计算机辅助焊接工时与材料定额系统研制

1、魏艳红等：计算机辅助焊接工时与材料定额系统研制计算机辅助焊接工时与材料定额系统研制魏艳红1董志波1蔡建2（1哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室，1500062.南通锅炉厂，226005）摘要：本文建立了不同焊接方法不同焊接接头形式的焊接工时模型，设计了焊接工时计算系统， 可以完成手工电弧焊，埋弧焊，二氧化碳气体保护焊的焊接工时计算。进一步建立了母材定额模型和焊接材料定额模型，从而设 计了母材定额和焊材定额两个材料定额系统。母材定额系统可以对板材、圆钢、工字钢、角钢和槽钢的定额计算。焊材定额系统可以对各种接头形式的手工电弧焊，埋弧焊，二氧化碳气体保护焊焊接材料进行定额计算。系统能 够根

2、据用户输入的基本参数，自动推算岀焊接工时和材料定额计算所需的数据，计算结果可以保存和查找。用户可以通过本系统快速计算岀焊接工时和材料定额，提高了焊接工作效率，降低了生产成本。1 前言近年来，由于材料价格上涨，产品的材料费用所占成本比重越来越高。企业生产中的成本控制关系到 企业的生存和发展。所以，合理的计算焊接工时和材料定额可以有效的降低生产成本，提高企业的竞争力。 目前在焊接工时制定上，由于焊接的影响因素很多，加之工时制定人员的水平和对其掌握的尺度，角度不 同，因此制定出的焊接工时定额水平相差很大。究其原因，就是在目前多数企业仍然采用焊接时间定额经 验管理方法，如焊接定额标准采用格式的方法，修

3、改定额标准采用人工手算方法，制定焊接定额标准采用 经验估算法，管理焊接定额标准采用传统的旧的体系和手段等。在材料定额方面，许多企业仍是由定额员或工艺员根据零件设计图和规程设计信息进行手工编制，然后填写材料定额明细表和材料定额汇总表， 其不仅效率低、工作量大、重复性高，而且信息的准确性也难保证。其结果是因为焊接工时和材料用量的 数据不准确，造成了焊接材料的浪费或供应不足，焊工调配不合理，给生产过程中带来了很多意想不到的 问题，影响了生产周期，增加了生产成本。建立计算机辅助焊接工时和材料定额系统，可有效的降低焊接 生产的成本2-4。2 系统设计设计的焊接工时和材料定额系统的结构如图1所示。整个系统

4、模块的设计主要是由数据输入模块、数据计算模块、汇总报表模块，数据资料模块和数据库 维护模块五大部分组成，系统基于企业局域网设计，可以多用户共享，并且可以根据用户级别设计不同权 限。下面主要介绍工时定额和材料定额功能。3焊接工时计算模块的设计以手工电弧焊焊接工时计算模块的建立为例，如果焊接电流选定一个固定值，焊接速度v和焊接方法不变，那么焊接基本时间 T就与焊接的长度L近似为线性关系。Tb =L/V上面所述的时间仅只是一条焊道所需要的基本焊接时间。如果焊缝是由多条焊层和多条焊道组成，而 且每个焊层的焊接速度是不一样的话，还需将每个焊层分别计算，然后在将每个焊层计算所得时间T相加这样才能得到焊接基

5、本时间。算出焊接基本时间 Tb后再考虑焊接工作地布置与结束时间Tl，焊接辅助时间Ta，生理休息时间Tr和焊接准备时间 Tp才能得到焊接工时18。图2是通过焊接专家系统设计的一个包含焊接层数，焊接电流，焊接速度，焊接道数的工艺参数表。用户可以根据实际情况对系统所提供的参数进 行适当的修改，来方便后面的焊接工时计算。图1系统结构设计图2工艺参数表本系统会根据用户所输入的数据推算出一个工时修正系数来，这样可以结合焊接基本工时计算出焊接 工时。用户可以结合自身的实际情况对工时修正系数加以修改，提高计算结果的准确性。系统还可以供用 户输入工时单价，这样可以计算出焊接所需的工时费用如图3所示。4材料定额模

6、块的设计材料定额模块包含了焊接材料定额模块和母材定额模块两个子模块。焊接材料定额计算的关键是能够根据焊接接头形式计算出所需的熔敷金属重量。系统提供了一个涵盖 较广的坡口图库，根据用户输入的坡口尺寸参数和相应的计算公式，计算出熔敷金属的截面积19-21。此后,还要进一步考虑到这条焊缝的长度、熔敷金属比重以及焊接时的熔敷系数等参数，才能得到这一条焊缝消耗的焊材重量。例如，图 4所示Y型对接焊缝坡口，单位长度焊缝的焊材消耗定额为:妙二4岔+ (§_/尸迤耳卜(炬屁2 J其中p为焊接材料的密度，k为与焊接方法有关的焊接材料利用率。图3焊接工时计算C129魏艳红等：计算机辅助焊接工时与材料定额

7、系统研制图4Y型对接焊缝坡口系统坡口图库中建立 U型坡口、Y型坡口、X型坡口等大量坡口计算模型，基本能够满足用户的使用。母材定额计算是系统根据用户所输入的母材类型及型号等数据，到数据库中查找与之相对应的数据来推理 计算。例如：母材类型是 20型工字钢，系统会在工字钢的数据库中查找出该型号工字钢的线密度等数据， 再根据用户输入的工字钢的长度计算出母材的重量。图5所示即为材料定额计算界面。系统能够根据不同的焊接方法等原始数据自动生成一个焊材利用率数值用来计算实际的焊材用量，同时用户也能够根据实际 情况对焊材利用率进行修改，修正计算结果。系统还可以供用户输入母材单价，这样可以计算出母材的费 用。图5

8、材料定额计算系统完成计算后，可以形成一个计算结果汇总表，如图6所示。系统将用户输入的原始数据和计算出的结果全部传递到该界面上。用户对各种数据一目了然，方便用 户的使用，进一步用户可以进行打印输出报表。图6数据汇总表5结论在焊接工艺自动设计专家系统的基础上，进一步设计了对手工电弧焊，埋弧焊，二氧化碳气体保护焊 的焊接工时和焊接材料定额计算系统，同时实现了对板材、圆钢、工字钢、角钢和槽钢等母材的定额计算。 系统基于客户/服务器设计，多用户可以在一个企业范围内同时使用。参考文献1 姜锡光，季文波，张宏波，等计算机在焊接工时定额制定中的应用焊接.1999（ 1）2 谢剑，朱志明，郝刚，等.焊材用量、工时计算软件的应用和开发.熔焊新技术及应用研讨会.无锡.20033