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        自動(dòng)化焊接技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中的研究與應(yīng)用

        2020-09-10 11:16:11王小川
        內(nèi)燃機(jī)與配件 2020年11期
        關(guān)鍵詞:焊接技術(shù)自動(dòng)化鋼結(jié)構(gòu)

        王小川

        摘要:我國工業(yè)生產(chǎn)水平在現(xiàn)代化技術(shù)不斷提升以及科技水平不斷提高的環(huán)境下,生產(chǎn)理念、生產(chǎn)模式、生產(chǎn)技術(shù)呈現(xiàn)出翻天覆地的變化,使得工業(yè)生產(chǎn)為我國經(jīng)濟(jì)水平的提升提供了出前所未有支持。自動(dòng)化技術(shù)的出現(xiàn),為鋼結(jié)構(gòu)焊接領(lǐng)域整體工作能力的提升給予了巨大的幫助,不僅能夠節(jié)省大量的人力、物力資源,而且還能保證焊接過程具有較高的安全性。鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量是否能夠達(dá)到令人滿意的程度,直接決定整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量是否能夠具有較高的安全性和穩(wěn)定性。因此本文針對(duì)自動(dòng)化焊接技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中的應(yīng)用展開相系的分析,為鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的提升奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

        關(guān)鍵詞:自動(dòng)化;焊接技術(shù);鋼結(jié)構(gòu)

        0? 引言

        伴隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展,各種新材料和新技術(shù)的有效運(yùn)用,使鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)生了巨大改變。作為建筑技術(shù)中起到重要作用的組成部分之一,焊接技術(shù)的自動(dòng)化轉(zhuǎn)變,能夠保證相關(guān)施工環(huán)節(jié)具有較高的安全性和穩(wěn)定性,為人們帶來更加安全的作業(yè)環(huán)境,同時(shí)對(duì)環(huán)境保護(hù)也能起到積極的促進(jìn)作用。因此,相關(guān)人士必須對(duì)自動(dòng)化焊接技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中的應(yīng)用給予足夠的重視,深入研究其中存在的問題,采取各種有效的措施將這些影響自動(dòng)化焊接技術(shù)發(fā)揮作用的問題逐一解決。最終為我國鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的提升以及自動(dòng)化焊接技術(shù)水平的進(jìn)一步優(yōu)化提供積極的幫助。

        1? 標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        根據(jù)對(duì)自動(dòng)化焊接技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中有效應(yīng)用展開的大量實(shí)際調(diào)查研究能夠明確了解,想要使自動(dòng)化焊接技術(shù)的水平不斷提升,鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)、自動(dòng)化設(shè)備研究單位、工程設(shè)計(jì)師之間必須建立有效的溝通合作。其中工程設(shè)計(jì)師對(duì)具體工程所需要的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)備研究單位負(fù)責(zé)研制具有較高精準(zhǔn)性的自動(dòng)化焊接設(shè)備、鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)企業(yè)負(fù)責(zé)對(duì)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行深入研究,這樣才能有效實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)中有效發(fā)揮作用的目標(biāo)。比如,在建設(shè)港珠澳大橋的過程中,該橋在施工建設(shè)過程中,所使用鋼結(jié)構(gòu)梁板的數(shù)量比較大,共需要制造40萬噸的板單元,不僅具有較大的工程量,而且需要使用橫隔板單元、板底單元、板腹單元、板頂單元具有的同類構(gòu)件的數(shù)量龐大,對(duì)相同的零部件采用相同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣的情況對(duì)自動(dòng)化焊接技術(shù)的運(yùn)用極為有利,同時(shí),標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方式,也是保證港珠澳大橋自動(dòng)化焊接有效實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。

        在對(duì)港珠澳大橋的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),要加強(qiáng)對(duì)局部細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)的重視,能夠?yàn)楹罄m(xù)自動(dòng)化焊接技術(shù)的實(shí)施提供方便。比如,在鋼結(jié)構(gòu)橫隔板上進(jìn)行勁肋設(shè)計(jì)時(shí),如果中間豎向肋與橫向肋之間存在的縫隙比較小、運(yùn)用焊接機(jī)器人進(jìn)行豎向肋焊接時(shí),由于焊槍在橫向肋的阻擋下難以順利通過,因此,為了使焊縫具有較高的連續(xù)性和質(zhì)量,必須保證橫向肋與豎向肋之間的角度在50°以上,距離在40mm以上。

        2? 精準(zhǔn)化的焊接設(shè)備

        具有較高精確度的自動(dòng)化焊接設(shè)備,是保證鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)有效實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接的核心,對(duì)于港珠澳大橋而言,由于車流量較大,其具有的疲勞載荷程度比較嚴(yán)重,如果處理不當(dāng),不僅會(huì)導(dǎo)致港珠澳大橋的使用質(zhì)量和使用壽命受到嚴(yán)重影響,而且很容易出現(xiàn)坍塌、斷裂等安全事故。為了將這個(gè)問題有效解決,必須保證制造的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有較高的精確度,使其具有的沖擊韌性有效提升,內(nèi)部質(zhì)量和外觀成形能夠滿足具體需求。與此同時(shí),由于焊接機(jī)器人具有電弧跟蹤功能以及觸傳感功能,因此,將焊接機(jī)器人合理運(yùn)用其中,利用焊接機(jī)器人具有的高精度焊接能力使生產(chǎn)的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有較高的精確度[1]。

        3? 全面化的技術(shù)分析

        針對(duì)不同類型的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件而言,工程設(shè)計(jì)師必須對(duì)鋼構(gòu)件的結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行深入研究,明確具體原理和內(nèi)容,幫助制造廠研制對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備。這樣能夠使先進(jìn)的設(shè)備與合理的技術(shù)有效結(jié)合,使自動(dòng)化焊接有效實(shí)施的目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)。不僅能夠使鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到令人滿意的程度,而且還能使具體的生產(chǎn)效率提升到一個(gè)新的層次。下面以港珠澳大橋鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的生產(chǎn)為例,對(duì)自動(dòng)化焊接技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)中的有效應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析。

        3.1 U形肋板單元自動(dòng)組裝定位焊

        作為決定港珠澳大橋使用時(shí)限的關(guān)鍵因素,橋面板與U形肋之間具有的角焊縫直接承擔(dān)車輛輪胎的荷載壓力,極易出現(xiàn)損壞、疲勞的問題。運(yùn)用單面焊接技術(shù)對(duì)橋面板的U形肋角縫隙進(jìn)行焊接,保證焊接熔深超過U形肋自身厚度的4/5以上,也就是說當(dāng)U形肋的高度為10mm時(shí),其焊縫的熔深應(yīng)該在8mm以上,并且堅(jiān)決不能焊漏。與此同時(shí),作為決定U形肋角焊縫具有較高焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)條件,針對(duì)提高U形肋的組裝精確度特別設(shè)計(jì)制作了U形肋板自動(dòng)組裝定位機(jī)床。該機(jī)床不僅具有自動(dòng)移動(dòng)、自動(dòng)打磨、自動(dòng)除塵、自動(dòng)定位、自動(dòng)壓實(shí)、機(jī)器人自動(dòng)定位焊等功能,而且具有一定的環(huán)保作用,還能使定位焊縫的焊接質(zhì)量、鋼結(jié)構(gòu)組裝精確度、鋼結(jié)構(gòu)組裝效率大幅度提升,保證橋面板與U形肋在組裝之后,彼此質(zhì)之間存在的縫隙寬度始終不超過0.5mm[2]。

        3.2 板單元焊接機(jī)器人

        鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件是否具有較高的質(zhì)量,直接由焊縫的質(zhì)量決定,特別是受到頂板U形肋角焊縫質(zhì)量影響明顯。為了保證其具有較高的質(zhì)量,熔透深度應(yīng)該保持在鋼板厚度的4/5以上,并且保持完美外觀形態(tài)的同時(shí),不能焊漏,因此將板單元焊接機(jī)器人與反變形翻轉(zhuǎn)胎架焊接U形肋角焊縫的焊接技術(shù)相結(jié)合,能夠有效實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。根據(jù)對(duì)板單元焊接機(jī)器人展開的大量實(shí)際調(diào)查研究能夠明確了解,在此過程中運(yùn)用了雙道焊接技術(shù),第一道利用小電流做基礎(chǔ),使U形肋角焊縫具有的熔透深度在機(jī)器人具有的電弧跟蹤功能以及觸傳感功能作用下得到保證。第二道利用大電流封頂,不僅能夠使焊接外形具有較高的美觀性,還能使焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量具有較高安全性和穩(wěn)定性。與此同時(shí),通過對(duì)大量疲勞測(cè)試結(jié)果展開的對(duì)比分析能夠知道,相比傳統(tǒng)焊接技術(shù),利用機(jī)器人進(jìn)行焊接的角焊縫具有明顯的抗疲勞優(yōu)勢(shì),比傳統(tǒng)焊接技術(shù)提高了大約40MPa,使鋼結(jié)構(gòu)板單元具有的抗疲勞性能有效提高。反變形技術(shù)減小了板單元的焊接變形,提高了生產(chǎn)效率[3]。

        4? 結(jié)束語

        通過上文針對(duì)自動(dòng)化焊接技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中的有效應(yīng)用,展開的大量實(shí)際研究和系統(tǒng)性分析,我們能夠更加明確的了解,只有采取各種有效的措施將自動(dòng)化焊接技術(shù)的水平不斷提高,才能保證鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量能夠滿足使用需求。自動(dòng)化焊接技術(shù)不僅能夠使實(shí)際施工效率有效提升、使橋梁的使用壽命得到有效延長、使鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量得到大幅度提升,保證施工具有較高安全性和穩(wěn)定性、促進(jìn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)、提升社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。特別是在我國鋼結(jié)構(gòu)建筑物和設(shè)施數(shù)量不斷增加的環(huán)境下,還能夠有效解決自動(dòng)化焊接技術(shù)中存在的問題。長此以往,必然能夠?qū)︿摻Y(jié)構(gòu)施工水平以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的提升貢獻(xiàn)積極的力量。

        參考文獻(xiàn):

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        [2]張迪,馬德志,宋曉峰,段斌.機(jī)器人焊接技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的應(yīng)用[J].焊接,2019(07):15-20,65-66.

        [3]劉陽,薛陽,譚俊.建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)在我國的發(fā)展[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2017(27):159-160.

        [4]楊東暉.鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)在我國的發(fā)展問題研究[J].科技風(fēng),2017(06):232.

        [5]張友權(quán),侯敏.淺談建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)在我國的發(fā)展[J].鋼結(jié)構(gòu),2012,27(S1):327-334.

        [6]曾樂.焊接技術(shù)在日本鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中的應(yīng)用與發(fā)展[J].冶金建筑,1980(05):34-39.

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