电子计算机在热处理中的应用分析

2022-12-26袁毅胥

中文信息 2022年8期

袁毅胥

（湖南软件职业技术大学，湖南湘潭 411100）

热处理是一种用于金属材料、金属制品性能改善的工艺，可提升金属材料与金属制品的质量。热处理过程中，主要将所需处理的材料和制品加热到一定温度，并进行保温处理，之后结合材料及制品特点采用针对性方法冷却，转变其内部组织成分（有时只会改变其表面组织与表面成分）获取相应的性能，满足热处理的实际需求[1]。伴随着我国机械加工制造行业的高速发展，热处理行业也进入了高速发展状态。为保证热处理工艺的实际价值，热处理行业必须与时俱进，跟上加工制造业的发展步伐[2]，始终处于匹配状态，才能保证热处理行业的实际应用价值。热处理行业其实是一种传统行业，但其面临的生存环境越发激烈，经济市场竞争日益激烈。在我国加入世界贸易组织之后，全球经济一体化，经济市场竞争激烈程度日益升高。为了继续生存，满足客户的合理需求，则需积极创新改革，让热处理企业进入可持续发展状态，不断增强热处理行业的实际竞争能力。从现今发展趋势看，增强热处理企业的应变能力，让其短时间根据客户实际需求对金属材料及制品进行针对性处理，满足客户对产品的个性化需求，无疑能够提升客户对产品的满意度，也能提升热处理企业的实际竞争能力。在互联网背景下，电子计算机在多个行业广泛应用，直接增强了该企业的竞争实力，让该企业能够高效、迅速地完成生产、运营工作。在热处理行业中应用电子计算机，充分发挥其强大的功能，无疑能够促进热处理行业朝自动化、智能化以及灵活化发展，加快热处理行业的发展速度，让热处理企业更好地占领经济市场。

一、热处理行业的特点

热处理属于一种加工制作工艺，主要用于金属材料、金属制品的加工操作。热处理操作过程如下：将需要处理的原材料放入含有一定处理介质的容器中，并对原材料依次实施加热、保温、冷却操作，操作严格按照顺序进行，可达到改变原材料内部金相组织结构或是表面组织成分等目的[3]。热处理操作的根本作用是通过金属热加工工艺操作改变金属材料的性能，让金属材料性能达到消费者满意的状态，继而用于各行各业，满足各行各业对金属材料性能的根本需求[4]。相较于其他类型的加工工艺，热处理工艺一般情况下不会对原材料形状、原材料化学成分造成影响，这两大项指标是不变的。热处理工艺操作后，主要改变的是原材料工件内部显微组织，或原材料工件表面化学成分，改善原材料原本的性能，或是赋予原材料其原本不存在的性能，让原材料获取所需的物理学、力学、化学性能。从金属加工工艺操作看，除合理选择原材料、成型工艺之外，热处理工艺属于原材料加工中不可缺少的操作，这是让原材料变成性能符合要求金属材料的唯一方案。从实际应用可发现，热处理工艺方法多种多样，包含正火、淬火、退火、化学热处理、真空热处理、激光热处理以及感应热处理等多种工艺方法。

温度属于热处理工艺中的主要工艺参数之一，选择温度、控制温度，并保证操作的科学性及合理性，无疑能够最大程度上保证热处理质量符合要求。从热处理工艺可发现，其加工处理操作主要通过控制系统完成，这种系统包含各种炉，但在降温调节方面难度较大，且操作过程中存在较多影响因素，比如环境温度、联网电压以及被处理材料等。所以，热处理加工操作期间，必须有效控制温度，保证温度始终处于合理范围内，最大程度上预防温度发生异常，保证温度控制效果适宜。热处理工艺操作的特殊性决定其温控必须满足原材料的恒温、准确以及高速等需求。但在社会经济高速发展背景下，热处理工艺想要继续占有一定市场份额，与时俱进满足消费者的热处理加工操作要求，必须灵活调整温度，保证温度始终符合热处理加工要求，生产加工出性能达到标准的产品，让消费者满意。

二、热处理行业中应用电子计算机的必要性

热处理加工工厂工艺编制始终应用一种传统工艺过程设计方法，也就是工艺人员通过手工操作方式进行个体化劳动，工艺过程设计质量受工艺人员技术水平、加工经验影响[5]。但即便是同一位工艺人员，不同时期的工艺过程设计质量也存在鲜明差异。也有生产实践发现，不同工艺人员在为同一份金属零件进行工艺过程设计的时候，往往会有多种不同热处理加工方案产生，同一位工艺人员连续数次为同一份金属零件进行工艺工程设计，也会产生不同类型的热处理加工方案。所以若单纯依靠人工操作完成工艺工程设计工作，难以保证工艺设计方案的标准性与优良性，无法保证工艺设计方案符合标准。若在工艺工程设计过程中应用电子计算机技术辅助，无疑可以利用计算机技术完成工艺工程设计工作，设计操作期间明确工艺设计标准与要求，在满足标准和要求的基础上灵活设计，可最大程度上扭转人工操作对工艺工程设计的过分依赖，可有效扭转传统热处理行业的滞后问题，促进热处理行业工艺设计现代化，可制定科学统一合理的工艺工程设计方案，促使热处理工艺设计逐步标准化、最优化、科学化与个性化，提升热处理行业的竞争实力。

热处理加工操作期间，会产生大量基础技术数据、常用工艺数据。为保证热处理加工操作的科学性及合理性，在数据产生后，由工艺人员手工记录相应数据，数据记录在相应的记录本上，记录本定时上交，储藏保存到档案室或办公室。但是这种数据记录方法以及保存方法存在一定缺陷，需要耗费较多时间，且不利于工艺人员日常工作，记录本的回顾性很低，基本不会再次使用记录本，记录本的价值难以充分挖掘处理。但在引入电子计算机技术之后，可充分应用数据库技术、计算机作图以及计算机辅助设计技术，形成一个完成的工艺管理系统或工艺管理程序。在热处理加工操作期间应用该系统或该程序，无疑可以自动记录、删除、更新、文件报表打印信息数据，信息数据会自动存储到计算机储存库中。工艺人员若存在疑问，直接登录进计算机储存库中，查询相关信息数据，并利用计算机显示屏将信息数据充分显示出来，可实现热处理加工工艺和热处理设备计算机管理两项功能，可有效弥补传统人工记录统计数据的不足。通过计算机工艺管理系统或程序，还可结合热处理加工操作原理、手册数据、公式规则等，创建常规热处理工艺计算机辅助程序。辅助程序会主动收集大量工艺数据以及加工知识，还可创建更具科学合理特点的热处理决策逻辑，利用多种工艺逻辑原则，结合所需加工处理的金属原材料图像、加工要求、加工信息等，模仿热处理工艺人员完成工艺过程设计工作。而辅助程序中自动记录的加工信息数据以及原材料图形，均可指导工艺人员进行操作，还能为热处理加工提供充足证据。辅助程序会遵循热处理要求规范，充分保存热处理生产执行、质量情况的最初记录，热处理加工操作期间会自动记录工艺过程中产生的参数数据，并对参数数据进行有效标识，继而辅助工艺人员进行质量管理。

三、电子计算机在热处理中的应用

1.计算机网络控制技术

热处理加工操作看起来工序十分简单，但需要严格控制温度，才能保证加工处理的有效性与合理性，才能获得符合消费者要求的产品。在这一过程中，单纯凭借人力控制温度，无法避免温度的控制有效性，难以保证温度实际控制质量，所以产品的加工处理效果无法保障。但在热处理工艺过程基础上，构建数学模型并模拟数值之后，通过热处理过程中产生的多种物理量参数传感器检测装置、热处理生产工序启动程序控制软件，可顺利构建热处理计算机控制系统，也就是由计算机控制软件、计算机控制设备、仪表、传感器四大类组成的结合体。我国从八十年代初开始研究热处理的计算机控制技术，现今碳势控制技术、真空热处理控制系统以及炉温控制系统逐步实用化，并在热处理行业中广泛应用。伴随着我国计算机技术的高速发展，电子计算机的应用功能日益增强，模糊数学、PID自整定以及混合算法等多种精准控制技术得到广泛应用。现今计算机技术主张将热处理加工过程的控制操作独立出来，通过单独控制、单独管理的通信系统连成网络，由一台独立但是可和其他计算机进行连接合作的电子计算机进行管理和控制。电子计算机中有大量独立单元，各个独立单元均可独立完成控制及管理操作，并且可和主系统进行信息交换、信息数据传输，及时完成主系统分配的工作，并构成相应的计算机网络。现今用于热处理行业加工操作过程的热处理计算机网络控制技术已经取得一定成效，能够在热处理操作中发挥显著作用，有效弥补人工控制的缺陷。部分热处理企业还为电子计算机配备了数据库、专家系统，计算机网络运行期间可获得更多由终端提供的服务，获取更多网络控制功能，实际作用远远超出最初的计算机控制及管理功能。

2.热处理数据库及辅助决策系统

热处理加工工艺中会产生大量数据信息，若不整合这些信息，不利于热处理行业发展。既往多由工艺人员手工记录产生的各种信息数据，耗时过长，记录准确性难以保证。但在电子计算机应用后，热处理行业的数据信息记录工作发生了翻天覆地的变化，人工记录信息数据缺陷得到充分弥补。基于电子计算机技术，可构建数据库系统，系统属于数据处理核心机构，也是现代化电子计算机的主要应用领域。在热处理领域中应用电子计算机的信息处理技术，可在短时间内处理大量数据。但数据处理主要通过基于电子计算机的热处理数据库完成，可有序地进行信息处理与管理操作，还可将原始信息数据保存在数据库中。根据工作领域情况，热处理数据库会进行大概分类，包含金属材料、热处理原理、热处理工艺、热处理设备、热处理加工工艺过程等数据库。热处理数据属于基础科研技术，包含计算机模拟技术以及辅助设计技术等。现今我国已经认识到电子计算机在热处理行业中的应用优势，积极发挥电子计算机功能的同时，积极开发人工智能技术，主张创建更强大的热处理数据系统，为热处理数据处理提供更多有力支持，促进热处理行业继续发展，提升热处理行业的竞争实力。辅助决策系统其实是基于热处理数据库所研发的一种系统，可和热处理数据库联合应用，辅助工艺人员及时通过辅助决策系统查询热处理数据，合理选择原材料，合理设置工艺参数，最大程度上发挥热处理工艺操作的效果。

3.智能热处理技术与计算机智能化仪表

在热处理行业逐步发展过程中，智能化技术、智能化设备在该行业中广泛应用，有效弥补了传统技术以及传统设备的应用缺陷。热处理智能技术是一种基于信息技术改造热处理技术的成果，也是信息技术和热处理行业有效融合的产物之一，能够让热处理从经验性技术换变为知识性技术。在热处理行业的发展过程中，除信息技术持续发展普及，热处理面貌逐步改观，热处理知识的应用频率与创新频率日益升高，所以智能热处理技术问世，并在该行业中广泛应用。智能热处理技术主要基于现代控制理论、智能传感技术、智能测试技术、热处理一体化系统、生产记录的电子系统记录及管理等组成，其中热处理一体化系统可结合原材料类型与生产加工需求，自动生成优良理想的热处理工艺流程，自动启动仪器设备开始生产，在生产过程中结合材料加工要求自动开始控制温度，自动处理发现的各种影响因素，自动消除生产期间出现的补偿偏差对材料热处理质量造成的影响，所以其实际应用价值明显更显著。智能化仪表主要由计算机技术、微电子技术、测试仪表技术、传感器技术结合组成，也是传感器及测试仪表自然发展的必然趋势。我国从20世纪80年代开始研究智能化仪表，现今有很多类型的智能化仪表问世，尤其是热处理行业的仪表设备。充分应用智能化仪表，无疑可实现热处理多个工序智能化仪表操作，最大程度上提升热处理加工工艺质量。