǎn)品，這對我國焊接設備行業(yè)產(chǎn)品的出廠(chǎng)試驗、型式試驗以及國家電焊機產(chǎn)品質(zhì)量的檢測、檢驗工作都具有偉大的現實(shí)意義。

網(wǎng)絡(luò )監控可以把成套專(zhuān)用焊接設備運行狀態(tài)的諸多參數實(shí)時(shí)輸進(jìn)到PC機中，通過(guò)網(wǎng)關(guān)和路由器把PC機接進(jìn)Internet網(wǎng)，并且申請一個(gè)該機的IP 地址。這樣就可以通過(guò)Internet網(wǎng)遠程實(shí)時(shí)監控焊接設備運行狀態(tài)。

數字化焊機技術(shù)主要包括三個(gè)方面：

主電路的數字化，即從模擬式焊接電源到開(kāi)關(guān)式焊接電源、逆變式焊接電源主電路，發(fā)展到現在大量應用的是IGBT、MOSFET或雙極性晶體管式弧焊逆變器。而且涉及的焊接方法和材料范圍越來(lái)越廣，功率越來(lái)越大，相對體積越來(lái)越小。

控制電路的數字化，這方面的技術(shù)應用發(fā)展是非?？斓?。就控制系統的結構而言，數字化焊接電源的控制部分由單片機和DSP（數字信號處理器）共同構成，對給定信號流、參數反饋流和網(wǎng)壓信號流作綜合處理與運算、控制，達到焊接電源的數字化、信息化、柔性化的控制。

人機接口技術(shù)，人機交互系統是人機最直接的操縱界面，是操縱者向計算機輸進(jìn)信息、發(fā)出指令及觀(guān)察現場(chǎng)參數和信息的窗口，具有友好性、靈活性、功能性、明確性、一致性、可靠性等特點(diǎn)。國外已有焊機將液晶顯示和鍵盤(pán)操縱相結合，進(jìn)行焊接方法、焊接工藝參數設置和信息顯示等的人機交互過(guò)程。焊接小車(chē)和送絲拖動(dòng)系統的數字化控制，伺服拖動(dòng)已經(jīng)得到了應用。產(chǎn)業(yè)機器人和專(zhuān)機與焊機的數字化接口技術(shù)。隨著(zhù)機器人和專(zhuān)機在生產(chǎn)中大量應用，與焊機數字化接口技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。

以日本OTC公司最新推出的數字化焊機DP350為例，這是一種全數字控制脈沖逆變焊機，可以焊接各類(lèi)碳鋼和低合金鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金等。適應MIG/MAG/CO2等多種焊接方法。主要性能：最新的數字化脈沖波形控制技術(shù)；數字化飛濺及熔滴過(guò)渡控制；恒弧長(cháng)控制、熔深控制技術(shù)；可以?xún)Υ?00個(gè)焊接條件；與機器人控制器或者PC的通訊接口；伺服拖動(dòng)的四輪送絲機；數碼顯示焊接電流及電壓。

在國外已有數字化焊接電源產(chǎn)品，最具有代表性的如奧地利FRONIUS公司生產(chǎn)的TRANSPLUS SYNERGIC系列TPS2700/4000/5000全數字化焊接電源。它的心臟部分是一個(gè)數字信號處理器（DSP），由它集中處理所有焊接數據，檢測和控制整個(gè)焊接過(guò)程，焊機具有引弧、精確控制電弧、專(zhuān)家系統、一機多功能、焊接數據接口和評價(jià)系統等功能。焊機的操縱界面友好，一臺數字化焊機上實(shí)現了脈沖MIG、直流MIG、手弧焊、TIG焊等多種工藝方法的不同材質(zhì)、不同焊絲直徑的焊接功能，多功能性可見(jiàn)一斑。同時(shí)，參數的給定旋紐只有1個(gè)，這樣極大的方便了操縱者。又如，德國EWM公司生產(chǎn)的INTEGRAL系列數字化焊接電源，數字處理系統處理所有焊接數據，控制整個(gè)焊接過(guò)程，同樣具有專(zhuān)家系統、一機多用、計算機或網(wǎng)絡(luò )通訊、模塊化設計、焊接數據的存儲和分析系統等功能。Panasonic等公司也推出了數字化焊接電源產(chǎn)品，并相繼進(jìn)進(jìn)中國市場(chǎng)。

在國內，數字化焊接電源尚處于研究階段，一些高校和科研機構已在這方面開(kāi)展了工作。但目前國內數字化焊接設備的研究基本處于實(shí)驗室研究成果或中試階段，成功用于焊接生產(chǎn)示例的較少。

數字化焊接電源的發(fā)展與電力電子技術(shù)、信號處理技術(shù)及計算機控制技術(shù)的發(fā)展是密不可分的。從控制電路的角度看，數字化電源借助DSP技術(shù)實(shí)現了模擬PID控制器和PWM信號發(fā)生電路的數字化，隨著(zhù)模擬電路和數字電路有機結合的混膜電路的出現，預計不久的將來(lái)分立式的模擬電路將逐步為高度集成的數字化混膜電路所取代。

伴隨著(zhù)新型的功能強大的數字信息處理器（DSP）的出現，數字化焊接電源實(shí)現了柔性化控制和多功能集成，具有控制精度高、系統穩定性好、產(chǎn)品一致性好、功能升級方便等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)數字化焊接電源接口兼容性好，可以方便地與外部設備建立數據交換通道如機器人焊接系統的建立，焊接生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò )化治理與監控等等。

最新開(kāi)發(fā)的數字化逆變式焊接電源具有程序控制、參數預置、單旋扭一元化協(xié)調控制專(zhuān)家系統，可任意調節脈沖和非脈沖參數及多特性輸出多用途等功能，適用于CO2氣體保護焊、MIG/MAG焊、 脈沖MIG/MAG焊和手工電弧焊等。

隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，在焊接領(lǐng)域突現了薄板焊接的需求，市場(chǎng)迫切需求一種簡(jiǎn)便的手持式（便攜式）焊接技術(shù)。我所從事研制開(kāi)發(fā)便攜式節能型的新型焊機（它介于固定焊機和懸掛式焊機之間）并密切關(guān)注國外動(dòng)態(tài)。我們留意到國外有關(guān)便攜式焊機的報道甚少，參展的廠(chǎng)商也僅有少數幾家，品種規格也未幾。說(shuō)明在這個(gè)焊接領(lǐng)域的舞臺上正有我們可用武之地，我們既然做到了引“狼”進(jìn)室就必須預備與“狼”共舞，只有練好內功，自我加壓才能跳好“獨步舞”。

數字化焊接技術(shù)主要利用數字信號處理和微機控制具有的三個(gè)基本功能, 即數值計算\數值分析和實(shí)時(shí)控制, 實(shí)現數字化焊接,把軟硬件融合在焊接工藝中,進(jìn)步它的穩定性、精確度,生產(chǎn)效率、質(zhì)量和減少飛濺，使可實(shí)現熔滴過(guò)渡和弧計算\數值分析和實(shí)時(shí)控制, 實(shí)現數字化焊接,把軟硬件融合在焊接工藝中,進(jìn)步它的穩定性、精確度,生產(chǎn)效率、質(zhì)量和減少飛濺。

奧地利Fronius公司結合逆變技術(shù)和數字信號處理器技術(shù)，推出全數字化TPS系列（TPS2700/TPS4000/TPS5000）焊機。該系列焊機是數字化控制的弧焊逆變器. 其控制系統采用DSP芯片監控焊接過(guò)程，實(shí)現程序化引弧和收弧、智能化調節參數，簡(jiǎn)化了操縱。焊機具有MIG/MAG、TIG、手工焊和MIG釬焊等多種功能，可實(shí)現熔滴過(guò)渡和弧長(cháng)變化的精確控制。

數字化焊接日趨發(fā)展

數字化焊接對焊接設備、焊接材料、焊接工藝、焊接輔具等技術(shù)和產(chǎn)品有哪些新的要求？

數字化焊接應用于對焊縫要求較高的場(chǎng)合，這些場(chǎng)合的焊接設備中焊接電源必須是逆變型的，才能對實(shí)在行數字化控制。假如焊接電源是晶閘管相控型甚至是純電工產(chǎn)品的焊接變壓器，數字化控制就毫無(wú)實(shí)際意義。

數字化焊接技術(shù)的發(fā)展涉及到焊接技術(shù)領(lǐng)域的方方面面。數字化焊機的出現，對焊接領(lǐng)域的各個(gè)方面都提出了一些新的要求。

由于數字化焊機技術(shù)的發(fā)展，焊機本身更加高速、高效化、對熔滴過(guò)渡和熔深的精細控制等特點(diǎn)，要求焊接材料主要是焊絲同樣適應高速、高效的焊接特點(diǎn)。同樣的焊接工藝方面也呈現這個(gè)特點(diǎn)，由此帶來(lái)的對變形和應力的控制要求更高，尤其對焊接質(zhì)量智能化提出了更高的要求。

數字化焊接的高自動(dòng)化特點(diǎn)，對工裝夾具等焊接輔具的自動(dòng)化水平帶來(lái)了更高的要求。全自動(dòng)化的以適應數字化焊接高效要求的工裝夾具成為發(fā)展趨勢。

在發(fā)展數字化焊接和生產(chǎn)數字化焊接設備方面，我國很多科研院所已經(jīng)做了大量的工作并取得了較好的成果。但是不得不承認在國內的焊接生產(chǎn)重要領(lǐng)域，仍大量采用國外數字化產(chǎn)品。我們的數字化控制產(chǎn)品在技術(shù)成熟度、穩定性、功能、可靠性方面以及在多電弧高速焊中的協(xié)調控制方面尚需要進(jìn)一步完善。在以數字化控制模式、特性進(jìn)行建模、仿真，對相應的關(guān)鍵技術(shù)與開(kāi)發(fā)應用，包括數字化控制的技術(shù)方案（單純的DSP、DSP-MCU雙機、ARM嵌進(jìn)式）比較分析綜合應用方面進(jìn)行更加深進(jìn)研究。

數字化焊接電源的不斷發(fā)展將推動(dòng)整體焊接技術(shù)的進(jìn)步，將促使焊接技術(shù)向著(zhù)焊接工藝高效化、焊接質(zhì)量控制智能化、焊接生產(chǎn)過(guò)程機器人化的方向發(fā)展。隨著(zhù)數字控制技術(shù)的發(fā)展，尤其是數字信號處理器（DSP）的廣泛應用，使得數字化焊接電源的波形控制能力更為精確，為廣大焊接工作者提供了方便的新型焊接工藝研發(fā)手段，使新工藝、新設備的更新?lián)Q代成為可能。例如：多年來(lái)CO2氣體保護焊接工藝方法大量用于產(chǎn)品的焊接生產(chǎn)過(guò)程，但焊接過(guò)程飛濺較大一直是人們急于解決的題目。數字化焊接電源可以實(shí)現焊接電壓、電流波形在線(xiàn)快速檢測并計算短途經(jīng)渡特征參數，進(jìn)行自適應最優(yōu)控制，用現代控制理論算法使特征參數和焊接規范始終調整于最佳范圍內，使焊接電弧處于穩定、動(dòng)態(tài)性能最佳的工作狀態(tài)。對短途經(jīng)渡電流波形的上升時(shí)間、燃弧時(shí)間及下降時(shí)間以及各時(shí)段的電流峰值進(jìn)行精確控制、以達到進(jìn)一步減小焊接飛濺、改善焊接性能及焊接質(zhì)量的目的。

我所將節能電阻焊機系列產(chǎn)品全面實(shí)現了微機化更新。品種由單一品種發(fā)展成四大系列26個(gè)品種的節能點(diǎn)焊機體系，即DNJ便攜式焊機系列、氣動(dòng)便攜式兩用焊機系列、懸掛式焊機系列以及固定焊機系列；焊機控制技術(shù)從模擬控制發(fā)展到電子數字集成控制并終極形成微機化程序控制，產(chǎn)品普遍采用了計算機CPU技術(shù)對焊接規范參數進(jìn)行數字化的。優(yōu)化調節和匹配、對焊接電流波形進(jìn)行程序化控制與調節、對焊接全過(guò)程進(jìn)行監控實(shí)現直觀(guān)的數字顯示:；機電系統從分立發(fā)展到機電一體化，專(zhuān)用機械由單一模式逐漸走向電磁、氣動(dòng)聯(lián)動(dòng)模式，解決了一些過(guò)往單機難以攻克的焊接困難。如：大型油浸變壓器散熱片的專(zhuān)用深點(diǎn)焊機；汽車(chē)發(fā)電機轉子引出線(xiàn)的高速熔焊機；汽車(chē)燃油分配器成套多臺專(zhuān)用焊機以及半自動(dòng)平面點(diǎn)焊機等等。

首先要求焊接電源必須具有快速動(dòng)態(tài)反應特性；便于獲得任意的外特性曲線(xiàn)外形; 主電路功率管的控制驅動(dòng)功率要小,可控性好,以便適應數字化高速高效優(yōu)質(zhì)焊接的工藝需求. 根據這一要求,在機械\電磁\電子型等三大類(lèi)控制的焊接電電源中，電子控制型是合適的,特別是以極小功率進(jìn)行電壓控制的IGBT逆變式焊接電源，更多是最佳拍檔；要求改造現有常用的送絲\行走機構\輔具等晶閘管式驅動(dòng)控制電路；要求送絲\行走機構\輔具等進(jìn)步制造質(zhì)量\精度\可靠性,改善慣性，以便在進(jìn)步焊速過(guò)程中,保持穩定和焊縫成形均勻性；對焊接工藝條件要求更高，包括坡口加工精度和表面狀態(tài)，保護氣體質(zhì)量，同時(shí)要求焊材質(zhì)量有保證，最好開(kāi)發(fā)性能質(zhì)量更優(yōu)的新材料；對研發(fā)高層次人才和操縱員的素質(zhì)和水平要求更高，要能理解和把握數字化焊接技術(shù)原理和性能特點(diǎn)，才能充分其上風(fēng)。

數字化發(fā)展勢在必行

發(fā)展數字化焊接和生產(chǎn)數字化焊接設備，我國重點(diǎn)應從哪些方面做起？

焊接設備的可靠性是首要因素。經(jīng)過(guò)20多年的努力我國的焊接設備制造業(yè)有了長(cháng)足的進(jìn)步，逆變型焊接電源比重在逐年進(jìn)步，并為市場(chǎng)所接受。但是與進(jìn)口的同類(lèi)產(chǎn)品相比其可靠性方面還有不小的差距。我國大多數逆變焊接電源的IGBT仍處于硬開(kāi)通、硬關(guān)斷狀態(tài)，這是一個(gè)極大的安全隱患。只有把軟開(kāi)通、軟關(guān)斷技術(shù)成功地應用于逆變型焊接電源中，焊接設備的可靠性才有保證。焊接設備的可靠性進(jìn)步了，數字化焊接工作才會(huì )有堅實(shí)的基礎。

大功率電力電子器件長(cháng)期依靠進(jìn)口和非晶態(tài)鐵磁材料的價(jià)格高昂是制約逆變技術(shù)發(fā)展的又一因素。我國應該盡早解決這一題目。

我國的科技和工程技術(shù)職員，多年來(lái)在數字化焊接技術(shù)方面的研究，取得了一定的成果。尤其在實(shí)際工程應用方面逐漸成熟，但和國外焊接設備發(fā)達的國家比較，仍有一定的差距，這種差距是全面的。正由于此，我們發(fā)展數字化焊接技術(shù)一定要突出重點(diǎn)，現有的發(fā)展重點(diǎn)仍然應放在焊機主電路和控制電路的數字化技術(shù)方面，打好基礎，加強科技成果的產(chǎn)業(yè)化工作。

在發(fā)展數字化焊接和生產(chǎn)數字化焊接設備方面，除對數字化焊接設備中電力電子器件與磁性器件性能的研究和優(yōu)化匹配、數字化電源功率換能性能、主電路拓撲結構和PWM控制優(yōu)化、大功率逆變式數字化電源電磁兼容性以及數字化電源的建模、仿真等科學(xué)進(jìn)行深進(jìn)的研究探討之外，更重要的是打破體制與機制的束縛，通過(guò)產(chǎn)學(xué)研結合的方式進(jìn)一步加強應用性的試驗研究，這樣才能推動(dòng)焊接技術(shù)數字化的持續發(fā)展。

目前，產(chǎn)業(yè)發(fā)達國家的焊機制造廠(chǎng)商幾乎全部進(jìn)進(jìn)逆變焊機時(shí)代。這是由于逆變焊機對大幅度節省原材料（銅、硅鋼片），降低制造本錢(qián)，大幅度減少電耗和明顯改善焊接性能等方面都有突破性的意義，是電焊機產(chǎn)品發(fā)展的必然，也是我國電焊機制造業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代的必由之路。

由于近幾年國家從基金攻關(guān)課題的角度經(jīng)費投進(jìn)較少，行業(yè)中原有的科研院所、大專(zhuān)院校新技術(shù)、新產(chǎn)品研發(fā)能力明顯減弱。而有一批新興的企業(yè)團體逐步發(fā)展壯大。呼吁這些有實(shí)力的企業(yè)團體，要看到我國明天的焊接市場(chǎng)需求，瞄準國際焊接技術(shù)的發(fā)展方向，投進(jìn)人力、物力，不惜重金把握先進(jìn)技術(shù)。在我國焊接行業(yè)中逐步形成多家大型企業(yè)團體，以進(jìn)步國內焊接企業(yè)在國際市場(chǎng)的競爭力。例如：華崴團體在逆變焊接電源領(lǐng)域瞄準國際尖端技術(shù)，不斷開(kāi)發(fā)焊機中的高檔精品，與焊接界同仁共同努力，將國產(chǎn)逆變式焊接電源產(chǎn)品推向國際先進(jìn)水平，在逆變焊接電源領(lǐng)域達到強國地位。

在實(shí)現微機化的基礎上，我所最近又進(jìn)一步提出了“智能化”的奮斗目標：未來(lái)的焊機將包含：對各種信息、數據、圖像和邏輯的處理和綜合；對焊接規范的智能化設計；對焊接規范曲線(xiàn)的程序化設定和視屏編程；對各種焊接工藝參數（即專(zhuān)家系統）的存儲和選用；對焊接質(zhì)量的檢驗和判定；對廢品的剔除和合格質(zhì)量水平的認定，對機電一體化系統的編程控制和多語(yǔ)言的操縱系統等等。使操縱者“傻瓜化”，做到真正意義上的高質(zhì)、高速、高效、高益、走節能可持續發(fā)展的路。

數字化焊接技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵在人才，面向21世紀的焊接專(zhuān)家應把握數字化技術(shù)為核心的控制技術(shù)，既懂焊接又懂數字化控制.高層次的人才應以寬厚的基礎知識為底功，高出發(fā)點(diǎn)、高水平跟蹤數字化技術(shù)，研發(fā)數字化新技術(shù).低中層次人才應以熟練應用操縱化新技術(shù)。低中層次人才應以熟練應用操縱為培養目標，以適應現代焊接的需要,同時(shí)充分利用數字化焊接技術(shù)功能和潛力，并取得最佳焊接效果。