焊工操作量化评价系统的开发及运用

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焊工操作量化评价系统的开发及运用

天等行业内必不可少的职业（工种） , 社会需求量巨大。在培养优秀焊工过程中存在消耗较多

的时间、材料和人力，焊工操作技能的评价困难等问题。现利用传感器技术和科学算法开发出

焊工操作量化评价系统，可对操作者水平进行量化和直观评价，必将为高技能人才培养提供

强有力的支撑。

　　关键词：焊工操作；量化评价；系统开发；

焊工是操作焊机或焊接设备，焊接金属工件的人员，要求具备一定的学习、理解、分析及判

断能力，良好的视力，基本的辨别颜色及识图能力，手指手臂能灵活、协调地操作焊接设

备。但培养一名优秀的焊工需要消耗较多的时间、材料和人力，焊工操作或焊工技能的评价长

期成为企业或职业院校、培训机构的难题，采用可量化、直观的数据进行评价已经成为现阶段

焊接领域重要的研究课题。

　　一、现阶段焊工培训和评价的方式

从行业内来看，焊工培训评价的方式主要有两种，每种方式都有优缺点，下面进行简单介绍

和比较。

1. 师带徒方式

师带徒是最常见的教学或培训方式。借助经验丰富、技能突出和具有指导能力的师傅或教师带

领徒弟或学员完成训练。这种方式具体且直观，对学员的指导直接且深入。但 1名师傅仅能照

顾到 1~3 名学员的训练，对师傅的技术和经验都要求较高，且需要师傅长时间在培训工位中

进行辅导，对师傅的体能和责任心同样要求很高。常见的评价手段以师傅点评为主，不利于

成绩的长时间记忆和学员的长期提高，消耗材料较多，训练时间较长，效果不明显。

2. 模拟焊接方式

近几年，借助 VR 和模拟仿真技术，焊工培训领域也逐渐开发出基于 VR 技术的模拟焊接培训

方式。这种方式采用 1:1 模拟真实设备，焊接操作过程动画展示的方式，具有直观、可量化的

优点，减轻了师傅指导的压力，由系统提供数据进行评价。但本方法全部采用模拟的方式，

操作过程不真实，没有热传导、飞溅、烟尘等真实焊接中存在的特征，仅适合于初学者和安

全考试等方面使用；且设备昂贵，一台模拟设备的价格足够培养几十名焊工所需的工具、材料

和设备的消耗，市场反应一般，推广价值不高。

　　二、焊工操作量化评价系统的开发

针对焊工培训中材料消耗多、培训时间长、师傅要求高、评价不具体等问题，笔者结合长期焊

接专业培训和教学经验，在采用真实设备教学的基础上与传感器技术相配合，开发出焊工操

作量化评价系统，较好地解决了以上问题，在实际教学和培训中取得了较好的效果。

1. 设计思路

施焊者在焊接过程中，会出现手势不对、中间停顿不合理、层间温度把握不准、工艺参数调整

不准确的现象。但这些现象在实际训练中只能通过长时间的锻炼加以熟悉，更涉及"悟性"等非

客观因素，对培养合格的高技能人才不利。在使用弧焊电源过程中，主要的工艺参数有焊接

电流、弧焊电压等，而且实时变化。利用电流、电压的传感装置及信号收集器来对电流、电压

进行数据分析可以发现，高水平的焊工对工艺参数的把握在一定范围内。

基于以上理论，笔者根据弧焊电源外特性的变化曲线，制定施焊者在焊接过程中需要控制的

工艺参数变化标准，通过采集焊接过程中的电流、电压等动特性信息，经过与标准数据进行

比对、分析和运算，运用合理算法来指导和评价焊工操作水平，并能在弧焊电源评定和焊接

工艺评定工作中发挥重要的作用。

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摘要：

焊工操作量化评价系统的开发及运用天等行业内必不可少的职业（工种）,社会需求量巨大。在培养优秀焊工过程中存在消耗较多的时间、材料和人力，焊工操作技能的评价困难等问题。现利用传感器技术和科学算法开发出焊工操作量化评价系统，可对操作者水平进行量化和直观评价，必将为高技能人才培养提供强有力的支撑。　　关键词：焊工操作；量化评价；系统开发；焊工是操作焊机或焊接设备，焊接金属工件的人员，要求具备一定的学习、理解、分析及判断能力，良好的视力，基本的辨别颜色及识图能力，手指手臂能灵活、协调地操作焊接设备。但培养一名优秀的焊工需要消耗较多的时间、材料和人力，焊工操作或焊工技能的评价长期成为企业或职业院校、培训机...

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