自動化焊接技術在鋼結構生產中的研究與應用

袁超

摘要：國內科技水平的不斷提高，配合上社會整體環(huán)境變化，讓我國的工業(yè)生產能力得到全方位進步。在這樣的背景下，我國工業(yè)生產技術、生產模式、生產理念變化十分明顯，而這讓我國的經(jīng)濟水平來到了前所未有的境界。自動化技術可以讓鋼結構焊接效果得到整體提升，節(jié)省大量人力資源和物力資源，且保障焊接安全性。因當代社會背景下，鋼結構建筑已經(jīng)成為了常態(tài)，所以為了讓人們的生活質量得到提升，就必須保障鋼結構質量穩(wěn)定性和安全性，前提就是鋼結構焊接質量達標。本文將以自動化焊接為討論點，分析鋼結構生產中的自動化焊接技術意義，為提高我國鋼結構生產質量提供支持。

關鍵詞：自動化;焊接技術;鋼結構生產

前言：在國內科技水平全面發(fā)展的今天，各種新技術、新材料被廣泛運用，這讓我國的鋼結構生產發(fā)生了非常大的變化。現(xiàn)代建筑技術中，鋼結構是很重要的構成。焊接技術的升級與優(yōu)化可以讓施工過程更加穩(wěn)定與安全，讓人們收獲安全作業(yè)環(huán)境，對保護環(huán)境也有非常好的效果與作用。工作人員必須重視鋼結構自動化焊接，發(fā)掘其中問題，采取行之有效的方式逐一解決自動化焊接需要，這樣才能夠提高我國的自動化焊接水平以及我國的鋼結構作業(yè)質量。

一、標準化結構設計

通過調查可以了解到的是，當前鋼結構生產中，自動化焊接技術是常用技術。為了提高自動化焊接水平與能力，鋼結構自動化設備研究單位與生產企業(yè)就必須建立有效溝通與合作關系，并保持和工程設計師的聯(lián)系。工程設計師負責設計鋼結構構件應對工程需求，設計單位負責自動化焊接設備的制作，生產鋼結構的企業(yè)負責研發(fā)生產技術。三者的統(tǒng)一合作才能夠在鋼結構中真正展現(xiàn)自動化焊接技術的價值和作用[1]。距離來說，港珠澳大橋的建設，施工中用到了大量的鋼結構梁板，足足超過了40萬噸。龐大的工程量，且種類繁多而各種板件單元，必須使用標準化設計方式，此時自動化焊接就展現(xiàn)出了巨大的作用。標準化設計是確保港珠澳大橋質量的關鍵，也是自動化焊接港珠澳大橋的前提。

設計港珠澳大橋剛結構的過程中，一定要重視局部設計、細節(jié)設計。這樣才能夠便利后續(xù)的自動化焊接作業(yè)。如鋼結構的橫隔板勁肋設計中，假設橫向肋與豎向肋的縫隙非常小，那么使用焊接機器人豎向肋焊接中，因為有橫向肋的阻撓，焊槍將很難順利通過。此時為保障焊縫質量和連續(xù)性，就需要保障豎向肋與橫向肋的角度在50°，并相距40毫米。

二、精準焊接設備

為保障鋼結構的生產質量，達成自動化焊接目的，關鍵點在于擁有高精度自動焊接設備。港珠澳大橋有著非常龐大的車流量，所以很容易出現(xiàn)疲勞載荷問題。假設沒有妥當處理，不僅會影響到大橋的使用壽命和使用質量，同時也有可能會發(fā)生斷裂、坍塌等事故。為了解決該問題，鋼結構的構件制造必須保障精度，提高構件的抗沖擊韌性。此外必須保障構件的外形負荷要求，內部質量也必須達標[2]。焊接機器人擁有觸傳感和電弧跟蹤能力。所以合理使用焊接機器人，依靠焊接機器人的高精度焊接能力就可以提高鋼結構構件焊接精準度、生產精準度。

三、技術分析

不同種類鋼結構構件的生產，需要工程設計師展開不同的技術深度研究，確定具體內容和具體原理，幫助制造商改進生產設備。這樣就可以靠著合理技術和先進設備結合，順利實現(xiàn)自動化焊接目的，提高鋼結構產品性能、質量和生產效率。港珠澳大橋的鋼結構構件在生產中就有充分利用自動焊接技術，形成了非常好的效果。

（一）U型肋板單元

對港珠澳大橋來說，影響其使用壽命、使用時限的一個重要因素就是U型肋板單元和橋面板的焊縫，其直接承擔著車輛輪胎荷載，很容易出現(xiàn)疲勞、損壞這類問題。使用單面焊接技術焊接橋面板U型肋板單元焊縫，讓焊接熔度達到自身厚度4/5[3]。即在U型肋板單元高度是10毫米情況下，焊縫熔深應超過8毫米，不能有漏焊問題出現(xiàn)。此外，影響U型肋板單元焊縫質量的重要因素就是精準組裝。考慮到U型肋板單元的精確度需要，必須使用自動組裝機床。機床具有自動焊接、自動壓實、自動定位、自動除塵、自動打磨等各種功能，環(huán)保效果突出，可以有效提高鋼結構的組裝效率、組裝精確度，保障焊接質量。在完成U型肋板單元和橋面板組裝以后，二者的縫隙寬度可以控制在0.5毫米以內。

（二）板單元焊接

影響鋼結構構件質量的一個重要因素就是焊縫質量，尤其是頂板U型肋板單元焊縫質量。為保障質量和效果，正如前文所說一樣，必須保障熔透深度為鋼板厚度4/5以上。在保持外觀形態(tài)完整性的同時，不可以有任何漏焊。所以板單元焊接機器人應當和反變形翻轉胎架焊接U型肋焊接技術融合為一體，達成目標。并根據(jù)板單元焊接調查，使用雙道焊接技術。其中第一道是用小電流，讓U型肋板單元焊縫的熔透深度可以靠著觸傳感功能和電弧跟蹤功能得到保障。第二道使用大電流進行封頂，讓焊接呈現(xiàn)美觀的外形，提高焊接結構穩(wěn)定性和安全性。與傳統(tǒng)焊接技術相比，機器人焊接縫隙抗疲勞性突出，可以有效提高鋼結構板單元的抗疲勞和變形問題。

結語：從本文敘述可以得知的是，鋼結構生產中一定要重視自動化焊接技術的運用，做好系統(tǒng)化分析和研究，提高焊接技術水平，這樣才能夠保障鋼結構施工質量。自動焊接能夠提高施工效率、延長橋梁壽命，提高鋼結構施工效果、施工穩(wěn)定性、安全性。

參考文獻：

[1]翟浩，胡凱，谷浩鵬等.推土機鏟刀自動化焊接技術研究[J].建筑機械化，2020，41（07）：67-69.

[2]蘇增尚，孫安昌，李紅梅等.裝有易燃易爆藥劑的封閉容腔高壓充氣焊接技術[J].兵工自動化，2020，39（05）：92-96.

[3]孟顯偉.鍋爐壓力容器及四大管道焊接技術的應用探討[J].現(xiàn)代制造技術與裝備，2020（05）：152-153.