Китай добился прорыва в области технологий мониторинга плавильной ванны при сварке TIG, благодаря чему сварка в сфере высокотехнологичного производства вступила в «эру визуализации и интеллектуальных технологий» 

На днях система интеллектуального мониторинга плавильной ванны при TIG-сварке, разработанная в Китае, прошла проверку в промышленных условиях. Система позволила решить проблему высококачественного наблюдения за плавильной ванной и динамического анализа с помощью искусственного интеллекта в условиях сильного светового излучения и задымления. Она уже применяется в таких отраслях, как атомная энергетика, аэрокосмическая промышленность и производство высокотехнологичного оборудования, что знаменует переход китайских технологий прецизионной сварки от «основанных на опыте» к новому этапу «интеллектуального управления».
Сварка TIG (сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа) благодаря чистоте шва и эстетичному внешнему виду является ключевой технологией в сфере высокотехнологичного производства, в частности в аэрокосмической и атомной энергетике, а также при изготовлении прецизионных устройств. Однако при традиционной сварке яркий свет дуги полностью скрывает плавильную ванну, и сварщик вынужден полагаться исключительно на свой опыт при оценке состояния процесса, что часто приводит к появлению таких дефектов, как неполное сплавление, поры и недостаточная глубина проплавления. В результате сложно обеспечить стабильно высокий процент брака с первого раза, а длительное пристальное наблюдение за дугой наносит серьезный вред зрению.
Суть данного прорыва заключается в двойном подходе «высококачественное изображение + интеллектуальный анализ на базе ИИ». Система оснащена промышленной камерой собственной разработки с высоким динамическим диапазоном, в которой используются специальные фильтры и алгоритмы подавления помех, позволяющие отфильтровывать 99 % вредного свечения дуги. Камера четко фиксирует динамику плавильной ванны с высокой частотой обновления 50 Гц и разрешением 1280×960, а задержка передачи данных составляет менее 80 мс. Благодаря оптимизации конструкции сварочной горелки и изгибу газопровода под углом 45° удалось снизить степень затенения поля зрения с 75% до менее 15%, что обеспечивает полную визуализацию плавильной ванны, сварочной проволоки и сварного шва.
Кроме того, в систему встроена модель глубокого обучения, которая в режиме реального времени извлекает 12 ключевых характеристик, таких как площадь плавильной ванны, ширина плавления и степень проплавки. При обнаружении отклонений система в течение 50 миллисекунд автоматически корректирует такие параметры, как сила тока и скорость подачи проволоки, создавая замкнутый цикл «определение — анализ — управление». При сварке ключевых компонентов космического оборудования данная технология позволяет повысить точность сварки до уровня 0,01 мм, снизить долю брака на 90% и обеспечить первоначальную отборку сварных швов на уровне более 98%.
В настоящее время эта система широко применяется в таких областях, как трубопроводы атомных электростанций, корпуса авиационных двигателей и высокотехнологичные сосуды под давлением. Данные по применению системы в одном из проектов по строительству АЭС показывают, что эффективность сварочных работ повысилась в 3 раза, сварщикам больше не нужно смотреть на дугу с близкого расстояния, что значительно снизило трудоемкость работы, а также обеспечивается сохранение видеозаписей и параметров всего сварочного процесса, что позволяет отслеживать качество на всех этапах.
По мнению отраслевых экспертов, технология мониторинга плавильной ванны в режиме реального времени при сварке TIG позволила сломать многолетнюю монополию зарубежных производителей и обеспечить замену ключевых компонентов отечественными аналогами. Это не только решает проблемы качества сварки в сфере высокотехнологичного производства, но и способствует выходу китайского интеллектуального сварочного оборудования в число мировых лидеров. Благодаря глубокой интеграции искусственного интеллекта и технологий машинного зрения в будущем сварка станет полностью «беспилотной, точной и цифровой», что обеспечит ключевую технологическую поддержку для модернизации китайской промышленности по производству высокотехнологичного оборудования.