智能高效焊接 |22位专家在2023钢结构智能高效焊接技术交流会上做深度分析

2023-05-22     

5月17~19日,在中国钢结构协会、中国建筑金属结构协会、中国工程建设焊接协会的指导下,在机械工业信息研究院、长三角钢铁产业发展协会、湖北省焊接协会、湖北省钢结构协会大力支持与积极组织下,由金属加工杂志社、武汉钢铁集团轧辊有限公司、武汉一冶钢结构有限责任公司和中核集团高效智能化焊接重点实验室等单位承办的以“高效·合作·共赢”为主题的2023钢结构智能高效焊接技术交流会在武汉成功举办。来自全国各地钢结构制造及应用企业、焊割企业、智能制造企业,哈工大、华科、武汉理工等数家重量级高校教授以及行业专家近300人参加,并有来自协会、企业和高校的二十二位嘉宾针对行业痛点技术,进行演讲探讨。

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钢结构焊接发展趋势:数字化、自动化和智能化


正如机械工业信息研究院、机械工业出版社党委副书记周宝东在会议开幕致辞中所言, 作为建筑、桥梁、工程机械、轨道交通、铁路等行业的重要构件,钢结构犹如房屋的脊梁,起着重要支撑作用。可以说,钢结构的质量决定着以上各行业质量,钢结构的智能高效焊接有利于以上各行业提质增效。随着我国社会老龄化、劳动力资源短缺和劳动力成本的加深,钢构件工厂迫切需要自动化设备来取代从事重复工作的劳动者;随着社会分工的细化和行业集中度的增加,钢结构工厂的门槛在不断提高,数字化和自动化生产已成为主流。

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机械工业信息研究院、机械工业出版社党委副书记 周宝东


焊接作为工业“裁缝”,将各种钢结构裁剪拼接成可用构件,传统焊接工艺因为烟尘、弧光、金属飞溅的存在和工作环境恶劣,影响了钢结构焊接的质量与效率,比如建筑钢构焊接、船舶钢构焊接等迫切需要转型升级。

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中建四局钢结构工程事业部副总经理、教授级高级工程师 刘晓斌


中建四局钢结构工程事业部副总经理、教授级高级工程师刘晓斌介绍到建筑钢结构在我国获得突飞猛进发展,为了与钢结构大国的能力相匹配,应大力促进焊接技术和焊接装备自动化的发展,提高我国钢结构建造的质量和效率。刘教授提出数字化焊接工艺,主要包括设计数据库+工艺数据库+环境数据库+质量数据库,在线优化和监控;并通过计算分析和测控焊接热循环、焊接应力状态对工件性能的影响,推动形成有机理规律可循的、能定量预测和控制的新型焊接体系。

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武船重型工程股份有限公司副总工程师 张华


武船重型工程股份有限公司副总工程师张华也谈到过去十几年,我国的钢桥焊接技术实现了跨越式发展,先进焊接技术赋能钢桥制造,有效提升了产品制造质量,缩短了制造周期,改善了劳动条件;自动化焊接技术在钢箱梁板单元制造中得到了全面应用,建立了新一代正交异性钢桥面板制造技术体系,大幅提升了疲劳性能。张总认为应该清醒地认识到,用工成本高、生产效率低、粗放式制造的行业属性还没有得到根本性改变,标准化、精细化、自动化、智能化制造是行业发展方向,桥梁工作者需要进一步提升设计理念、改进制造模式,充分吸收借鉴其他行业先进经验,持续深入开展钢桥领域关键技术研究,共同推进产业转型升级。

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上海宝冶集团有限公司首席专家 陈桥生


上海宝冶集团有限公司首席专家陈桥生老师在报告中介绍到,随着大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的迅猛发展,钢结构企业应从全流程BIM应用、物料数字化管理、制造设备数字化、构件标识数字化到施工阶段的智慧工地平台等各种维度尝试数字化应用。

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中国核工业二三建设有限公司设计公司总工程师 冯英超


中国核工业二三建设有限公司设计公司总工程师冯英超介绍到,因焊接流程中存在的问题而造成的严重后果,必须吸取经验教训,引起重视。他介绍了太平岭核电等形成标准数字化焊接应用场景,实现任务在线管理、焊材自动发放回收、焊接数据实时采集及智能控制、焊接全流程数据统一可视化呈现。该技术可迁移至各钢结构焊接作业行业,并进行定制开发应用。但同时也要思考一些与多品牌设备通讯衔接的问题,数据安全性的问题,数据深加工为智能化焊接提供数据支撑、数据赋能、辅助生产的问题等。


直击痛点,助力钢结构应用企业的高质量发展


钢结构焊接质量和生产效率,对于工程安全和行业高质量发展具有非常重要的意义。只有在每个技术细节把控好,才能保证钢构件乃至成品的质量与安全。


中国工程建设焊接协会常务副会长、教授级高级工程师刘景凤在报告中提出了焊接的“加减法”的概念,还指出,无论是给焊接做加法或是做减法,都需要在高效焊接技术研发上不断创新和努力。

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中国工程建设焊接协会常务副会长、教授级高级工程师 刘景凤


针对我国的钢结构焊接规范和主要变化,上海市焊接学会秘书长顾福明详细分析了AWS D1.1《钢结构焊接规范》(2020)每一章的内容,包括规范引用、术语和定义、焊接接头设计、工艺评定、制造、检验、现有结构的加强和修复。“如果大家都能认真研读标准、按照标准进行操作,将直接关系到企业的效率”主持人包头职业技术学院的冯岩青教授谈到标准的重要性。

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上海市焊接学会秘书长 顾福明


针对U肋焊接智能化及矫形自动化技术,来自中铁宝桥集团有限公司专家、焊接专业带头人张剑峰介绍了U肋+面板焊接相关内容以及板单元矫形技术和智能生产线,中铁宝桥通过集成实施信息化系统以及先进的智能生产设备群,基本建成了上下联通、业务闭环、典型覆盖的板单元智能制造生产线。通过深中通道钢箱梁等项目的实施,验证了钢箱梁智能生产线,U肋板单元焊接及矫形等关键技术全面达到预定目标。该生产线为智能制造打下了坚实基础,提升了钢桥梁制造品质,在行业内具有示范作用。

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中铁宝桥集团有限公司专家、焊接专业带头人 张剑峰


针对耐候桥梁钢的绿色制造技术,来自中铁山桥集团有限公司首席专家、焊接室主任、教授级高工徐向军对耐候钢桥焊接技术进行了相关的介绍,具体举例了阿拉斯加桥耐候钢、官厅水库特大桥耐候钢、黑河大桥耐候钢的焊接技术应用情况,徐教授介绍到与普通钢桥相比,虽然耐候钢桥的钢板和制造费用高,但由于耐候钢桥运营过程中免涂装维护,从全寿命周期的费用来看耐候钢桥显示较好的经济效果。目前,国外已将耐候钢逐渐当作一种普通桥梁用钢来广泛使用,相信未来耐候钢桥在国内也有巨大的发展前景。

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中铁山桥集团有限公司首席专家、焊接室主任、教授级高工 徐向军


针对异种钢厚板焊接工艺,来自武汉理工大学教授、博士生导师甘进教授团队的刘华兵博士对异种钢厚板焊接工艺残余应力测试与调控进行了相关阐述,将异种钢厚板焊接件残余应力测试进行了相应的分类,根据表面残余应力和内部残余应力,不同的有损检测和无损检测的众多检测方式。在调控方面,刘博士带我们了解了超声波冲击技术,该技术的主要作用是残余压应力晶粒细化,以提升疲劳寿命、抗腐蚀性能以及拉伸性能。

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武汉理工大学教授、博士生导师甘进教授团队 刘华兵博士


针对电弧对侧壁加热不充分,熔池热量作用侧壁不足,易造成侧壁未熔合缺陷的问题,来自江苏科技大学教授胡庆贤给出一种超厚板窄间隙GMAW焊技术, GMAW焊接熔池强机械搅拌的焊接传热调控新技术,无需外加复杂的机械式焊丝摆动或者电磁装置。利用钨搅拌棒在熔池内产生强迫对流传热,加速熔池高温流体向窄间隙侧壁的能量传递来改善侧壁熔合质量。未来,搅拌参数如何时空调控侧壁熔深仍需进一步研究。

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江苏科技大学教授 胡庆贤


针对中厚板钢结构高效窄间隙焊接技术,来自哈尔滨工业大学教授、博士生导师耿正提出,对于中厚板焊接,为了提高焊接效率,除了提高焊丝熔覆率之外,采用窄间隙坡口可以大幅度降低坡口的焊丝填充量,常规窄间隙焊接方法对焊接坡口的尺寸精度有严格要求,要求机加坡口,组对间隙误差小于1mm,但是这些要求在钢结构的生产中是难以满足的,于是耿教授阐述了一种全新“换位思考”的适用于钢结构焊接生产的窄间隙焊接方法,把焊接工件的板厚看作焊缝长度,旋转90度,把厚板工件立起来,0度坡口电弧对工件侧壁的有效加热作用有限,侧壁熔化量相对于V形坡口更小,尤其是高温区停留时间变短,冲击功提高,通过冲击功实验结果表明,热影响区冲击韧性高于焊缝金属,不同机构三次检测结果均高于130J,保证窄间隙坡口侧壁可靠融合的同时焊接热输入可控。

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哈尔滨工业大学教授、博士生导师 耿正


针对焊接飞溅的问题,深圳市麦格米特焊接技术有限公司营销策划经理段俊昌经理在报告中提出麦格米特的弧焊机器人焊接电源可以达到0.08秒闪电切换job参数,切换过程稳定可靠。麦格米特短路过渡低飞溅技术,可以让融滴平静的进入熔池,减少了液桥爆断带来的主要飞溅,同时整个波形控制极大降低热输入。麦格米特的“临界脉冲”通过配件,气体和招工方面的低成本以及高效率,把脉冲做到类似直流的手感,克服了脉冲焊机一直是人工焊的痛点。段经理指出,随着中国制造的转型升级,应该逐渐打破对国产焊机的刻板印象,国产焊机性能同样可以是媲美世界焊机品牌。

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深圳市麦格米特焊接技术有限公司营销策划经理 段俊昌


针对轻量化高效焊接工艺的难点,宾采尔(广州)焊接技术有限公司手工产品销售经理刘健杰介绍了他们的新产品——宾利焊枪。焊枪在原有的基础上进行了创新升级,很大程度地解决了焊接疲劳的问题,提高焊接效率。

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宾采尔(广州)焊接技术有限公司手工产品销售经理 刘健杰


针对改善焊工工况问题,来自固安百滤得机械制造有限公司行政总监李志伟介绍了该公司关于焊接烟尘的智能化治理的相关技术;来自长沙吉天环保科技有限公司营销总监、环保高级工程师黄磊带来了中大型结构件制造中烟尘粉尘废气治理解决方案;株洲悍威磁电科技有限公司总经理任争胜,带来了安全节能型电永磁铁在钢结构行业的应用的解决方案。

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固安百滤得机械制造有限公司行政总监 李志伟

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长沙吉天环保科技有限公司营销总监、环保高级工程师 黄磊

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株洲悍威磁电科技有限公司总经理 任争胜


针对高功率激光复合焊接工艺应用技术,深圳市铭镭激光设备有限公司高功率激光焊接工程技术中心主任万华针对激光电弧复合焊接技术的优势进行了阐述,万主任在报告中展望,随着万瓦级激光器技术的成熟,钢结构厚板中激光切割下料与焊接精度的控制将不会再有限制,激光电弧复合焊接技术能更有效提高金属厚板的质量和效率。

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深圳市铭镭激光设备有限公司高功率激光焊接工程技术中心主任 万华


针对数字化高速脉冲焊接工艺,广东威尔泰克科技有限公司营销总监宋军民介绍到高速脉冲焊接工艺采用HSL脉冲控制技术,通过快速的电流响应形成高度集中的脉冲电弧,增强熔池流动性,促使焊缝融合,提高35%的焊接速度;快速的电弧动态调节能力,能使焊机在电流不变的情况下匹配更高的送丝速度,提高焊接的熔覆效率。

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广东威尔泰克科技有限公司营销总监 宋军民


现场对接,机器人助力钢结构智能高效焊接


2023政府工作报告明确指出我国要“扎实推进中国式现代化”“促进传统产业改造升级”“加快建设现代化产业体系”,为推进机械工业高质量发展指明了方向,机器人被认为是制造业转型升级的关键技术与竞争焦点,因此,打通钢结构应用企业与智能焊接企业之间的沟通渠道至关重要。在本次会议期间,有数十家机器人企业参加,而不少的机器人企业直接跟钢结构应用企业达成合作意向,充分地说明机器人在赋能钢结构高效焊接方面的重要作用。


那么,钢结构焊接机器人应用现状究竟如何?针对这一问题,来自北京石油化工学院副教授罗雨介绍了钢结构现场安装焊接机器人技术现状及趋势,罗教授在报告中列举了众多钢结构机器人焊接的应用案例,总结出通过机器人、专机的组合,可使用最大的焊接电流焊接,实现高精度的焊缝。与钢结构工厂预制机器人焊接相比,钢结构现场安装焊接机器人工作环境差、工况复杂,应针对现场工况,研发各种体积小巧、质量轻、安装方便、操控简单的模块化便捷式移动机器人。新型高效焊接工艺及焊接自动化装备应用研究,可以推进高效焊接工艺的应用。

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北京石油化工学院副教授 罗雨


从会议现场情况来看,各机器人企业纷纷展示自家特色产品。中集飞秒(上海)机器人科技有限公司研发总监张兆彪介绍了中集飞秒FESINWELD免示教多层多道智能焊接系统。采用了自主开发3D内核,强大三维引擎可导入STP、IGS、STL等格式,可视化操作复杂构件焊接,三维动画操作式交互体验,一个普工通过操作电脑控制2~3台智能焊接工作站,真正意义实现工作站群控,一人顶替多人,减少了成本,提高了工作效率。

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中集飞秒(上海)机器人科技有限公司研发总监 张兆彪


芜湖行健智能机器人有限公司副总经理王大江介绍了行健机器人的技术特点,自主研发复合视觉、Al、工艺深度积累。王经理总结到,检验钢结构行业焊接设备价值的唯一标准是高质量、高效率。

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芜湖行健智能机器人有限公司副总经理 王大江


深圳市智流形机器人技术有限公司智能焊接产品线总监商大伟提出了云网边端智能焊接方案,云焊接专家系统提供知识模型到离线编程机器人接到指令,上传实时数据再给到焊接系统,商总监介绍了智流形的核心优势,控制、软件以及算法,同时持续探索更高效的焊接技术,让他们的焊接系统发挥出更出色的水平,为钢结构行业产业升级贡献一份力量。

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深圳市智流形机器人技术有限公司智能焊接产品线总监 商大伟


通过本次会议,让我们深入了解了钢结构焊接的技术走向、钢结构智能高效焊接的技术的难点,数字化、自动化、智能化对于钢结构焊接的重要意义,以及工业机器人、协作机器人在助力钢结构智能高效焊接中的应用现状与发展趋势。未来,我们将持续关注行业发展,并进一步搭建交流平台、探讨相关问题,共同促进钢结构的高效、智能焊接。

                                                                                                                                                              

作者:游小秀、乔欣

责任编辑:邵玉洁

审 核 人:吴晓兰

关键词:智能高效焊接,钢结构焊接技术交流 | 作者 :

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