T∕CWAN 0178-2026 熔化极气体保护焊虚拟仿真训练规范

熔化极气体保护焊虚拟仿真训练规范中国焊接协会发布I I1范围 2规范性引用文件 3术语和定义 4培训设备及场所要求 25培训系统功能要求 26培训内容与流程 7考核评价 Ⅱ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由哈尔滨华德学院提出。本文件由中国焊接协会归口。本文件起草单位：哈尔滨华德学院、黑龙江工程学院、黑龙江科技大学、哈尔滨职业技术大学、黑龙江瑞马克焊接技术有限公司、哈尔滨理工大学、思倍睿(广州)科技服务有限公司、中焊科技发展(哈尔滨)有限公司、北部湾大学、聚力新材料科技(日照)有限公司、山东大字南京埃斯顿电气有限公司、天津大学、天津市特种设备监督检验技术研究院。本文件主要起草人：朱斌海、王佳杰、宁亮亮、廉杰、李长威、郝亮、孟庆刚、王永东、崔元彪、王博、王雷、贾志新、朱志峰、林晓辉、邓军林、牛董山钰、李胜雷、武鹏博、于春洋、吴鞋、董昭宇、王本福、李汶轩、邹勇、何志军、信国松、刘晨曦、马青军、黎永.方乃文、黄雅馨。本文件为首次制定。2规范性引用文件仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版片(包括所有的修改单)适用于T/CWAN0009焊接术语熔化焊T/CWAN0009界定的及以下术语与定义近用于本文件将虚拟信息(如三维模型、参数数据、操作指引、仿真效果等)与真实环境实时叠加融合的技术，2明确了熔化极气体保护焊工艺在虚拟培训场景下的焊接参数、操作规范等核心内容，是VWTS开展标准化培训的核心依据，同时可与LMS协同，实现培训过程的规范化管理。4培训设备及场所要求4.1.3VWTS应能实时反馈学员操作，具备焊缝评估、姿4.2.1每3名学员至少配备1台VWTS设备。4.2.2VWTS培训区应与传统焊接区隔离，具备良好声学屏蔽和安生防护措施，单台设备占地面积不少4.2.3培训场所应在室内部署，日常使用虽无需室，但需严格控光(300-500lux、无直射4.2.5培训场所应有电脑设备用于LMS平台的安装，从而实现与虚拟焊接设备的连接。AR焊枪使用真实气保焊枪改造而成，缆线长度不少于3m,采用欧式或亚式接头与主机连接，可AR焊接工件配备不少于5套标准训练工件，包含板对接接头、搭接接头、T型接头、板管接头和3AR焊接工件可固定于工件固定架，形成全位置焊接结构，且支持各位置下不少于3层焊缝的虚拟焊接练习。5.5熔化极气体保护焊虚拟仿真系统核心功能5.5.1支持自由练习与教师定制考核练习两种模式；5.5.2可实现实心焊丝GMAW、药芯焊丝FCAW的虚拟焊接；5.5.3支持碳钢、不锈钢、铝合金等材质焊接，工件厚度可选3mm、6mm和10mm等规格；5.5.4具备不少于3层焊缝的焊接练习；5.5.5可模拟熔池、焊缝、气孔、飞溅、电弧形态及焊接声光效；5.5.6支持焊丝材质及直径的自定义选择；5.5.7设初级、中级、高级三个难度等级，各等级对焊接电流、电弧电压、工作、行走角、干伸长、焊接速度等参数的允许误差范围可独立设定；(工作角如图1所示；行走角如图2所示)焊枪工作角示意(左视)图1工作角焊枪行走角示意(主视)图2行走角5.5.8焊接过程中可显示工作角、行走角、干伸长、焊接速度等，同时提示当前工艺参数是否符合VWPS5.5.9可实时调节焊接电流电弧电压、焊接速度、送丝速度、气体流量，并同步显示当前熔滴过渡类5.5.10保护气体不当干伸长过长时，可在虚拟焊缝上生成对应气孔缺陷；5.5.11支持直线、三角形、锯齿形、月牙形、圆形等摆弧方式，可开启摆幅、停留时间等指引并调整指引标准，且摆弧效果与真实焊缝成型一致；5.5.12支持2步、4步焊接操作模式；5.5.13可对工作角、行走角、干伸长/弧长、轨迹吻合度、焊接速度等指标进行量化分析，各指标需配备全过程动态曲线，且支持焊接过程视频回顾(视角覆盖≥180°);5.5.14支持焊接操作者左右手操作切换；6培训内容与流程6.1.1VWTS使用培训4涵盖焊枪连接、工作支架安装、AR工件安装、设备启动、设备关闭。6.1.1.2核心功能操作头盔的佩戴与调节、系统的AR校准、VWPS的设置、焊接参数调节、AR训练指引的含义熟悉、系统的模式切换、系统设置、AR焊接训练实操练习、分析模块的展示与回放。6.1.1.3LMS系统操作LMS安装、LMS系统的网络连接、使用LMS系统进行理论学习、使用LMS系统进行AR焊接训练的结果分析和视频回看。6.1.2.1熔化极气体保护焊基础理论GMAW/FCAW基础：掌握GMAW和FCAW基础概念和原理；工艺设备参数：包括焊接极性、焊接电流、电弧电压、送丝速度；工艺操作参数：焊接速度、干伸长、焊接工作角、焊接行走角、旅向性；气体参数：保护气体类型、气体流量；材料要素：焊丝类型、焊丝直径、母材材质、母材厚度：接头与坡口设计：对接接头、T型接头、搭接接头等形式；I型、V型、X熔滴过渡形式：短路过渡、粗滴过渡、喷射大渡；常见工艺缺陷及防控：气孔、《溅、产渣未熔合等。6.1.2.2熔化极气体保护焊基础理论的VVTS实践VWTS通过工艺原理可视化、变量影响仿真、熔滴过渡模拟及错误操作与缺陷关联等模块，帮助快速掌握理论知识并建立实保关联，实现关键焊接变量的学习。工艺设备参数：包括焊接极性、焊接电流、电弧电压、送丝速度；工艺操作参为：接速度、干伸长、焊接工作角、焊接行走角、指向性；气体参数：保护气体类型、气体流量；材料要素：焊丝类型、焊丝直径、母材材质、母材厚度；熔滴过渡形式：短路过渡、粗滴过渡、喷射过渡；工艺缺陷：气孔、飞溅、夹渣、未熔合等。6.1.3实操培训打开指引开关进行一段时间训练，使操作者形成肌肉记忆后，再关闭指引开关进行训练；层数：一层；5摆弧方式：直线；母材材质：碳钢、不锈钢、铝合金；焊接结构：板对接接头、搭接接头、T型接头、板管接头、管管接头；焊接材料：对应母材材质选择焊材进行焊接；焊接电流和电弧电压：系统给定设置。6.1.3.2中级模式打开指引开关进行一段时间训练，使操作者形成肌肉记忆后，再关闭指引开关进行训练；层数：一层和两层；摆弧方式：直线；母材材质：碳钢、不锈钢、铝合金；焊接结构：板对接接头、搭接接头、T型接头、板管接头、管管接头；焊接材料：对应母材材质选择焊材进行焊接；焊接电流和电弧电压：自定义设置。打开指引开关进行一段时间训练，使操作者彩成肌肉记忆后，再关闭指引开关进行训练；层数：一层、两层、三层；摆弧方式：直线和摆动焊接；母材材质：碳钢、不锈钢、铝合金；焊接结构：板对接接头、搭接接头、T型接头、板管接头、管管接头；焊接材料：对应号材材质选择焊材进行焊接；焊接电流和引中压：自定义设置。理论学习：完成规定课时的理论课程，通过理论考核；基础AR焊接实操：在初级模式下完成熔化极气体保护焊虚拟仿真焊接练习，累计实操时长不少于16h;进阶AR焊接实操：完成初级模式培训后，在中级模式下完成熔化极气体保护焊虚拟仿真焊接练习，累计实操时长不少于32h;高级AR焊接实操：完成中级模式培训后，在高级模式下完成熔化极气体保护焊虚拟仿真焊接练习，累计实操时长不少于16h;6.3VWTS与实操训练的结合6为确保虚拟焊接培训系统(VWTS)与实际焊接培训有效结合，课程编排应根据学员培训级别合理分配VWTS焊接与实操焊接课时数。建议VWTS占总培训时数的70%,实际焊接培训占30%。通过虚拟系统强化基础技能，降低材料建议VWTS占60%,实际焊接培训占40%。在虚拟环境中巩固工艺细节，结合实操提升综合能力。建议VWTS与实际焊接培训各占50%。通过虚拟系统进行复杂工艺模拟与错误纠正，同时在车间7.2理论考试采用闭卷形式，考核内容涵盖熔化极气体保护焊基础理论、系统操作知识，满分100分，合格线为90分。练理论学习、理论测试、AR训练，并会使用LMS系统连接初级考核：1位置完成6mm碳钢板对接单层GMAW虚拟焊接；考核90分