熱加工過程中的微處理器的應用與發展

劉鑫巍

摘 要：微處理器不僅是微型計算機的核心部件，也是各種數字化智能設備的關鍵部件。國際上的超高速巨型計算機、大型計算機等高端計算系統也都采用大量的通用高性能微處理器建造，文章就熱加工過程中的微處理器的應用與發展進行了探討和分析。

關鍵詞：熱加工；微處理器；發展

微處理器與傳統的中央處理器相比，具有體積小、重量輕和容易模塊化等優點。微處理器的基本組成部分有：寄存器堆、運算器、時序控制電路，以及數據和地址總線。微處理器能完成取指令、執行指令，以及與外界存儲器和邏輯部件交換信息等操作，是微型計算機的運算控制部分。它可與存儲器和外圍電路芯片組成微型計算機。隨著人們對工業品質量和性能多樣化的要求越來越高，熱加工過程中的微處理器技術面臨著機遇與挑戰并存的局面。技術人員都在致力于提高熱加工水平，使熱加工發展成一種高效、節能、無污染、低成本的工藝技術。

1.熱加工的工藝特點

熱加工對金屬的組織和性能產生了巨大的影響，主要包括以下4個方面：改善金屬的組織：熱加工可以明顯改善金屬中的氣孔、疏松等組織缺陷、消除偏析、均勻化學成分等，從而明顯提高材料的性能；改變晶粒大小：正常的熱加工一般可以細化晶粒，提高材料性能；形成纖維組織：熱加工中形成纖維組織，有利于提高材料的塑性和沖擊韌性等性能，但是纖維組織的形成有賴于合理的設計熱加工工藝；形成帶狀組織：金屬中產生了帶狀組織，將產生橫向塑韌性顯著降低等問題，所以熱加工時需盡量避免帶狀組織的產生。熱加工過程中極其關鍵的技術之一就是對溫度的控制。金屬的熱加工必須準確控制在一定的溫度范圍之內，這是提升熱加工產品質量所面臨的主要問題。眾所周知，熱加工所用的各種設備本身就是一個非常復雜的系統，且產品質量的影響因素多，所以熱加工工藝過程的精確控制就成為特別重要的技術。

2.熱加工微處理器的發展和應用

隨著科學技術的不斷發展，人們對熱加工工藝過程的精度控制、能源節約和效率要求越來越高。目前，各種熱加工方法主要是借助于微處理器對過程實行控制，由于微處理器能進行算術和邏輯運算，執行指令、與外界設備互換數據、存儲數據，執行程序的精確性得到保證，能更精確地執行工藝方面的特殊要求，保證工藝參數的精確性，確保工藝過程的規范，提高熱加工效益，從而減少熱加工過程中的能量消耗，達到節能的目的。如今，人們越來越重視微處理器在熱加工行業中的應用。

2.1在鑄造中的情況分析

鑄造是一種使用較早的熱加工工藝，也是現代制造業的基礎工藝之一。具體來講，就是在特定形狀鑄模中加入室溫為液態但隨后能固化的物質，使其凝固成形的一種加工方法。隨著綜合性能更高的期望和人們對節能、環保的要求，對鑄造技術的提高刻不容緩。微處理器在鑄造工藝中的發展和應用主要體現在工藝參數控制、工藝過程的計算機模擬等方面。在工藝參數控制方面，技術人員引入微處理器對真空調壓鑄造、低壓鑄造液面加壓控制、超聲鑄造電源等工藝過程進行精確控制，實現高質量、高效率的現代鑄造。在計算機模擬方面，基于微處理器對圓柱面鐵路橋梁支座、電機皮帶輪、頭部鏈輪體、冷卻機輪轂、扇形平板等產品的鑄造工藝進行模擬，進行方案優選，為實際生產提供可靠的依據，從而有效提高了產品質量、降低了生產成本。

2.2在鍛造中的情況分析

鍛造是指通過施加壓力在金屬上，使金屬發生塑性變形從而使其獲得一定的形狀、尺寸和機械性能的加工方法。鍛造作為一種重要的熱加工工藝，其工藝過程的控制和技術改進，是確保鍛件產品質量和滿足現代工業制造更高要求的關鍵所在。微處理器作為一種強大的數據分析、管理和預測工具，也越來越多地應用在鍛造工藝過程中。在鍛造操作機控制、等溫鍛造、模鍛水壓機動梁速度、鍛壓機液壓系統、模鍛液壓機控制等方面，微處理器得到了較大的發展和應用，為鍛造工藝過程的精確控制發揮了積極的作用，有效提高了鍛造質量。同時，微處理器還被廣泛用于對重卡前軸成形輥鍛、馬蹄形接頭等溫鍛造、閥體胎模鍛以止推軸承毛坯、刮板、鎂合金汽車控制臂、大型突變截面連桿制坯等的鍛造工藝過程模擬，為減少試驗次數、加快研發步伐、提高企業效率起到了卓有成效的作用。

2.3在焊接中的情況分析

焊接是熱加工中的一種重要的工藝方法，在加壓或加熱條件下，用或者不用填料，使同種或異種材質的工件實現原子間結合，形成牢固連接。焊接過程非常復雜，影響因素多，且肉眼往往難以觀察，需要借助其它手段才能更好地實現工藝控制和提高焊接質量。為此，人們將微處理器廣泛地應用在焊接工藝中，如：電子束焊接、數字化直流脈沖MIG焊接、串聯電弧焊接等工藝過程的控制；研究了16MnR鋼的焊接性及厚板焊接質量、低溫鋼1 6MnDR大型矩形截面結構焊接變形、基于MIG/MAG的環縫焊機焊槍運動、高速列車下薄壁電氣控制箱焊接變形、弧焊過程熔透性等的控制策略和方法；模擬了鋼材薄壁圓筒環縫電子束焊接數值、鋁合金攪拌摩擦焊接數值、不銹鋼激光搭接焊接頭溫度場數值、高頻電阻焊連續油管焊接組織性能等，有效提高了焊接過程的控制和焊接質量。

3.結束語

鑄造、鍛造、熱軋、焊接、熱處理等熱加工方法在不斷的更新和進步，也需要完成更加復雜、更加高質量的熱加工工藝。同時，隨著市場的不斷擴大，微處理器的功能不斷完善、性能越發提高、價格也更加低廉；微處理器在熱加工過程中扮演著越來越重要的角色，提高了熱加工過程的效能，大大地保證了控制精度和工藝規范，節約了能源，減少了生產成本，從而更加推動了微處理器在熱加工行業中的普及程度。另一方面，在我國，微處理器在熱加工中的應用研究成果，絕大部分掌握在高校和科研單位，企業可以采用產學研等合作模式將成果盡早利用在實際生產中，減少自身研發投入，加快高技術的應用，提升企業競爭力。

參考文獻：

[1]王有超.鑄鋁低壓鑄造工藝計算機模擬[J].機械制造，2013

[2]劉學斌.計算機模擬在鑄造工藝優化中的應用[J].企業文化，2014